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Publication
Functional curcumin scaffolds to tackle chronic wounds
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Authors
Abstract(s)
Chronic wounds represent a significant challenge to global health, leading to prolonged patient suffering, increased healthcare costs, and decreased quality of life. Addressing this issue requires innovative strategies in tissue engineering and regenerative medicine. This master’s thesis investigates the potential use of support structures composed of collagen, functionalized with hydroxyapatite and curcumin as skin substitutes in the treatment of chronic wounds. The aim of this study is to explore the multifaceted properties of these biomaterials and their synergistic effects in promoting wound healing, while providing a structure similar to natural skin. Collagen, as the primary structural protein in the extracellular matrix, offers excellent biocompatibility and bioactivity, facilitating cell adhesion, proliferation, and tissue regeneration. Hydroxyapatite, known for its osteoconductive properties, contributes to the stability and bioactivity of the structure, while curcumin, with its anti-inflammatory and antioxidant properties, can help mitigate the complications of chronic wounds. In this study, porous support structures composed of hydroxyapatite and collagen were manufactured, incorporating different concentrations of curcumin. These structures exhibited desirable levels of interconnected porosity, reaching 75.7%, and demonstrated satisfactory mechanical properties. However, contrary to expectations, they did not demonstrate any antioxidant properties. The results of the Resazurin assay indicated that even at lower doses, the presence of curcumin in the support structures did not induce cell death. However, it had an impact on cell adhesion, restricting and reducing this important process, compared to the control group. The work developed within the scope of this master’s thesis allowed the development and validation of these supports based on collagen, hydroxyapatite, and curcumin as a promising solution to improve wound healing processes and improve the quality of life of individuals suffering from chronic wounds.
As feridas crónicas representam um desafio significativo para a saúde a nível global, levando a um sofrimento prolongado do paciente, aumento dos custos de saúde e diminuição da qualidade de vida. Abordar esta questão requer estratégias inovadoras em engenharia de tecidos e medicina regenerativa. Esta tese de mestrado investiga o potencial de utilização de estruturas de suporte compostas por colagénio, funcionalizadas com hidroxiapatite e curcumina como substitutos da pele no tratamento de feridas crónicas. O objetivo deste estudo é explorar as diferentes propriedades destes biomateriais e os seus efeitos sinérgicos na promoção da cicatrização de feridas, ao mesmo tempo que fornecem uma estrutura semelhante à pele natural. O colagénio, como proteína estrutural primária na matriz extracelular, oferece excelente biocompatibilidade e bioatividade, facilitando a adesão celular, proliferação e regeneração de tecidos. A hidroxiapatite, conhecida pelas suas propriedades osteocondutoras, contribui para a estabilidade e bioatividade da estrutura, enquanto a curcumina, com as suas propriedades anti-inflamatórias e antioxidantes, pode ajudar a mitigar as complicações das feridas crónicas. Neste estudo, foram fabricadas estruturas de suporte porosas compostas por hidroxiapatite e colagénio, incorporando diferentes concentrações de curcumina. Estas estruturas exibiram níveis desejáveis de porosidade interconectada, atingindo 75,7%, e demonstraram propriedades mecânicas satisfatórias. No entanto, contrariamente às expectativas, não demonstraram quaisquer propriedades antioxidantes. Os resultados do ensaio de resazurina indicaram que mesmo em doses mais baixas, a presença de curcumina nas estruturas de suporte não induziu morte celular. No entanto, teve um impacto na adesão celular, restringindo e reduzindo este importante processo, em comparação com o grupo de controlo. O trabalho executado no âmbito desta tese de mestrado permitiu o desenvolvimento e validação destes suportes como uma solução para melhorar os processos de cicatrização de feridas e por consequência melhorar a qualidade de vida dos indivíduos que sofrem de feridas crónicas.
As feridas crónicas representam um desafio significativo para a saúde a nível global, levando a um sofrimento prolongado do paciente, aumento dos custos de saúde e diminuição da qualidade de vida. Abordar esta questão requer estratégias inovadoras em engenharia de tecidos e medicina regenerativa. Esta tese de mestrado investiga o potencial de utilização de estruturas de suporte compostas por colagénio, funcionalizadas com hidroxiapatite e curcumina como substitutos da pele no tratamento de feridas crónicas. O objetivo deste estudo é explorar as diferentes propriedades destes biomateriais e os seus efeitos sinérgicos na promoção da cicatrização de feridas, ao mesmo tempo que fornecem uma estrutura semelhante à pele natural. O colagénio, como proteína estrutural primária na matriz extracelular, oferece excelente biocompatibilidade e bioatividade, facilitando a adesão celular, proliferação e regeneração de tecidos. A hidroxiapatite, conhecida pelas suas propriedades osteocondutoras, contribui para a estabilidade e bioatividade da estrutura, enquanto a curcumina, com as suas propriedades anti-inflamatórias e antioxidantes, pode ajudar a mitigar as complicações das feridas crónicas. Neste estudo, foram fabricadas estruturas de suporte porosas compostas por hidroxiapatite e colagénio, incorporando diferentes concentrações de curcumina. Estas estruturas exibiram níveis desejáveis de porosidade interconectada, atingindo 75,7%, e demonstraram propriedades mecânicas satisfatórias. No entanto, contrariamente às expectativas, não demonstraram quaisquer propriedades antioxidantes. Os resultados do ensaio de resazurina indicaram que mesmo em doses mais baixas, a presença de curcumina nas estruturas de suporte não induziu morte celular. No entanto, teve um impacto na adesão celular, restringindo e reduzindo este importante processo, em comparação com o grupo de controlo. O trabalho executado no âmbito desta tese de mestrado permitiu o desenvolvimento e validação destes suportes como uma solução para melhorar os processos de cicatrização de feridas e por consequência melhorar a qualidade de vida dos indivíduos que sofrem de feridas crónicas.
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Keywords
Chronic wounds Scaffold Tissue engineering Regenerative medicine Wound healing Feridas crónicas Estruturas de suporte Engenharia de tecidos Medicina regenerativa Cura de feridas
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