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Publicação
Macrophage Activation by the Skin2 Dermal Matrix
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 38.14 MB | Adobe PDF |
Orientador(es)
Resumo(s)
Autograft skin transplantation remains the gold standard to treat severe skin loss, but due
to its limitations, regenerative therapies have been developed. Commercially available
skin substitutes have not yet achieved effective anatomical, functional, and aesthetic
results. In this context, this dissertation is involved in the development of the dermal
layer of a biosynthetic skin substitute: Skin2. It intends to study the matrix-macrophages
interactions to preview the body response to the Skin2 substitute, where macrophages
are crucially involved, and to understand the role of macrophages and their secreted
mediators in the dermal matrix degradation in the context of a regenerating wound.
Additionally, it investigates alternative fabrication processes to those applied in previous
studies.
Freeze-dried 3D porous scaffolds and films made of chitosan, gelatin, polycaprolactone
and combinations of these polymers were fabricated with an endotoxin level respecting
the established medical limit. Sodium hydroxide, hydrogen peroxide and dry
heat proved to be effective depyrogenation methods. Crosslinking by dehydrothermal
and vapor phase glutaraldehyde achieved efficient results, but further research should be
conducted regarding films crosslinking by the latter method. Macrophages studies were
carried in vitro using THP-1 cells as model. Macrophage behaviour was first studied without
the presence of the dermal matrix. Differentiation occurred as expected; macrophages
were viable 15 days after their differentiation and polarization towards an M1 phenotype
proved effective. The expression of TNF-α gene by cells cultured in contact with chitosan
and gelatin blended films treated at 180 ◦C suggested a polarization towards an M1
phenotype. Moreover, when in the presence of macrophages, degradation of films was
very low or even absent, while chitosan and crosslinked chitosan/gelatin scaffolds were
degraded. Further research should be conducted in several domains, especially in the
optimization of immunostaining techniques and polarization studies of macrophages in
contact with the dermal matrix.
O autotransplante é a técnica de eleição no tratamento de perdas extensas de pele, mas apresenta diversas limitações. Assim, têm sido desenvolvidos, e estão disponíveis comercialmente, diversos substitutos de pele. Contudo, estes ainda não atingiram resultados anatómicos, funcionais e estéticos eficazes. No âmbito do desenvolvimento de um novo substituto de pele biosintético – Skin2 – esta dissertação foca-se nas interações matriz dérmica-macrófagos, de modo a prever a reação do corpo – onde os macrófagos estão crucialmente envolvidos – a este substituto, bem como no papel destas células e fatores secretados pelas mesmas na degradação da matriz dérmica em contexto regenerativo da pele. Além disso, investiga formas de fabrico da matriz alternativas aos métodos aplicados em estudos anteriores. Scaffolds liofilizados e filmes, ambos compostos por quitosano, gelatina, policaprolactona e combinações destes polímeros foram produzidos com uma concentração de endotoxinas que cumpre o limite médico estabelecido. Hidróxido de sódio, peróxido de hidrogénio e calor seco revelaram despirogenar eficientemente. A reticulação desidrodérmica e por vapores de glutaraldeído também se revelou eficiente, mas a investigação deve continuar no que toca à reticulação de filmes por vapores de gluteraldeído. Estudos com macrófagos realizaram-se in vitro, usando como modelo as células THP-1. Na ausência de matriz dérmica, a diferenciação ocorreu como esperado: os macrófagos mostraram viabilidade 15 dias após a sua diferenciação e a polarização M1 induzida foi eficiente. A expressão do gene TNF-α por células semeadas em filmes binários de quitosano e gelatina tratados a 180 ◦C sugere a polarização para um fenótipo M1. Adicionalmente, na presença de macrófagos, a degradação de filmes foi muito baixa ou nula, enquanto que scaffolds liofilizados de quitosano e quitosano/gelatina reticulados foram degradados. Mais investigação deve ser conduzida em vários domínios, em especial quanto à otimização das técnicas de immunostaining e à polarização dos macrófagos quando em contacto com a matriz dérmica.
O autotransplante é a técnica de eleição no tratamento de perdas extensas de pele, mas apresenta diversas limitações. Assim, têm sido desenvolvidos, e estão disponíveis comercialmente, diversos substitutos de pele. Contudo, estes ainda não atingiram resultados anatómicos, funcionais e estéticos eficazes. No âmbito do desenvolvimento de um novo substituto de pele biosintético – Skin2 – esta dissertação foca-se nas interações matriz dérmica-macrófagos, de modo a prever a reação do corpo – onde os macrófagos estão crucialmente envolvidos – a este substituto, bem como no papel destas células e fatores secretados pelas mesmas na degradação da matriz dérmica em contexto regenerativo da pele. Além disso, investiga formas de fabrico da matriz alternativas aos métodos aplicados em estudos anteriores. Scaffolds liofilizados e filmes, ambos compostos por quitosano, gelatina, policaprolactona e combinações destes polímeros foram produzidos com uma concentração de endotoxinas que cumpre o limite médico estabelecido. Hidróxido de sódio, peróxido de hidrogénio e calor seco revelaram despirogenar eficientemente. A reticulação desidrodérmica e por vapores de glutaraldeído também se revelou eficiente, mas a investigação deve continuar no que toca à reticulação de filmes por vapores de gluteraldeído. Estudos com macrófagos realizaram-se in vitro, usando como modelo as células THP-1. Na ausência de matriz dérmica, a diferenciação ocorreu como esperado: os macrófagos mostraram viabilidade 15 dias após a sua diferenciação e a polarização M1 induzida foi eficiente. A expressão do gene TNF-α por células semeadas em filmes binários de quitosano e gelatina tratados a 180 ◦C sugere a polarização para um fenótipo M1. Adicionalmente, na presença de macrófagos, a degradação de filmes foi muito baixa ou nula, enquanto que scaffolds liofilizados de quitosano e quitosano/gelatina reticulados foram degradados. Mais investigação deve ser conduzida em vários domínios, em especial quanto à otimização das técnicas de immunostaining e à polarização dos macrófagos quando em contacto com a matriz dérmica.
Descrição
Palavras-chave
Chitosan gelatin polycaprolactone freeze-drying film depyrogenation