Incorporação de Aloe vera em membranas de celulose bacteriana afeta a proliferação de fibroblastos e queratinócitos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014.A celulose bacteriana (CB) é um polímero produzido por diversas bactérias, entre elas a bactérias do gênero Gluconacetobacter. Este polímero apresenta-se como uma rede de nanofibras com propriedades físico-químicas peculiares, o que o possibilita a ser utilizado como biomaterial em diversas áreas. Este biomaterial pode ter o seu espectro de aplicação ainda mais ampliado quando produzido com a incorporação de frações de extratos naturais. A Aloe vera (Aloe barbadensis Miller) é uma planta que apresenta propriedades terapêuticas e medicinais utilizadas há milhares de anos. Ela possui polissacarídeos em sua composição que atuam fortemente na regeneração e reparo de tecidos lesionados. O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento das células de fibroblasto e queratinócito quando cultivadas na superfície mais porosa de membranas de CB pura e membranas de CB com incorporação de frações de Aloe vera (CB-Aloe), na perspectiva de se desenvolver futuramente um biomaterial que atue como substituto de pele humana. Por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) mostrou-se que a incorporação de Aloe vera nas membranas CB não alterou a estrutura da rede nanofibras de CB pura. A análise por espectroscopia de infravermelho por refletância total atenuada (FTIR-ATR) identificou diferenças referentes aos grupos amino existentes nas frações de Aloe vera, bem como a presença de anéis piranosídicos, tais como de ß-D-manose e de ß-D-glicose. Foi possível identificar que células epiteliais quando cultivadas sobre a superfície porosa das membranas de CB com incorporação de duas frações específicas de Aloe vera (CB-G e CB-T) apresentaram atividade metabólica e proliferação celular mais expressiva do que as demais membranas estudadas. A biossíntese de colágeno por fibroblastos foi significantemente aumentada nas membranas de CB-Aloe quando comparada com a CB pura. A análise morfológica por MEV de células cultivadas sobre as membranas modificadas (CB-Aloe) mostraram que células epiteliais aderiram em todas as membranas, mas só foi observada que células cultivadas em CB pura e em CB com a incorporação de uma fração específica de Aloe vera (CB-F), estavam espraiadas indicando um efeito positivo dessa fração de Aloe vera na adesão celular.Abstract : Bacterial cellulose (BC) is a polymer produced by various bacteria, including the bacterium of the Gluconacetobacter genre. It is synthesized as a network of nanofibers with particular physicochemical properties, which make it a suitable biomaterial for the use in a variety of fields. The range of application of this biomaterial can be further expanded by the incorporation of natural extracts with biological activities. Aloe vera (Aloe barbadensis Miller) is a plant with well-documented medicinal and therapeutic properties, particularly active in regeneration and repair of injured tissues, mainly due to its particular polysaccharide composition. The objective of this study was to evaluate the behavior of keratinocyte and fibroblast cells when grown on the porous surface of pure BC membranes or on BC membranes incorporated with Aloe vera fractions (BC-Aloe), in view of the development of a biomaterial that could be used as human skin substitute. Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis showed that the incorporation of Aloe vera into the BC nonofibers did not alter the original structure of the fiber network. Attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) analysis identified differences in amino groups present in the membranes with or without Aloe vera, as well as the presence of pyranoside rings, such as ß-D-mannose and ß-D-glucose specifically in the BC-Aloe membranes. Metabolic activity and cell proliferation were more expressive when epithelial cells were cultured over the porous surface of BC membranes incorporated with two specific Aloe vera fractions (BC-T and BC-G). Biosynthesis of collagen was increased in fibroblasts cultivated on BC-Aloe membranes when compared to those cultivated on pure BC membranes. Morphological SEM analysis of cells cultivated over the modified membranes showed that epithelial cells adhered to all membranes, but spreading was only observed for cells grown on pure BC or BC incorporated with one specific Aloe vera fraction (BC-F), indicating a positive effect of this Aloe vera fraction on the cellular adhesion of the biomaterial