Método de obtenção de membrana de colágeno para enxertia tecidual: novo tratamento de descelularização do pericárdio bovino
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Data
2024-04-15
Autores
Orientador
Nery, José Geraldo 
Coorientador
Pós-graduação
Ciências Biomoleculares e Farmacológicas - IBILCE 33004153068P9
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
A obtenção de colágeno a partir de fontes animais tem demonstrado ser um processo economicamente viável e lucrativo. O pericárdio bovino é uma biomassa abundante e com aplicabilidade na Engenharia de Tecidos, e a descelularização é uma condição fundamental para que este material seja biocompatível e se ajuste a aplicações médicas. Este estudo teve como objetivo otimizar a descelularização do PB, integrando parâmetros físicos e químicos e avaliando seus efeitos na eliminação do DNA nativo, na preservação da matriz extracelular e na biocompatibilidade. Neste trabalho, exploramos a combinação do congelamento-descongelamento do PB seguido de tratamento em solução de Desoxicolato de Sódio para desenvolver um protocolo de descelularização e produção de membranas tipo scaffolds para aplicação em regeneração tecidual guiada. O uso de Desoxicolato de Sódio no processo de descelularização, para remoção de componentes celulares do pericárdio bovino, trouxe vantagens em relação a outros métodos de descelularização de membranas biológicas já publicados ou patenteados. Neste trabalho, fornecemos informações úteis sobre o impacto de concentrações mais baixas de Desoxicolato de Sódio na eficiência da eliminação de DNA nativo e em relação à preservação da matriz extracelular. Avaliamos o comportamento biomecânico dos tecidos preparados em comparação com sua forma nativa e, enfim, se houve resposta citotóxica das membranas in vitro. A microscopia da superfície revelou a preservação dos feixes de fibras e sua natureza anisotrópica, enquanto as lâminas histológicas evidenciaram ausência de núcleos visíveis com aparente retenção de glicoproteínas. O protocolo SD010, compreendendo congelamento-descongelamento, agitação em solução de Desoxicolato de Sódio de baixa concentração (0,10% m/v) e limpeza salina completa, destacou-se como um método promissor para descelularização do PB. A análise histológica revelou eliminação bem-sucedida de componentes celulares, com SD010 exibindo descelularização completa. A quantificação do DNA nas amostras tratadas com o protocolo SD010 indicou uma redução significativa do conteúdo de DNA (cerca de 85,7%). A eletroforese reforçou esta análise, permitindo identificar que as moléculas de DNA em todas as amostras mantiveram seu comprimento nativo. A microscopia eletrônica de varredura confirmou a preservação da arquitetura da matriz extracelular após o tratamento. Os testes biomecânicos demonstraram mínimo impacto nas propriedades mecânicas dos tecidos tratados. O potencial do protocolo SD010 para aplicações do pericárdio bovino descelularizado como enxerto heterólogo foi apoiado por testes de biocompatibilidade, conforme evidenciado pela proliferação de fibroblastos in vitro. Os resultados indicaram um método eficiente para a descelularização do pericárdio bovino, destacando sua utilidade para o reaproveitamento de resíduos de biomassa produzidos pela indústria alimentícia e de saúde.
Resumo (inglês)
Obtaining collagen from animal sources has proven economically viable and profitable. Bovine pericardium is an abundant biomass with applicability in tissue engineering, and decellularization is a fundamental condition for this material to be biocompatible and suitable for medical applications. This study aimed to optimize PB decellularization, integrate physical and chemical parameters, and evaluate their effects on the elimination of native DNA, preservation of the extracellular matrix, and biocompatibility. In this work, we explored the combination of freezing-thawing of PB followed by treatment in Sodium Deoxycholate solution to develop a decellularization protocol and production of scaffold-like membranes for application in guided tissue regeneration. The use of Sodium Deoxycholate in the decellularization process to remove cellular components from the bovine pericardium brought advantages compared to other decellularization methods of biological membranes already published or patented. In this work, we provide helpful information on the impact of lower concentrations of Sodium Deoxycholate on the efficiency of native DNA elimination compared to the preservation of the extracellular matrix. We evaluated the biomechanical behavior of the prepared tissues compared with their native form and whether there was a cytotoxic response from the membranes in vitro. Surface microscopy revealed the preservation of fiber bundles and their anisotropic nature, while histological slides showed the absence of visible nuclei with apparent retention of glycoproteins. The SD010 protocol, comprising freezing-thawing, agitation in a lowconcentration Sodium Deoxycholate solution (0.10% w/v), and complete saline cleaning, was a promising method for PB decellularization. Histological analysis revealed the successful elimination of cellular components, with SD010 exhibiting complete decellularization. DNA quantification in samples treated with the SD010 protocol indicated a significant reduction in DNA content (about 85.7%). Electrophoresis reinforced this analysis, allowing us to identify that the DNA molecules in all samples maintained their native length. Scanning electron microscopy confirmed the preservation of the extracellular matrix architecture after treatment. Biomechanical tests demonstrated minimal impact on the mechanical properties of the treated tissues. The potential of the SD010 protocol for applications of decellularized bovine pericardium as a heterologous graft was supported by biocompatibility testing, as evidenced by in vitro fibroblast proliferation. The results indicated an efficient method for the decellularization of bovine pericardium, highlighting its usefulness for the reuse of biomass waste produced by the food and health industries.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português
Como citar
GIORGI FILHO, Rui Carlos. Método de obtenção de membrana de colágeno para enxertia tecidual: novo tratamento de descelularização do pericárdio bovino. (Doutorado em Ciências Biomoleculares e Farmacológicas). 2024. Universidade Estadual Paulista (Unesp), Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas (Ibilce), São José do Rio Preto, 2024.