Fibrous PCL composites with nanoceramics produced by electrospinning and rotary jet spinning for regenerative bone applications

Na prática clínica, o reparo de defeitos do tecido ósseo continua sendo um desafio significativo devido às limitações encontradas nos tratamentos atuais para substituição ou reparo de tecido ósseo. Biomateriais sintéticos estão sendo explorados como uma alternativa promissora para suprir tais limitações. Novas estrategias baseadas em combinações bem deliniadas entre materias osteocondutores, suporte e populações de células osteogênicas são vistos como uma abordagem para melhorar a regeneração óssea. Aqui, a eficácia de fibras de policaprolactona(PCL) com nanotubo de carbono (CNT) e nanopartículas de hidroxiapatita (nHap) incorporadas, usando dois métodos diferentes de fabricação: eletrofiação (ES) e rotofiação (RJS), foram investigadas. Além disso, células-tronco mesenquimais da medula ossea (BMMSCs) foram semadas sobre os scaffolds e implantadas em defeito ósseo crítico na calvária de ratos para avaliar seu potencial no processo de reparo ósseo, em comparação com scaffolds acelulares. Diferentes morfologias foram determinadas através do método de fabricação utilizada. Fibras rotofiadas apresentaram uma topografia especial (fibras rugosas) em comparação com fibras eletrofiadas (fibras lisas). Mostramos que os scaffolds de PCL produzidos pela RJS tem um potencial em diminuir a colonização de bactérias, no qual pode estar relacionado a mecanismos físicos (morfologia dos scaffolds) e/ou biológicos (superfície bacteriana). Posteriormente, vários parâmetros foram analisados após a incorporacao das nanoparticulas nos scaffolds. As fibras de PCL com nanoparticulas denHap: CNT mostraram um potencial em estimular atividade biológica em células de osteoblasto comparado com o PCL puro. Além disso, evidenciamos que aumento da formação óssea ocorreu através da combinação de três características: presença de nanoparticulas de nHap:CNT, superfície rugosa evidenciada pelas fibras RJS e revestimento dos scaffols com BMMSCs. Neste estudo mostramos que a escolha do biomaterial e a topografia de superfície combinados com células de interesse são fatores-chave que podem favorecer a reparação óssea.