Development of lamellar and porous chitosan and xanthan membrane for treatment of skin lesions

Materiais poliméricos são frequentemente utilizados na engenharia de tecidos como cobertura ou suporte para o crescimento celular, permitindo a adesão, o crescimento e a manutenção da função das células neles cultivadas, de forma a viabilizar o desenvolvimento e/ou a cicatrização de tecidos como a pele. Dentre os requisitos para a seleção destes materiais destacam-se propriedades como biocompatibilidade, tamanho e formato de poros, comportamento na presença de fluidos biológicos, assim como as próprias características do tecido a ser regenerado. Este trabalho visou ao desenvolvimento e à avaliação do uso de membranas constituídas de complexos polieletrólitos obtidos com os polímeros xantana e quitosana como curativos dérmicos e suportes de adesão e crescimento de células-tronco mesenquimais (CTMs). Para tal, amostras lamelares e porosas foram preparadas e caracterizadas quanto à morfologia, espessura, comportamento em soluções aquosas e resistência mecânica, assim como quanto à citotoxicidade direta e indireta a células L929. Testes de adesão e proliferação de CTMs sobre o biomaterial também foram realizados. Os resultados obtidos mostram que diferentes proporções poliméricas, a inclusão ou não da etapa de desaeração e a adição de tensoativos resultam em materiais com distintas características. Membranas com maior concentração de xantana mostram-se instáveis frente à exposição por longos períodos a meio de cultivo celular, enquanto que membranas com proporção polimérica equivalente sem adição de surfatantes e desaeradas tendem a ser finas e transparentes, apresentando elevada capacidade de absorção de água (85,57g/g) e de fluido corpóreo simulado (15,78g/g), com perda de massa máxima de 17% quando expostas por 144h a meio de cultura de células animais. Tais membranas não são citotóxicas a células L929 e apresentam adequada estrutura para adesão e proliferação de CTMs, revelando-se ideais para o uso como curativos dérmicos bioativos. A adição de Pluronic F68 durante a preparação das amostras de igual proporção polimérica possibilitou a obtenção de membranas porosas e espessas, com características favoráveis para a aplicação como suportes para engenharia de tecidos, como a presença de poros interconectados e distribuídos de forma homogênea pela estrutura, baixa toxicidade in vitro, espessura de 1,84 mm, elevada absorção de fluidos fisiológicos (17,99g/g) e de meio de cultivo celular (8,58g/g) e perda de massa em meio de cultivo de 33% em 144 horas, além de adequada estrutura para adesão e proliferação de CTMs.Polymeric materials are frequently used in tissue engineering as dressings or scaffolds, allowing the adhesion, growth and maintenance of function of the cells cultured on their surfaces, in order to facilitate the development and / or healing of tissues such as skin. The requirements for the selection of these materials include properties such as biocompatibility, pore size and shape, behavior in the presence of biological fluids, as well as the actual characteristics of the tissue to be regenerated. This work aimed to develop and evaluate the use of membranes formed by polyelectrolyte complexes obtained from the polymers xanthan and chitosan as dermal dressings and supports for the attachment and growth of mesenchymal stem cells (MSCs). Lamellar and porous samples were prepared and characterized according to morphology, thickness, behavior in aqueous solutions and mechanical strength, as well as direct and indirect cytotoxicity to L929 cells. Tests of adhesion and proliferation of MSCs on the obtained biomaterial were also performed. The results show that different polymer ratios, the inclusion or not of a deaeration step and the addition of surfactants result in materials with different characteristics. Membranes with high proportions of xanthan were not stable for long periods of exposure to animal cell culture medium, while membranes with equivalent polymeric proportion, degassed and not prepared in the presence of surfactants tended to be thin and transparent, presenting high absorption capacity of water (85.57 g/g) and simulated body fluid (15.78 g/g) and mass loss of up to 17% when exposed for 144h to animal cells culture medium. Those membranes were not cytotoxic to L929 cells and provided adequate structure for adhesion and proliferation of MSCs, showing characteristics suitable for use as dressings for skin lesions. The addition of Pluronic F68 during the preparation of samples of equal proportion of xanthan and chitosan resulted in thick porous membranes, with favorable characteristics for application as scaffolds for tissue engineering, such as the presence of homogeneously distributed interconnected pores, low toxicity in vitro, thickness of 1.84 mm, high absorption of physiological fluids (17.99 g/g) and cell culture medium (8.58 g/g), mass loss in culture medium of 33% after 144 hours, and adequate structure for adhesion and proliferation of MSCs