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Feridas crônicas, muitas vezes ligadas à inflamação excessiva, requerem tratamento oportuno para evitar complicações graves, como infecções e necrose tecidual, que podem levar a amputações. Apesar dos avanços, os tratamentos atuais permanecem caros, inconvenientes, com efeitos colaterais e eficácia limitada, destacando a necessidade de curativos mais curativos 1,2,3. O desenvolvimento de uma nova geração de curativos projetados especificamente para feridas crônicas é essencial para enfrentar esses desafios. Além disso, a natureza complexa da cicatrização de feridas exige materiais de curativos com uma variedade de propriedades, incluindo hidratação, flexibilidade, adesão, bioatividade e biodegradabilidade4. Este estudo tem como objetivo desenvolver um curativo de bioengenharia que integre vesículas extracelulares (EVs) com um andaime bioimpresso em 3D para fornecer um ambiente terapêutico controlado e acelerar a cicatrização crônica de feridas.
As EVs derivadas de células-tronco auxiliam na cicatrização de feridas crônicas, promovendo respostas anti-inflamatórias, crescimento celular, migração e formação de vasos sanguíneos5. Além disso, os EVs podem fornecer moléculas bioativas, incluindo medicamentos de moléculas pequenas, construções de genes e proteínas para o tratamento de feridas crônicas6. Além disso, sua capacidade de proteger a carga da degradação enzimática melhora a estabilidade e a biodisponibilidade dos agentes terapêuticos, oferecendo vantagens distintas sobre os fatores de crescimento convencionais e os medicamentos de moléculas pequenas, que muitas vezes se degradam rapidamente in vivo7. Apesar dessas vantagens, a entrega eficiente e sustentada de EVs aos tecidos-alvo continua sendo um desafio significativo.
Os andaimes de bioimpressão 3D podem servir como uma plataforma de entrega para EVs para aumentar seus efeitos terapêuticos8. Esses andaimes imitam ambientes celulares naturais e permitem a liberação controlada de EVs 9,10. Eles também protegem os EVs da degradação, aumentando a estabilidade de seus microRNAs e proteínas11. Han et al. demonstraram que os EVs podem ser efetivamente liberados de andaimes GelMA bioimpressos em 3D. Essa liberação levou a uma melhor fixação celular e maior expressão gênica relacionada às vias de mecanotransdução em células-tronco mesenquimais da almofada de gordura bucal humana (hBFP-MSCs) semeadas nos andaimes12. Born et al., otimizando a concentração do reticulador, alcançaram uma liberação controlada dos EVs. Essa abordagem demonstrou eficácia na promoção da angiogênese e oferece um método promissor para a entrega regulada de EVs13.
A bioimpressão 3D com bainha central permite a criação de estruturas complexas e multimateriais, imprimindo um material central envolto em uma bainha. O núcleo pode incluir células, fatores de crescimento ou drogas, enquanto a bainha oferece suporte mecânico e proteção ou atua como uma barreira. Este método tem aplicações em engenharia de tecidos e medicina regenerativa, como o desenvolvimento de redes vasculares, imitação de estruturas de tecidos naturais e criação de sistemas de administração de medicamentos. Permite um controle preciso sobre a distribuição e composição do material, aumentando a funcionalidade e a relevância biológica dos construtos. Em comparação com técnicas alternativas, a bioimpressão 3D com bainha de núcleo fornece controle preciso sobre a distribuição e composição do material, melhorando a funcionalidade e a relevância biológica das construções14,15.
A degradação projetada em curativos oferece benefícios como redução do desconforto durante as trocas, um ambiente úmido para cicatrização e controle de infecção, administração terapêutica oportuna e regeneração tecidual ideal 16,17,18. Os hidrogéis de alginato (Alg) e carboximetilcelulose (CMCh) são biocompatíveis e eficazes para fornecer vesículas extracelulares (EVs) a feridas, melhorando a cicatrização por meio da comunicação celular e redução da inflamação18. Neste estudo, os EVs foram integrados em um núcleo de Alg, enquanto uma bainha de CMCh e AlgLiase (AlgLiase) foi usada para permitir a rápida degradação do curativo e a entrega de EVs. Este design de bainha central facilita a liberação rápida de EVs em resposta à degradação do andaime, aumentando sua eficácia terapêutica e abordando as limitações dos tratamentos de feridas crônicas existentes. O objetivo principal deste estudo é desenvolver um curativo de bioengenharia que melhore a cicatrização de feridas, integrando a liberação controlada de EVs com um andaime degradável responsivo, melhorando os resultados do tratamento para feridas crônicas.