Biocompatibilidade e celularização de scaffolds acelulares compostos por óxido de grafeno e ácido poli -l-lático em comparação ao poliácido lático (pla), avaliados em microambiente subcutâneo de caprinos - Oliveira, Frederico Rocha de [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2025)
O uso de scaffolds para regeneração de tecidos moles tem se mostrado desafiador, principalmente quando se trata de biomateriais sintéticos, visto a dificuldade de conciliar os requisitos de fabricação e o desempenho biológico. Investigamos in vivo a biocompatibilidade entre a associação dos polímeros de óxido de grafeno com poli (L-láctico ácido) (OG+PLLA) comparado ao poliácido láctico (PLA) em microambiente regenerativo 3D. Para tal, foram utilizados 15 caprinos, machos, submetidos ao processo cirúrgico para implantação de dois scaffolds no subcutâneos da região toráxica esquerda e direita. Posteriormente, foi observado o comportamento dos scaffolds no 28°, 42° e 56° dia pós-implantação (PI), seguido de avaliações histopatológicas, ensaios enzimáticos colorimétricos, macroscópico e microscopia de varredura (MEV). À análise histopatológica revelou aumento celular inicial no OG+PLLA e resposta mais tardia no PLA, sem evidência de inflamação severa. A termografia evidenciou variações fisiológicas, sem diferenças estatísticas entre os grupos. A microscopia eletrônica de varredura demonstrou adesão e crescimento celular bem distribuídos em ambos os scaffolds, com preservação da arquitetura subcutânea. Na angiogênese, houve elevação inicial no OG+PLLA e resposta tardia no PLA; entretanto, apenas OG+PLLA apresentou maiores níveis de VEGF no D28 e D42. A análise histomorfométrica mostrou maior presença de fibroblastos no PLA no D28, enquanto no OG+PLLA esse efeito foi mais evidente no D56. A deposição de colágeno evoluiu continuamente ao longo do período experimental, sem diferenças entre os grupos, mas com diferenças intragrupo entre D28 e D56; corroborado pelos níveis de hidroxiprolina. Os glicosaminoglicanos apresentaram diferença significativa apenas no D42. Por fim, o metabolismo e a morte celular não diferiram entre grupos, embora tenha sido observada redução de citocinas pró-inflamatórias no OG+PLLA e aumento transitório no PLA no D28. Quanto à diferenciação celular, não houve diferenças entre grupos, mas o OG+PLLA apresentou variação significativa entre D28 e D42.A combinação de OG+PLLA denotou maior aderência do tecido. As poucas diferenças encontradas entre os resultados, devem ser levadas em consideração, pois dependem do tecido a ser empregado e da relação de scaffolds/tecido.

The regeneration of soft tissues using scaffolds remains a considerable challenge, especially when synthetic biomaterials are involved—owing to the complex balance between manufacturing requirements and biological performance. In this study, we conducted in vivo experiments to compare the biocompatibility of scaffolds made from graphene oxide with poly(L-lactic acid) (OG+PLLA) and those made from poly(lactic acid) (PLA) within a three-dimensional regenerative microenvironment. Fifteen male goats underwent surgery for the implantation of two scaffolds in the subcutaneous tissue of the left and right thoracic regions. The scaffolds were then observed on days 28, 42, and 56 post-implantation, with a comprehensive suite of evaluations: histopathological analysis, colorimetric enzymatic assays, macroscopic assessments, and scanning electron microscopy (SEM). Histopathological findings showed a rapid initial increase in cell numbers in OG+PLLA scaffolds, while PLA displayed a more delayed response—without any evidence of severe inflammation. Thermographic monitoring revealed physiological variations but no statistically significant differences between the groups. SEM analysis confirmed robust cell adhesion and growth across both types of scaffolds, maintaining the integrity of the subcutaneous architecture. Angiogenesis was more pronounced in OG+PLLA at early time points, compared to a later response from PLA; notably, OG+PLLA scaffolds exhibited higher VEGF levels at days 28 and 42. Histomorphometric evaluation indicated a greater presence of fibroblasts in PLA at day 28, whereas OG+PLLA showed this effect more strongly at day 56. Collagen deposition progressed steadily throughout the study, with no significant differences between groups overall, though intragroup differences emerged between days 28 and 56, as supported by hydroxyproline measurements. Significant differences in glycosaminoglycan levels were found only at day 42. Cell metabolism and death rates were similar between groups, but OG+PLLA scaffolds showed reduced pro-inflammatory cytokines, while PLA had a temporary increase at day 28. No differences between-group were detected in cellular differentiation, although OG+PLLA demonstrated notable changes between days 28 and 42. The OG+PLLA composite promoted improved tissue adherence. In summary, while both scaffold types demonstrated overall biocompatibility and cellularization, subtle differences were observed. These should be carefully considered in future applications, as outcomes depend significantly on the target tissue and the scaffold-to-tissue relationship.
Biocompatibility and cellularization of acelular scaffolds composed of graphene oxide and poly-l-lactic acid in comparison to polylactic acid implanted in the subcutaneous microenvironment of goats
Keywords: Biomateriais; Cirurgia veterinária; Regeneração tecidual guiada