Fibrous scaffolds from PCL/Chitosan blends for tissue engineering

Abstract

The development of artificial structures (scaffolds), that mimic the extracellular matrix as closely as possible, and that aid in the regeneration of living tissues, has been one of the main areas of study in tissue engineering. Two-dimensional nanofibrous can be obtained by electrospinning, but three-dimensional structures are very difficult to obtain directly by electrospinning. Because of that, a group of researchers recently developed a technique called Thermally Induced Self-Agglomeration (TISA) that allows transforming two-dimensional electrospun membranes into three-dimensional structures. The objective of this work was to produce and characterize electrospun membranes of PCL/chitosan blends, to then convert them into 3D structures by TISA, followed by freeze drying. The obtained products were nanofibrous 3D scaffolds with increasing amounts of chitosan (10, 15 and 20%), highly porous (>90%) and with interconnected pores of different sizes. Compression modulus indicated compatibility for cartilage tissue engineering. The results demonstrated that the obtained scaffolds presented high similarity both in morphology and properties to the natural extracellular matrix. Therefore, its application in tissue engineering should be very promising

O desenvolvimento de estruturas artificiais (scaffolds), que imitem, o mais perfeitamente possível, a matriz extracelular, e que auxiliem na regeneração dos tecidos vivos, tem sido uma das principais áreas de intervenção em engenharia de tecidos. Arquiteturas nanofibrosas bidimensiomais podem ser obtidas por electrofiação (electrospinning), enquanto que estruturas tridimensionais são muito difíceis de obter diretamente pelo mesmo método. Posto isto, um grupo de investigadores, recentemente desenvolveu uma técnica chamada Thermally Induced Self-Agglomeration (TISA) que permite transformar membranas bidimensionais obtidas por electrofiação em estruturas tridimensionais. Este trabalho teve como objetivo, produzir e caracterizar, membranas por electrofiação de uma mistura de PCL/quitosano, para a seguir convertê-las em estruturas 3D por TISA, seguida de liofilização. Os produtos obtidos foram scaffolds 3D nanofibrosos com crescentes quantidades de quitosano (10, 15 e 20%), altamente porosos (>90%) com poros interconectados de variados tamanhos. Módulos de compressão indicaram compatibilidade para engenharia de tecidos da cartilagem. Os resultados mostraram que os scaffolds apresentavam alta similaridade tanto na morfologia como nas suas propriedades com a matriz extracelular natural e que por isso, a sua aplicação em engenharia de tecidos deverá ser bastante promissora