Estabelecimento de um bioprocesso de manufatura aditiva para produção de um biogel resultante da associação do plasma rico em plaquetas (PRP), alginato de sódio e fibroína de seda

Abstract

A medicina regenerativa (RM) é uma nova área de conhecimento que, associado a engenharia de tecidos (TE), tem permitido otimizar o desenvolvimento de biomateriais para aplicações biomédicas. Dois dos biomateriais estudados pela TE é a fibroína de seda e o alginato de sódio, dois polímeros naturais amplamente utilizados em aplicações biológicas por apresentarem diferentes conformações e não induzirem citotoxicidade. O PRP, uma fração derivada do sangue contendo altas concentrações de plaquetas, também é muito utilizado na RM por secretar citocinas e fatores de crescimento celular. Sendo assim, a impressão 3D de uma combinação de hidrogel de fibroína com PRP, pode ser capaz de alcançar não apenas a entrega localizada e a liberação sustentada de fatores de crescimento, como também a melhora da capacidade regenerativa da pele. Neste estudo foi realizada a padronização do biogel resultante da associação de alginato de sódio, PRP e fibroína de seda, para a metodologia de impressão 3D por extrusão. Foram testadas diversas concentrações de alginato de sódio, bem como três diferentes soluções reticulantes: cloreto de cálcio 2%, cloreto de cálcio 10% e gluconato de cálcio 10%. Também foi realizada a análise de dissolução do biogel e espectroscopia por infravermelho. Os biogéis compostos por 8% e 10% de alginato de sódio apresentaram características compatíveis com a impressão 3D por extrusão. Sendo que, o biogel com 10% de alginato de sódio e reticulado com gluconato de cálcio apresentou melhor resultado no teste de dissolução. Portanto, os resultados apontam que o biogel resultante desta associação pode fundamentar a criação de uma nova abordagem terapêutica no tratamento de feridas cutâneas de difícil cicatrização.

Regenerative medicine (RM) is a new area of knowledge that, associated with tissue engineering (TE), has allowed optimizing the development of biomaterials for biomedical applications. Two of the biomaterials studied by TE are silk fibroin and sodium alginate, two natural polymers widely used in biological applications because they have different conformations and do not induce cytotoxicity. PRP, a blood-derived fraction containing high concentrations of platelets, is also widely used in RM for secreting cytokines and cell growth factors. Therefore, 3D printing of a combination of fibroin hydrogel with PRP may be able to achieve not only localized delivery and sustained release of growth factors, but also an improvement in the skin's regenerative capacity. In this study, the standardizatio of the biogel resulting from the association of sodium alginate, PRP and silk fibroin was performed for the extrusion 3D printing methodology. Different concentrations of sodium alginate were tested, as well as three different crosslinking solutions: 2% calcium chloride, 10% calcium chloride and 10% calcium gluconate. Biogel dissolution analysis and infrared spectroscopy were also performed. The biogels composed of 8% and 10% sodium alginate showed characteristics compatible with extrusion 3D printing. The biogel with 10% sodium alginate and cross-linked with calcium gluconate showed better results in the dissolution test. Therefore, the results indicate that the biogel resulting from this association can support the creation of a new therapeutic approach in the treatment of skin wounds that are difficult to heal.