O principal desafio associado à engenharia de tecidos da cartilagem é a dificuldade em recriar a organização estrutural das redes fibrosa natural do tecido cartilaginoso, com o objetivo de simular as propriedades mecânicas do tecido natural e, portanto, otimizar a resposta celular. A importância da estrutura de colagénio para as propriedades mecânicas da cartilagem nativa é bem enfatizada na literatura. No entanto, apesar da extensa pesquisa de engenharia de tecidos, existem poucos estudos que avaliem a importância da orientação de profundidade de fibrilas de colágenio. Durante este estudo, um scaffold 3D fibroso com distintas zonas biomiméticas, foi produzido, sendo posteriormente incorporado no interior de dois hidrogéis dististintos, e, seguidamente liofilizado. Os hidrogéis vão aumentar a resposta celular ao scaffold, enquanto que a sua liofilização vai ser responsável pelo aumento da porosidade do mesmo. O scaffold foi produzido pela montagem de três zonas distintas, compostas por fibras de PCL produzidas por electrospinning, onde as diferentes orientações foram geradas através da variação das condições de electrospinning em uso. Os resultados mostram que cada zona PCL apresenta arquitectura e topografia análogas relativamente à zona que representam no tecido nativo, originadas pela modulação precisa da orientação das fibras durante o processo de electrospinning

The major challenge associated with tissue engineered cartilage is the difficulty to recreate the organization of the natural fibrous network of the cartilaginous tissue, in order to simulate the mechanical properties of the natural tissue and, therefore, optimize cellular response. The importance of the arcade-like collagen structure for the load-bearing properties of native cartilage is well emphasized in literature. However, despite extensive cartilage tissue engineering research; few studies have assessed the importance of collagen fibril depth orientation. During this study, it is proposed an innovative 3D fibrous scaffold with distinct biomimetic zones, which were then incorporated into two different types of hydrogels in order to build the final structure. The produced scaffolds were later on freeze-dried, to enhance the porous network of the structure, whereas the hydrogel will increase the celluar response to the scaffold. The scaffold was produced by the assembly of electrospun PCL fibres where the different orientations were managed by varying the electrospinning conditions in use. Results show that that each electrospun PCL zone shows analogous architecture and topography relatively to its native counterpart due to the accurate modulation of the fibre orientation via electrospinning

Mestrado em Materiais e Dispositivos Biomédicos