Impressão 3D de scaffolds de policaprolactona e biovidro incorporados com íons lítio

Abstract

Objetivo: Este trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar scaffolds tridimensionais de policaprolactona (PCL) associados ao biovidro 45S5 e ao biovidro dopado com íons lítio, utilizando a tecnologia de impressão 3D por extrusão. Material e Métodos: Os materiais foram sintetizados e impressos em diferentes proporções, bucando-se a otimização da composição do material e dos parâmetros de impressão. Os scaffolds obtidos foram avaliados morfologicamente, além de submetidos a ensaios biológicos in vitro com células-tronco da polpa dentária humana (hDPSCs). Resultados: Após a seleção dos parâmetros de impressão, a proporção 9:1 de PCL/biovidro demonstrou a melhor fluidez e printabilidade. Nos ensaios in vitro, os resultados demonstraram que todos os grupos apresentaram viabilidade celular superior a 70%, atendendo aos critérios de não citotoxicidade. O grupo contendo biovidro dopado com lítio (PCL 45S5 LC Li) destacou-se pela maior atividade da fosfatase alcalina (ALP), marcador precoce da diferenciação osteogênica, em relação ao PCL puro, além de intensa formação de nódulos de mineralização, sugerindo maior potencial osteogênico. Conclusão: Assim, a incorporação de biovidro, especialmente quando dopado com lítio, mostrou-se uma estratégia promissora para aprimorar as propriedades bioativas dos scaffolds de PCL, contribuindo para o desenvolvimento de biomateriais aplicáveis na regeneração óssea.

Objective: This study aimed to develop and characterize three-dimensional polycaprolactone (PCL) scaffolds combined with 45S5 bioglass and lithium ion-doped bioglass, using extrusion-based 3D printing technology. Material and Methods: The materials were synthesized and printed in different proportions, seeking to optimize the material composition and printing parameters. The obtained scaffolds were morphologically evaluated and subjected to in vitro biological assays with human dental pulp stem cells (hDPSCs). Results: After selecting the printing parameters, the 9:1 PCL/bioglass ratio showed the best flowability and printability.In the in vitro assays, the results demonstrated that all groups exhibited cell viability above 70%, meeting the criteria for non-cytotoxicity. The group containing lithium-doped bioglass (PCL 45S5 LC Li) stood out for its higher alkaline phosphatase (ALP) activity — an early marker of osteogenic differentiation — compared to pure PCL, as well as for the intense formation of mineralization nodules, suggesting greater osteogenic potential. Conclusion: Thus, the incorporation of bioglass, especially when doped with lithium, proved to be a promising strategy to enhance the bioactive properties of PCL scaffolds, contributing to the development of biomaterials applicable in bone regeneration.