Collagen imobilization on poly (L-co-D,L lactic acid)

Resumo: Polímeros biorreabsorvíveis são amplamente empregados como arcabouços na engenharia tecidual. No entanto, devido à natureza hidrofóbica, técnicas de modificação de superfície embasadas na enxertia de grupos químicos funcionais e imobilização de moléculas bioativas são desenvolvidas no intuito de promover a biofuncionalização da superfície desses polímeros, ocasionando uma melhora significativa da interação célula /polímero. Este estudo teve por objetivo desenvolver e caracterizar uma superfície biomimética em arcabouços do copolímero poli (L-co-D,L ácido lático)- PLDLA, através da enxertia de grupos (-COOH) e imobilização de colágeno tipo I. Os arcabouços de PLDLA 70/30 foram obtidos pela técnica de lixiviação de porógenos e submetidos ao método de fotopolimerização oxidativa da superfície do material, seguido da copolimerização enxertiva do ácido acrílico (PLDLA-AAc) e imobilização do colágeno tipo I (PLDLA-Col). A superfície das amostras foi caracterizada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia de Força Atômica (MFA), Espectroscopia de Reflectância Total Atenuada (FTIR-ATR), Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por raios-X (XPS) e ângulo de contato. As imagens da MFA e fotomicrografias da MEV demonstraram a formação de poros e rugosidade na superfície dos arcabouços de PLDLA-AAc e, deposição do colágeno com formação de uma estrutura fibrilar em pontos inespecíficos da superfície dos arcabouços do PLDLA-Col, resultando no aumento da rugosidade superficial de 149.5nm (PLDLA puro) para 295nm (PLDLA-Col). Os espectros de FTIR-ATR do PLDLA, PLDLA-AAc e PLDLA-Col confirmaram a presença dos mesmos picos de absorção para todos os tratamentos e, a presença dos picos em 1662 e 1559cm-1, típicos de amida I e II nas amostras de PLDLA-Col. A citocompatibilidade dos arcabouços foi avaliada através do cultivo de células osteoblásticas primárias submetidas aos ensaios de citotoxicidade e adesão celular inicial, síntese de colágeno e observação da morfologia celular, obtidas pela MEV. Os resultados obtidos mostraram que a superfície biomimética dos arcabouços de PLDLA-Col melhora, significantemente, a taxa de adesão e proliferação celular bem como estimula a síntese de colágeno (p<0,01). Estes resultados são indicativos de que o método de modificação de superfície utilizado no presente estudo pode ser usado no desenvolvimento de arcabouços bioativos e biomiméticos com potencial aplicação na engenharia tecidualAbstract: Bioreabsorbable polymers are widely used as scaffolds in tissue engineering. However, due to their hydrophobic nature, modification techniques based on graft of chemical functional groups and immobilization of bioactive molecules have been developed, in order to promote biofuncionalization of material surface, causing better interaction between cell / polymer. This study aimed at developing and characterizing a biomimetic surface on scaffolds of the copolymer poly (L-co-D, L lactic acid) (PLDLA 70/30), by grafting of chemical functional groups and immobilized with collagen type I. The scaffolds were obtained by porogen leaching, and submitted to photo-oxidation method of the material surface followed by grafting polymer polymerization of the acrylic acid solution (PLDLA-Acc) and immobilization of the type I collagen (PLDLA-Col). The sample surfaces were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), Atomic Force Microscopy (AFM) , Attenuated Total Reflectance Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and contact angle. AFM images and SEM electromicrographs exhibited porous formation and roughness on the PLDLA-AAc surfaces and collagen deposition with net-like fibrillar structure in non-specific areas of the PLDLA-Col scaffolds, resulting an increase in surface roughness from 149.5 nm (PLDLA pure) to 295nm (PLDLA-Col). ATR-FTIR spectra of PLDLA, PLDLA-AAc and PLDLA-Col exhibited the same absorption peaks for all samples, as well as peaks of 1662 and 1559cm-1 , typical of amide I and II in PLDLA-Col samples. Scaffolds cytocompatibilty was evaluated by osteoblastic-like cell culture, submitted to cytotoxicity and initial cell adhesion assays, collagen synthesis and observation of cell morphology obtained by SEM. The result showed that biomimetic surface of PLDLA-Col scaffolds significantly improves adhesion and cell proliferation rates, as well as stimulates collagen synthesis (p