Dissertação
{en_GB=Fabrication of transparent and electroconductive scaffolds for neural stem cells culture combining 3D Printing and conjugated polymers} {} EVALUATED
{pt=O aparecimento de terapias celulares para o tratamento de doenças neurodegenerativas e lesão neural tem levado ao desenvolvimento de scaffolds para cultura de Células Estaminais Neurais (NSCs) com o objectivo de reproduzir o microambiente celular ao fornecer estímulos adequados à expansão e diferenciação ex vivo de NSCs e assegurar a integração funcional e acção neuroregenerativa após transplantação. A electricidade é um importante estímulo, tendo mostrado capacidade para promover desenvolvimento e diferenciação neural de NSCs. Contudo, mais estudos acerca do comportamento de NSCs quando sujeitas à acção de um campo eléctrico são precisos para se poder benificiar de estímulos eléctricos no desenvolvimento de scaffolds. Scaffolds transparentes e electroconductores foram desenvolvidos de modo a estabelecer plataformas para estudar o efeito do campo eléctrico na expansão e diferenciação de NSCs: o primeiro fabricado através de impressão 3D de filamentos comerciais para extrusão; o segundo a partir de hidrogel de poli(etileno glicol) diacrilato (PEGDA) e do polímero conjugado poli(3,4-etilenodioxitiofeno):poli(estireno sulfonato) (PEDOT:PSS). Ambas as estratégias apresentam conductividade adequada para trabalhar dentro do espectro de valores de corrente testados na literatura. O PEGDA apresenta transparência adequada para microscopia óptica, enquanto que a transparência dos scaffolds extrudados necessita de optimização. A conductividade do PEDOT:PSS foi aumentada com sucesso para mais de mil vezes. Adição de elevadas concentrações de plastificantes ao PEGDA levou à formação de hidrogéis com módulos de compressão entre 100 kPa e 100 MPa, demasiado elevados para reproduzir tecido cerebral (0.1 a 1 kPa). A transparência do PEGDA foi aumentada após adição de sorbitol. , en=The emergence of Cell-based therapeutic strategies to treat neurodegeneration has led to developments in scaffolds for Neural Stem Cell (NSC) culture aiming at mimicking cell microenvironment by providing proper cues for ex vivo NSC expansion and differentiation and to promote functional integration and neuroregenerative action upon transplantation. One important cue is electricity, directly associated to neuron functionality and has shown to enhance NSC growth and neural differentiation. However, further studies on NSC behaviour when subjected to an electric field are needed in order to benefit from electrical cues on the scaffold development. Transparent, electroconductive scaffolds were developed to establish platforms to study the effect of electric field on neural stem cells (NSC) expansion and differentiation: the first fabricated through the extrusion of commercial filaments; the second from poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) hydrogel and inkjet printing of the conjugated polymer poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS). Both scaffolds present adequate conductivity to work in the current range explored in literature. PEGDA hydrogel-based scaffolds present suitable transparency for optical microscopy, but optimization of the transparency of 3D extruded scaffolds is needed. Increased NSC elongation and alignment according to electric field was shown on cells expanded on scaffolds under electrical stimulation. PEDOT:PSS conductivity is successfully increased 3 orders of magnitude. Tailoring PEGDA mechanical properties with addition of high concentration of plasticizers led to compressive moduli ranging between 100 kPa to 100 MPa, but are still inadequate to provide neural differentiation cues and favourable proliferation of NSCs. PEGDA hydrogel transparency was further enhanced by addition of sorbitol. }
dezembro 11, 2015, 11:0
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