Polímeros: Ciência e Tecnologia
http://revistapolimeros.org.br/article/doi/10.1590/S0104-14282007000400010
Polímeros: Ciência e Tecnologia
Review Article

Polímeros Biorreabsorvíveis como Substrato para Cultura de Células e Engenharia Tecidual

Bioreabsorbable Polymers for Cell Culture Substrate and Tissue Engineering

Wada, Maria Lucia F.; Santos Junior, Arnaldo R.

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Resumo

Biomateriais poliméricos são desenvolvidos para uso como substitutos de tecidos danificados e/ou estimular sua regeneração. Uma classe de biomateriais poliméricos são os biorreabsorvíveis, compostos que se decompõem tanto in vitro quanto in vivo. São empregados em tecidos que necessitam de um suporte temporário para sua recomposição tecidual. Dentre os vários polímeros biorreabsorvíveis, destacam-se os α–hidróxi ácidos, entre eles, diferentes composições do poli(ácido lático) (PLA), como o poli(L-ácido lático) (PLLA), poli(D-ácido lático) (PDLA), poli(DL-ácido lático) (PDLLA), além do poli(ácido glicólico) (PGA) e da policaprolactona (PCL). Estes polímeros são considerados biorreabsorvíveis por apresentarem boa biocompatibilidade e os produtos de sua decomposição serem eliminados do corpo por vias metabólicas. Diversas linhas de pesquisa mostram que os diferentes substratos à base de PLA estudados não apresentam toxicidade, uma vez que as células são capazes de crescer e proliferar sobre eles. Além disso, diversos tipos de células cultivadas sobre diferentes formas de PLA são capazes de se diferenciarem sobre os diferentes polímeros e passar a produzir componentes de matriz extracelular. Neste trabalho, é revisada a utilização de substratos à base de α–hidróxi ácidos, com destaque para diferentes formas de PLA, utilizados como substratos para cultura de células, bem como suas aplicações.

Palavras-chave

Polímeros biorreabsorvíveis, cultura celular, engenharia de tecidos

Abstract

Polymeric biomaterials are used as replacements for damaged tissue or/and for stimulating its regeneration. A class of polymeric biomaterials is the bioreabsorbable ones, which degrade in vitro as well as in vivo. They are used in tissues that need a temporary support for its tissue regeneration. Among the several bioabsorbable polymers are included α-hydroxy acids, in different forms of poly(lactic acid) (PLA), such as the poly(L-lactic acid) (PLLA), poly(D-lactic acid) (PDLA), poly(DL-lactic acid) (PDLLA), in addition to poly(glycolic acid) (PGA) and poly(caprolactone) (PCL). These polymers are well-known because their decomposition products are eliminated from the body via metabolic routes and due to their good biocompatibility. Many results show that the different PLA based substrates do not present toxicity, once the cells could differentiate over the different polymers, which was demonstrated by the production of extracellular matrix components by many cell types. In this work, we reviewed the employment of α-hydroxy acid, with emphasis on different forms of PLA scaffolds used as cell culture substrates and their applications.

Keywords

Bioreabsorbable polymers, cell culture, tissue engineering

References



1. Hench, L. L. - Biomaterials, 19, p.1419 (1998).

2. Hubbell, J. A. - Biotechnology, 13, p.565 (1995).

3. Alberts, B.; Johnson, A.; Lewis, J.; Raff, M.; Roberts, K. & Walter, P. – “Molecular Biology of the Cell”, 4th ed., Garland Science, New York (2002).

4. Santos Jr, A. R; Wada, M. L. F. & Carvalho, H. F. – “Diferenciação Celular”, in: A Célula, 2a edição, cap. 25, Hernandes F. Carvalho & Shirlei M. Recco-Pimentel (ed.), Editora Manole, São Paulo (2007).

