Criogéis de celulose funcionalizados por organosilanos para cultivo de células em matriz extracelular

Abstract

ResumoOs scaffolds tridimensionais porosos desempenham um papel importante no suporte e crescimento tecidual, sendo amplamente empregados na cultura celular tridimensional (3D) em matriz extracelular (ECM). Esta abordagem representa um avanço significativo na área biomédica, permitindo a substituição de culturas celulares tradicionais em duas dimensões (2D) e reduzindo a necessidade de testes em animais, que apresentam limitações fisiológicas, metabólicas e custos elevados. Entre os materiais promissores para o desenvolvimento de scaffolds, destaca-se a celulose, um biopolímero renovável e biocompatível, cujas propriedades estruturais podem ser ajustadas por diferentes processos de secagem e modificações químicas. Apesar dos avanços na utilização de aerogéis e criogéis de celulose como biomateriais, a influência de diferentes organosilanos na funcionalização dessas estruturas ainda é pouco explorada, especialmente quanto à adesão e proliferação celular. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo desenvolver e caracterizar scaffolds baseados em criogéis de celulose microfibrilada, obtidos por liofilização e funcionalizados por deposição a vapor com diferentes organosilanos: tetraetoxisilano (TEOS), trietoxivinilsilano (TEVS), 3-aminopropiltrietoxisilano (APTES) e 3-glicidiloxipropiltrimetoxisilano (GPTMS). A caracterização dos criogéis foi realizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise de porosidade, densidade aparente, molhabilidade por ângulo de contato e ensaios de adesão e citotoxicidade celular. Os resultados indicaram que os criogéis apresentaram porosidade elevada (98-99%) e densidade aparente entre 0,0156-0,0240 g/cm³. Os criogéis silanizados com TEVS e APTES exibiram maior hidrofobicidade (ângulo de contato entre 85-103°), dificultando a adesão celular e tornando-os inadequados para aplicação como scaffolds. Por outro lado, os criogéis tratados com TEOS e GPTMS apresentaram melhor adesão e viabilidade celular nos ensaios com fibroblastos MRC-5 e células neurais PC-12, tornando-se candidatos promissores para aplicações em cultura celular 3D. Os resultados deste estudo demonstram que a funcionalização de criogéis de celulose com TEOS e GPTMS favorece a adesão e proliferação celular, consolidando esses materiais como potenciais scaffolds para engenharia tecidual. Tais resultados contribuem para o avanço na substituição de modelos 2D e ensaios in vivo, promovendo o desenvolvimento de sistemas biomiméticos mais eficazes para aplicações biomédicas.