Biofabricação de scaffolds com fosfatos de cálcio e interconectividade estruturada entre poros

Abstract

Há décadas, a engenharia de tecidos passou a ser considerada em diversas aplicações, um tratamento médico adequado, devido suas excelentes vantagens, além da escassez de órgãos e disponibilidade de tecidos para serem transplantados. Conhecida como regeneração de novos tecidos, esse ramo da engenharia biomédica fundamentada nos conhecimentos de Biologia, Química e Física, torna-se uma grande alternativa quando tratamentos farmacêuticos convencionais não são mais aplicáveis, utilizando-se de três tipos básicos de ferramentas: célula, scaffolds e fator de crescimento. Dessa forma, esse trabalho tem como propósito principal a manufatura de scaffolds, utilizando a tecnologia de impressão 3D a partir de polímeros termoplásticos biodegradáveis e fosfatos de cálcio (em escala micrométrica), com o objetivo de se obter estruturas 3D complexas e porosas que apresentem propriedades mecânicas adequadas (em relação a ossos) e interconectividade estruturada entre os poros. Com os modelos 3D dos scaffolds projetados, e a seleção e preparação dos materiais envolvidos, foram realizados ajustes de parâmetros para o processamento dos scaffolds e posterior fabricação dos mesmos, mediante o uso da tecnologia de manufatura aditiva com bioimpressora de microextrusão que utiliza sistema de distribuição pneumático para extrusão contínua do material. Por fim os scaffolds foram caracterizados por técnica de análise de propriedade mecânica por ensaio de compressão e as amostras avaliadas pelo método de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV).

For decades, tissue engineering has come to be considered in several applications, an adequate medical treatment, due to its excellent advantages, in addition to the scarcity of organs and the availability of tissues to be transplanted. Known as regenerating of new tissues, this branch of biomedical engineering grounded in the knowledge of biology, chemistry and physics, becomes a great alternative when conventional pharmaceutical treatments are no longer applicable, using three basic types of tools: cell, scaffolds and growth factor. Thus, the main purpose of this work is the manufacture of scaffolds, using the technology of 3D printing from biodegradable thermoplastic polymers and calcium phosphates (in micrometric scale), with the objective of obtaining complex and porous 3D structures that present properties mechanical (in relation to bones) and structured interconnectivity between the pores. With the 3D models of the scaffolds designed, and the selection and preparation of the materials involved, adjustments were made to the processing parameters of the scaffolds and their subsequent manufacture, using the technology of additive manufacturing with microextrusion bioprinter that uses pneumatic distribution system for continuous extrusion of the material. Finally, the scaffolds were characterized by technique of mechanical property analysis by compression test and the samples evaluated by Scanning Electron Microscopy (SEM) method.