Produção de gel biocompatível a partir de fontes vegetais para a estruturação física de cultivos celulares tridimensionais

Abstract

Em resposta às limitações dos cultivos celulares em monocamada (2D), destacase a retomada do desenvolvimento de culturas celulares tridimensionais (3D) como uma solução para as mesmas. Diante disso, o trabalho aborda avanços na bioimpressão em 3D para desenvolvimento de hidrogéis biocompatíveis utilizando alginato de sódio e celulose microcristalina, com o objetivo de criar arcabouços tridimensionais mais representativos do microambiente celular. As metodologias exploraram processos de transformação da celulose em nanofibras e nanocristais por meio de congelamento, irradiação por feixe de elétrons, oxidação com TEMPO e hidrólise ácida. Esses materiais foram combinados ao alginato para produzir hidrogéis com propriedades reológicas otimizadas e alta viabilidade celular. Para a análise da hidrólise da celulose microcristalina foram realizadas a caracterização morfológica e estrutural por técnicas como microscopia eletrônica de varredura (MEV), força atômica (AFM), difração de raios X (DRX) e espectroscopia no infravermelho (FTIR), análise reológica e de estabilidade térmica (TGA). Os hidrogéis desenvolvidos demonstraram adequada viscosidade, elasticidade e porosidade, possibilitando trocas de nutrientes e suporte à proliferação celular, conforme evidenciado em ensaios de viabilidade celular. Essas construções foram avaliadas quanto à estabilidade mecânica e viabilidade celular ao longo do tempo. Os resultados indicam o potencial do uso combinado de nanocelulose e alginato para criar modelos tridimensionais eficientes em estudos de biomedicina, com implicações significativas na redução do uso de modelos animais e na personalização de terapias. O trabalho contribui para o avanço da bioimpressão, destacando os desafios de vascularização e replicação de tecidos complexos, possibilitando avanços na engenharia de tecidos, medicina regenerativa e desenvolvimento de medicamentos.