Nanofibras eletrofiadas compósitas com grafeno para regeneração neural

Nos últimos anos, a engenharia de tecidos (ET) surgiu como uma abordagem promissora para colmatar os processos insuficientes de regeneração do sistema nervoso (SN) e, consequentemente, atenuar algumas consequências físicas, psicológicas e sociais devastadoras para os pacientes em todo o mundo. O sucesso das estratégias de ET neural depende fortemente da combinação de biomateriais com técnicas avançadas de nanofabricação para o fabrico de scaffolds fibrosos capazes de apresentar uma topografia biomimética e uma elevada razão área superficial/volume capaz de melhorar a resposta celular. As excelentes propriedades físico-químicas dos nanomateriais à base de carbono, como o grafeno, encorajaram a sua exploração para a regeneração neural. Para além das propriedades elétricas, óticas e mecânicas inovadoras do grafeno, o óxido de grafeno (GO) apresenta uma superfície altamente funcionalizada por oxigénio, o que confere um caráter hidrofílico ao material e, consequentemente, leva a excelentes características biológicas. Assim, neste trabalho, fabricou-se uma ampla gama de scaffolds eletrofiados compósitos de policaprolactona-gelatina-GO para estudar a influência da concentração, tamanho e nível de redução do GO nas propriedades morfológicas, mecânicas, químicas e biocompatibilidade das fibras. Apesar de algumas variações, de um modo geral todos os compósitos apresentaram propriedades morfológicas, mecânicas e de molhabilidade compatíveis com células do tipo neuronal. O scaffold com nanofolhas de GO reduzidas apresentou os melhores resultados no ensaio celular com células SH-SY5Y. Os valores de viabilidade obtidos encorajam a realização de culturas celulares superiores a sete dias, ensaios com estimulação elétrica e/ou fatores de diferenciaçãoIn recent years, tissue engineering (TE) has emerged as a promising approach to complete the deficient natural regeneration processes of the nervous systems and consequently attenuate some devastating physical, psychological and social consequences for patients worldwide. The success of neural TE strategies deeply rely on the combination of biomaterials with advanced nanofabrication techniques towards the fabrication of fibrous scaffolds able to present a biomimetic topography and a high surface area/volume ratio capable of enhancing the cell response. The excellent physicochemical properties of carbon-related nanomaterials, such as graphene, have encouraged their exploitation for neural regeneration. Complementary to the ground-breaking electrical, optical and mechanical properties of graphene, graphene oxide (GO) presents a highly oxygen functionalized surface, which impart a hydrophilic character to the material and consequently leads to excellent biologically features. Thus, in this work, we fabricated a wide range of composite electrospun polycaprolactone-gelatin-GO scaffolds to study the influence of concentration, size and reduction level of GO on the morphological, mechanical, chemical properties and biocompatibility of the fibres. In general, all composites showed morphological, mechanical and wettability properties compatible with neuronal-like cell cultures. The scaffold with reduced GO nanosheets showed the best results in the cell culture with SH-SY5Y cells. Viability results encourage cell cultures greater than seven days, electrical stimulation tests and/or addition of differentiation factorsMestrado em Materiais e Dispositivos Biomédico