5. Törmälä, P.; Pohjonen, T. & Rokkanen, P. - Proc. Instn. Mech. Engrs (Part H), 212, p.101 (1998).

6. Vert, M.; Li, M. S.; Spenlehauer, G. & Guerin, P. - J. Mater. Sci., 3, p.432 (1992).

7. Barbanti, S. H.; Zavaglia, C. A. C. & Duek, E. A. R. - Polímeros: Ciência e Tecnologia, 15, p.13 (2005).

8. Hollinger, J. O. & Battistone, G. C. - Clin. Orthop. Rel. Res., 207, p.290 (1986).

9. An, Y. H.; Woolf, S. K. & Friedman, R. J. - Biomaterials, 21, p.2635 (2000).

10. Barbanti, S. H.; Zavaglia, C. A. C.; Duek, E. A. R. - Acta Microscopica, 11, p.85 (2002).

11. Willians, D. F. & Mort, E. - J. Bioeng., 1, p.231 (1977).

12. Li, S. M.; Garreau, H. & Vert, M. - J. Mater Sci. Mater. Res., 1, p.123 (1990).

13. Chen, G.-Q. & Wu, Q. - Biomaterials, 26, p.6565 (2005).

14. Ferreira, B. M. P.; Zavaglia, C.A.C. & Duek, E.A.R. - J. Appl. Polym. Sci., 86, p2898 (2002).

15. Ferreira, B. M. P.; Zavaglia, C.A.C. & Duek, E.A.R. - Mater. Res., 4, p.34 (2001).

16. Langer, R. & Vacanti, J. P. - Science, 260, p.920 (1993).

17. Dewez, J.-L.; Lhoest, J.-B.; Detrait, E.; Berger, V.; Dupont- Gillain, C. C.; Vincent, L.-M.; Schneider, Y.-J.; Bertrand, P. & Rouxhet, P.G. - Biomaterials, 19, p.1441 (1998). 18 Neff, J. A.; Caldwell, K. D. & Tesco, P. A - J. Biomed. Mater. Res., 40, p.511 (1998).

19. Santos Jr, A. R.; Barbanti, S. H.; Duek, E. A. R.; Dolder, H.; Wada, R.S. & Wada, M.L.F. - Artif. Organs, 25, p.7 (2001).

20. Kirkpatrick C. J. Regulatory Affairs, 4, p.13 (1992).

21. Santos Jr, A. R.; Ferreira, B. M. P; Duek, E. A. R.; Dolder, H.; Wada, R. S. & Wada, M. L. F. - Artif. Organs, 28, p.381 (2004).

22. Wald, H. L.; Sarakinos, G.; Lyman, M. D.; Mikos, A. G.; Vacanti, J.P. & Langer, R. - Biomaterials, 14, p.270 (1993).

23. van Sliedregt, A.; Van Loon, J. A.; Van Der Brink, C.; De Groot, K. & Van Blitterswijk, C. A. - Biomaterials, 15, p.251(1994).

24. Zoppi, R. A.; Contant, S.; Duek, E. A. R.; Marques, F. R.; Wada, M. L. F. & Nunes, S. P. - Polymer, 40, p.3275 (1999).

25. Kwon, I. K.; Kidoaki, S. & Matsuda, T. - Biomaterials, 26, p.3929 (2005).

26. Mann, B. K.; Tsai, A. T.; Scott-Burden, T. & West, J. L. - Biomaterials, 20, p.2281 (1999).

27. Santos Jr, A. R.; Ferreira B. M. P.; Duek, E. A. R.; Dolder, H. & Wada, M. L. F. - Braz. J. Med. Biol. Res., 38, p.1623 (2005).

28. Gunawan, R. C.; Silvestre, J.; Gaskins, H. R.; Kenis, P. J. A.; Leckband, D. E. - Langmuir, 22, p.4250 (2006).

29. Liu, X.; Won, Y. & Ma, P. X. - Biomaterials, 27, p.3980 (2006).

30. Watanabe, J.; Eriguchi, T. & Ishihara, K. - Biomacromolecules, 3, p.1375 (2002).

31. Nakagawa, M.; Teraoka, F.; Fujimoto, S.; Hamada, Y.; Kibayashi, H. & Takahashi, J. - J. Biomed. Mater. Res., 77A, p.112 (2006).

32. Ryu, G. H.; Yang, W.-S.; Roh, H.-W.; Lee, I.-S.; Kim, J. K.; Lee, G. H.; Lee, D. H.; Park, B. J.; Lee, M. S. & Park, J. C. - Surf. Coat. Technol., 193, p.60 (2005).

33. Atala, A.; Lanza, R. – “Methods of Tissue Engineering”, Academic Press, Florida (2002).

34. Suzuki, S.; Kawai, K.; Ashoori, F.; Morimoto, N.; Nishimura, Y. & Ikada, Y. – Br. J. Plast. Surg., 53, p.659 (2000).

35. Lieberman, J. R.; Daluiski, A. & Einhorn, T. A. - J. Bone Joint. Surg. Am., 84-A, p.1032 (2002).

36. Yamada, K. M. – J. Biol. Chem., 266, p.12809 (1991).

37. Temenoff, J. S. & Mikos, A. G. - Biomaterials, 21, p.431 (2000).

38. Hsu, S. H.; Tseng, H. J. & Fang, Z. H. - Artif. Organs, 23, p.958 (1999).

39. Zhu, Y. B.; Gao, C. Y.; Liu, X. Y.; He, T. & Shen, J. C. - Tis. Eng., 10, p53 (2004).

40. Lee, S. J.; Lee, Y. M.; Khang, G.; Kim, I. Y.; Lee, B. & Lee, H.B. - Macromolecular Res., 10, p.150 (2002).

41. Rivard, C. H.; Chaput, C.; Rhalmi, S. & Selmani, A. - Ann. Chirurgie, 50, 651 (1996).

42. Aframian, D. J.; Cukierman, E.; Nikolovski, J.; Mooney, D. J.; Yamada, K. M. & Baum, B. J. - Tis. Eng., 6, p.209 (2000).

43. Junqueira, L. C. & Carneiro, J. – “Histologia Básica”, 10ª ed, Guanabara Koogan, Rio de Janeiro (2004).

44. Freed, L. E.; Marquis, J. C.; Nohria, L. E.; Emmanual, J.; Mikos, A.G. & Langer, R. - J. Biomed. Mater. Res., 27, p.11 (1993).

