Desenvolvimento de uma nova membrana bioativa para o tratamento de lesões da pele

The skin is the outermost organ of the body and its acts as a protective barrier. Furthermore, skin is also responsible for the regulation of the body temperature and also for the maintenance of homeostasis. However, different types of injuries (burns, surgical interventions and/or chronic wounds), affect skin structure and functions. When a skin injury occurs, it is crucial to cover the wound site as soon as possible to provide protection against external agents. Despite this, there are several therapeutic strategies available for the treatment of skin injuries, none of them is able to restore all morphological and biological properties of the skin. In this context, Tissue Engineering researchers aim to produce polymeric and biocompatible matrices capable of reproducing the native structure of the skin, as well as, promote cell adhesion and proliferation. Among the different types of materials produced so far, the nanofibrous membranes produced by the electrospinning technique have demonstrated promising properties to be used in wound dressing applications. Thus, the work presented in this dissertation intended to produce and characterize a nanofibrous membrane. Poly(vinyl alcohol) (PVA) and lysine (Lys) were selected to produce the membrane, then functionalized with ibuprofen (IBP) (an anti-inflammatory molecule), and lavender oil (LO) (an antibacterial molecule). The IBP was incorporated into the nanofibers through an electrospinning blend technique, in order to be released in controlled and sustained fashion during the inflammatory phase (1-3 days after injury), while the LO was incorporated into the membrane’ surface through physical adsorption technique, to allow an initial burst release which is essential to prevent the occurrence of infections at wound site. In this way, the produced membrane will allow to control the inflammatory process and avoid the occurrence of skin infections. Indeed, the antimicrobial assays demonstrated that LO functionalized membranes exhibited excellent antibacterial activity against S.aureus and P.aeruginosa. All the gathered data revealed that the PVA_Lys membrane incorporated with IBP and LO possess the suitable morphological, mechanical and biological properties to be used as wound dressing.A pele é o órgão mais externo, que atua como uma barreira protetora, e está envolvida na regulação da temperatura corporal e na manutenção da homeostase dos líquidos. Diariamente a pele está exposta a diferentes agentes que podem causar diferentes tipos de lesões (queimaduras, intervenções cirúrgicas e/ou feridas crónicas). Quando ocorre uma lesão na pele, é crucial que esta seja imediatamente revestida com o intuito de proteger a área lesada contra os agentes externos. Na atualidade, são usadas diversas terapias para o tratamento das lesões, no entanto nenhuma delas é capaz de restabelecer completamente a estrutura e funções da pele. Neste contexto, na área de Engenharia de Tecidos têm sido produzidas diferentes matrizes poliméricas e biocompatíveis capazes de reproduzir a estrutura nativa da pele e de promover a adesão e proliferação celular. Entre os diferentes tipos de materiais usados até ao momento, as membranas nanofibrosas produzidas por eletrofiação têm apresentado resultados promissores nesta área. Desta forma, o plano de trabalhos desenvolvido neste mestrado teve como principal objetivo a produção e caracterização de uma membrana constituída por nanofibras. A membrana foi produzida recorrendo à técnica de eletrofiação, usando uma mistura de álcool polivinílico e lisina, a qual foi funcionalizada com dois tipos de biomoléculas: ibuprofeno (molécula com propriedades anti-inflamatórias) e óleo de lavanda (molécula com propriedades antibacterianas). O ibuprofeno foi incorporado nas nanofibras através da técnica de blend electrospinning, a fim de promover uma libertação controlada e sustentada durante a fase de inflamação (1-3 dias após a lesão), enquanto que o óleo de lavanda foi incorporado na superfície das membranas por adsorção física, com o objetivo de obter uma libertação inicial e desta forma evitar a ocorrência de infeção no local da lesão. Os resultados obtidos revelaram que as membranas apresentam propriedades morfológicas, mecânicas e biológicas apropriadas para serem aplicadas no tratamento de lesões cutâneas. Além disso, as membranas revelaram resultados promissores para serem usadas como sistemas de entrega de biomoléculas, uma vez que a libertação de ibuprofeno ocorre de uma forma controlada e sustentada (apresentando um pico de libertação após 24h de incubação). O óleo de lavanda apresentou um pico inicial, após 4h de incubação. Os perfis de libertação apresentados pela membrana permitirão a sua aplicação para controlar o processo inflamatório e ainda evitar a ocorrência de infeções cutâneas. Por outro lado, os ensaios antimicrobianos realizados demonstraram que as membranas funcionalizadas com óleo de lavanda apresentam uma excelente atividade antibacteriana contra a S.aureus e a P.aeruginosa