Avaliação da adesão e proliferação celular em nanotubos de dióxido de titânio funcionalizados com a lectina Cramoll 1,4

Autor: OLIVEIRA, Weslley Felix de
Přispěvatelé: CORREIA, Maria Tereza dos Santos, MACHADO, Giovanna, SILVA, Germana Michelle de Medeiros e
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFPE
Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)
instacron:UFPE
Popis: CAPES Implantes ortopédicos e dentários são usualmente fabricados com o titânio (Ti) por causa de sua biocompatibilidade. Os implantes estão susceptíveis a uma ineficaz e demorada integração com o tecido ósseo circundante, osseointegração, podendo prolongar o processo de cicatrização e propiciar infecções no local. Os nanotubos de dióxido de titânio (TNTs) têm sido uma estratégia de modificação de superfícies de implantes de Ti. Ademais, as propriedades osteogênicas dos TNTs podem ser melhoradas pela sua funcionalização com moléculas bioativas. Portanto, o presente trabalho objetivou imobilizar a lectina purificada das sementes de Cratyllia mollis (Cramoll 1,4) em TNTs revestidos com filmes automontados dos polieletrólitos hidrocloreto de polialilamina (PAH) e ácido poliacrílico (PAA). Por conseguinte, verificar a ação das diferentes superfícies sobre a adesão e proliferação de células semelhantes a osteoblastos. Foi objetivado também realizar uma revisão detalhada na literatura sobre como as biomoléculas podem ser usadas para funcionalizar os TNTs e melhorar a aplicabilidade dessas nanoestruturas na biomedicina. Os TNTs foram obtidos pelo processo de anodização e a técnica Layer-by-Layer (LbL) possibilitou o revestimento dos TNTs com cinco camadas alternadas de PAH e PAA. A morfologia dos TNTs foi avaliada pela microscopia eletrônica de varredura. As superfícies dos nanossistemas foram caracterizadas pelas técnicas de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e microscopia de força atômica (AFM); a caracterização eletroquímica também foi feita pela espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). A atividade de Cramoll 1,4 após funcionalizar os TNTs foi avaliada através do teste de ligação à ovoalbumina. A adesão das células nas diferentes superfícies foi analisada pela microscopia de fluorescência e a proliferação celular pelo ensaio com o corante resazurina. Os TNTs apresentaram diâmetro e espessura média da parede de 70,9 e 10,1 nm, respectivamente, e o processo de LbL não modificou a morfologia dos TNTs. Tendo a última camada do LbL sobre os TNTs (TNTs-LbL) formada com o PAH, permitiu a disposição de grupos amina para a interação eletrostática com os grupos carboxila de Cramoll, e, assim, promoveu a imobilização de Cramoll 1,4 (TNTs-LbL-Cramoll). A análise de FTIR possibilitou a confirmação da lectina no nanossistema TNTs-LbL-Cramoll pois evidenciou o aparecimento das bandas Amida I e Amida II. Através da AFM foi verificado que após as etapas de modificação da superfície dos TNTs houve aumento da rugosidade. A EIS mostrou maior resistência à transferência de elétrons na presença de Cramoll 1,4 nos substratos. Essa lectina continuou com sua bioatividade quando imobilizada nas matrizes nanotubulares pois conseguiu se ligar à ovoalbumina. A microscopia de fluorescência demonstrou uma maior adesão celular nos TNTs-LbL e nos TNTs-LbL-Cramoll quando comparadas às superfícies com apenas TNTs. A lectina, principalmente nas concentrações de 80, 160 e 320 μg/mL, no nanossistema TNTs-LbL-Cramoll estimulou maior proliferação celular em comparação com as outras matrizes. Biomoléculas podem ser usadas para carregar e/ou revestir os TNTs e, assim, aprimorar as aplicações biomédicas dessas superfícies nanoestruturadas. Portanto, os resultados sugerem que a funcionalização de implantes de Ti baseados em TNTs com a lectina Cramoll 1,4 pode promover uma maior rapidez no processo de osseointegração. Orthopedic and dental implants are usually manufactured with titanium (Ti) because of their biocompatibility. Implants are susceptible to an ineffective and delayed integration with the surrounding bone tissue, osseointegration, which can prolong the healing process and propitiate infections in the local. Titanium dioxide nanotubes (TNTs) have been a strategy for modifying Ti implant surfaces. In addition, osteogenic properties of TNTs can be improved by their functionalization with bioactive molecules. Therefore, the present work aimed to immobilize purified lectin from Cratyllia mollis seeds (Cramoll 1,4) on TNTs coated with self-assembled films of poly(allylamine hydrochloride) (PAH) and poly(acrylic acid) (PAA). Thereafter, to check action of the different surfaces on adhesion and proliferation of osteoblast-like cells. It was aimed also to perform a review in literature about how biomolecules can be used to functionalize TNTs and improve the applicability of these nanostructures in biomedicine. TNTs were obtained by anodization process and the Layer-by-Layer (LbL) technique allowed the coating of TNTs with five alternating layers of PAH and PAA. TNTs morphology was evaluated by scanning electron microscopy. Nanosystem surfaces were characterized by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and atomic force microscopy (AFM) techniques; electrochemical characterization was also performed by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Activity of Cramoll 1,4 after to functionalize TNTs was evaluated by ovalbumin-binding assay. Adhesion of cells on different surfaces was analyzed by fluorescence microscopy and cell proliferation by resazurin dye assay. TNTs present an average diameter and wall thickness of 70.9 and 10.1 nm, respectively, and LbL process did not modify TNTs morphology. Having the last layer of LbL on TNTs (TNTs-LbL) formed with the PAH, allowed the arrangement of amine groups for the electrostatic interaction with carboxyl groups of Cramoll, and thus promoted the immobilization of Cramoll 1,4 (TNTs-LbL-Cramoll). FTIR analysis enabled the confirmation of lectin on TNTs-LbL-Cramoll nanosystem because evidenced the onset of Amida I and Amida II bands. Through AFM it was verified that after the modification steps of TNTs surface there was increase of roughness. EIS showed greater resistance to electron transfer in the presence of Cramoll 1,4 on substrates. This lectin continued with its bioactivity when immobilized in the nanotubular arrays because it was able to bind to the ovalbumin. Fluorescence microscopy demonstrated an increase cell adhesion on TNTs-LbL and TNb-LbL-Cramoll when compared to bare TNTs surfaces. The lectin, mainly at concentrations of 80, 160 and 320 μg/mL, on TNTs-LbL-Cramoll nanosystem stimulated greater cell proliferation compared to the other arrays. Biomolecules can be used to charge and/or coat TNTs and, thus, enhance biomedical applications of these nanostructured surfaces. Therefore, the results suggest that functionalization of Ti implants based on TNTs with the Cramoll 1,4 lectin can to promote a faster osseointegration process.
Databáze: OpenAIRE
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