45. Grande, D. A.; Halbertadt, C.; Naughton, G.; Schwartz, R. & Manji, R. - J. Biomed. Mat. Res., 34, p.211 (1997).

46. Puelacher, W. C.; Mooney, D.; Langer, R.; Upton, J.; Vacanti, J. P. & Vacanti, C. A. - Biomaterials, 15, p.774 (1994).

47. Chu, C. R.; Coutts, R. D.; Yoshioka, M.; Harwood, F. L.; Monosov, A. Z. & Amiel, D. - J. Biomed. Mater. Res., 29, p.1147 (1995).

48. Ishaug-Riley, S. L.; Okun, L. E.; Prado, G.; Applegate, M.A. & Ratcliffe, A. - Biomaterials, 20, p.2245 (1999).

49. Rotter, N.; Aigner, J.; Naumann, A.; Planck, H.; Hammer, C.; Burmester G. & Sittinger, M. J. - Biomed. Mater. Res., 42, p.347 (1998).

50. Klompmaker, J.; Jansen, H. W.; Verth, R. P. De Groot, J. H.; Nijenhuis, A. J. & Pennings, A. J. - Biomaterials, 12, p.810 (1991).

51. de Groot, J. H.; Zijlstra, F. M. & Kuipers, H. W. - Biomaterials, 18, p.613 (1997).

52. Takagi, M.; Fukui, Y.; Wakitani, S. & Yoshida, T. - J. Biosci. Bioeng., 98, p.477 (2004).

53. Chen, R.; Curran, S. J.; Curran, J. M. & John A. Hunt, J.A. - Biomaterials, 27, p.4453 (2006).

54. Lombello, C. B.; Malmonge, S. M. & Wada, M. L. F. - J. Mater. Sci. Mater. Med., 11, p.541 (2000).

55. Reed, A. M. & Gilding, D. K. - Polymer, 22, p.342 (1981).

56. Ishaug, S. L.; Yaszemski, M. J.; Brizios, R. & Mikos, A. G. - J. Biomed. Mater. Res, 28, p.1445 (1994).

57. Ishaug-Riley, S. L.; Crane, G. M.; Gurlek, A.; Miller, M. J.; Yasko, A. W.; Yaszemski, M. J. & Mikos, A. G. - J. Biomed. Mater. Res., 36, p.1 (1997).

58. Ishaug-Riley, S. L.; Crane-Kruger, G. M.; Yaszemski, M. J. & Mikos, A. G. - Biomaterials, 19, p.1405 (1998).

59. Lee, S. C.; Shea, M.; Battle, M. A.; Kozitza, K.; Ron, E.; Turek, T.; Schaub, R. G. & Hayes, W. C. - J. Biomed. Mater. Res., 28, p.1149 (1994).

60. Whang, D. C.; Nam, E. K.; Aitken, M.; Sprague, S. M.; Patel, P. K. & Healy, K. E. - J. Biomed. Mater. Res., 42, p.491 (1998).

61. Hollinger, J. O.; Schmitt, J. M.; Buck, D. L.; Shannon, R.; Joh, S.-P.; Zegzula, H. D. & Wozney, J. J. - Biomed. Mater. Res., 43, p.356 (1998).

62. Gugala, Z. & Gogolewski, S. - Biomaterials, 25, p.2341 (2004).

63. Simon Jr, C. G.; Eidelmanb, N.; Kennedya, S. B.; Sehgala, A.; Khatria, C. A. & Washburna, N. R. - Biomaterials, 26, p.6906 (2005).

64. Barbanti, S. H.; Santos Jr, A. R.; Zavaglia, C. A. C. & Duek, E. A. R. - J. Mater. Sci. Mater. Med., 15, p.1315 (2004).

65. Burg, K. J. L.; Porter, S. & Kellam, J.F. - Biomaterials, 21, p.2347 (2000).

66. El Ghalbzouri, A.; Lamme, E. N.; van Blitterswijk, C.; Koopman, J. & Ponec, M. - Biomaterials, 25, p.2987 (2004).

67. Dantzer, E. & Braye F. M. - Br. J. Plast. Surg., 54, p.659 (2001).

68. Santos Jr, A. R.; Dolder, H. & Wada, M. L. F. - J. Submicrosc. Cytol. Pathol., 35, p.35 (2003).

69. Haas, V.R.; Santos Jr, A. R. & Wada, M. L. F. - Cytobios, 106 (Supplement 2), p.255 (2001).

70. Ma, L.; Gao, C.; Mao, Z.; Zhou, J.; Shen, J.; Hu, X. & Han, C. - Biomaterials, 24, p.4833 (2003).

71. Ma, J.; Wang, H.; He, B. & Chen, J. - Biomaterials, 22, p.331 (2001).

72. Rezende, C. A.; Luchesi, C.; Barbo, M. L. P. & Duek, E. A. R. - Polímeros: Ciência e Tecnologia, 15, p. 232 (2005).
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