A 3D printed hydrogel to promote human keratinocytes spheroid-based growth

• Tipo: Tese
• Data: 2022-05-20

Autores

Tânia Margarida Couto Rocha (Autor) FMUP

Tese

A 3D printed hydrogel to promote human keratinocytes spheroid-based growth

Mestrado

Dissertação

Classificação Científica

FOS: Ciências médicas e da saúde > Biotecnologia médica

Instituições Associadas

fmup

Outras Informações

Resumo (PT): A engenharia de tecidos utiliza células e biomateriais para desenvolver substitutos de tecidos bioartificiais com diferentes finalidades. Embora vários modelos de pele tenham sido desenvolvidos para estudos farmacêuticos e cosméticos, assim como para cicatrização de feridas cutâneas, existem poucos estudos sobre culturas 3D de queratinócitos em scaffolds impressos em 3D. Assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um scaffold de hidrogel impresso em 3D capaz de promover o crescimento de queratinócitos humanos. Scaffolds 3D em forma de rede foram impressos, usando um método de extrusão, com um hidrogel de 20% de gelatina / 5% de alginato onde células HaCaT foram cultivadas durante 7 dias. Os scaffolds mantiveram a sua estrutura durante uma semana e a sua rigidez só diminuiu após 7 dias, demonstrando boas características mecânicas e estruturais, além de boa biodegradabilidade (27% de perda de peso). Queratinócitos viáveis (ensaio MTT) agregaram em forma de esferóides, que é um modelo 3D capaz de mimetizar as propriedades e fenótipos das células in vivo. Foram formados esferóides em 47% dos poros dos scaffolds e aumentaram de tamanho ao longo do tempo, mostrando uma proliferação celular promissora. A marcação de F-actina mostrou células com formas irregulares e interligadas e a sua organização ao longo do tempo. Este método oferece uma solução fácil e barata para a formação de esferóides de queratinócitos, que pode ser útil para engenharia de tecidos como um sistema de entrega de células, para pesquisa farmacológica ou básica ou aplicações médicas de cicatrização de feridas.

Abstract (EN): Tissue engineering uses cells and biomaterials to develop bioartificial tissue substitutes for different purposes. Although several skin models have been developed for pharmaceutical and cosmetic research, but also for skin wound healing, there are few studies on 3D cultures of keratinocytes in 3D printed scaffolds. So, the aim of this work was to develop a 3D-printed hydrogel scaffold able to promote human keratinocytes growth. Mesh 3D scaffolds were printed using an extrusion-based method with a 20% gelatin/ 5% alginate hydrogel where HaCaT cells were cultured for 7 days. Scaffolds kept their structure over one week and their stiffness only decreased after 7 days, showing good mechanical and structural characteristics, along with good biodegradability (27% weight lost). Viable keratinocytes (MTT assay) aggregated into spheroids, which is a 3D model capable of mimicking in vivo cells properties and phenotypes. Spheroids were formed on 47% of scaffolds pores and got larger over time, showing promising cell proliferation. F-actin staining showed cells irregular and interconnected shapes and organization over time. This method offers an easy and inexpensive solution for keratinocyte spheroid formation, which may be useful for tissue engineering as a cell delivery system, for pharmacological or basic research, or wound healing medical applications.

Idioma: Inglês

Nº de páginas: 47