Superficies basadas en hidrogeles de PNIPAm, como soporte para el crecimiento de Fibroblastos

ALUSTIZA, FABRISIO; RIVERO, REBECA; ACEVEDO, DIEGO; FORCATO, DIEGO; CAPELLA, VIRGINIA; RODRIGUEZ, NANCY; MIRAS, MARÍA CRISTINA; BARBERO, CESAR; BOSCH, PABLO; RIVAROLA, CLAUDIA

Río Cuarto

Congreso; VI Encuentro de Física y Química de Superficies; 2014

Los hidrogeles son macromoléculas poliméricas entrecruzadas, física o químicamente, capaces de absorber grandes cantidades de agua. Aquellos capaces de responder a estímulos externos (temperatura, pH, fuerza iónica, campo eléctrico o magnético, etc.) son clasificados como ?materiales inteligentes?. Estos materiales presentan propiedades que pueden ser ampliamente utilizadas en el campo de la biomedicina tales como lentes de contacto, implantes de cornea, transporte y liberación de drogas, sustitutos de piel y órganos artificiales, entre otras. El objetivo del presente trabajo fue evaluar la adhesión de fibroblastos fetales bovinos (FFB) a la superficie de hidrogeles basados en PNIPAm (polímero termosensible). Los hidrogeles fueron sintetizados por polimerización radicalaria, basados en N-isopropil acrilamida (NIPAm) y la copolimerizacion con AMPS (acido 2-acrilamido-2-methilpropanosulfonic) o HMA (N-[Tris(hidroximetil)metil] acrilamida). Como entrecruzador se utilizó BIS (N,N-metilenbisacrilamida. APS (persulfato de amonio) y TEMED (N,N,N?,N?-tetrametilendiamino) fueron utilizados como sistema iniciador de la polimerización. Los estudios de adhesión y biocompatibilidad fueron realizados con cultivos primarios de FFB que previamente fueron transfectados y seleccionados para expresar la proteína verde fluorescente de manera constitutiva y de esta manera permitir su visualización por microscopia óptica. Los geles fueron hidratados en medio de cultivo celular completo (DMEM con 10% de suero fetal bovino y antibiótico-antimicótico), se colocaron en la base de las placas de cultivo y se esterilizaron bajo radiación UV 1h. Los FFB fueron sembrados sobre las superficies de los hidrogeles de distintas composiciones. La interacción de los FFB con la superficie fue evaluada por la observación en microscopio invertido UV-visible a distintos tiempos (24, 48 y 120 h) y mediante microscopio de fuerza atómica (MFA) al finalizar el ensayo. La viabilidad celular fue determinada mediante MTT y comparada con un grupo control en ausencia de hidrogel. Por calorimetría diferencial de barrido se determinaron las temperaturas de transición de fase (TPT) de los hidrogeles sintetizados, en DMEM y agua. TPT de PNIPAm-co-20% HMA en agua es de alrededor de 42°C mientras que en DMEM completo es menor a 37°C. El porcentaje de hinchamiento también mostró es diferente en ambos medios, siendo mucho menor en DMEM completo (2400% vs. 1510% respectivamente), diferencia atribuida a la presencia de abundantes solutos en el medio de cultivo. La adhesión celular es mayor en las superficies colapsadas a 37°C (~50% para PNIPAm, PNIPAm-co-2% AMPS and PNIPAm-co-20% HMA) que en los geles hinchados (~30%, PNIPAm-co-10% AMPS); probablemente el incremento de la hidrofobicidad en los hidrogeles colapsados, estimule una mayor interacción célula-matriz. No se evidenciaron alteraciones morfológicas en el desarrollo de los FFB en contacto con las distintas superficies, luego de 120 h los FFB continuaron proliferando. No se observó contaminación microbiana en ninguno de los ensayos realizados como pudo ser corroborado mediante microscopia AFM. La viabilidad celular no se vio afectada por la exposición a los diferentes hidrogeles, siendo similares a la hallada en los controles no expuestos a los mismos. La incorporación de dominios hidrofóbicos a la matriz polimérica podría mejorar la adhesión celular. Estos resultados preliminares sugieren la posible aplicación de estos materiales en el desarrollo de nuevos soportes celulares y en bioingeniería de tejidos.