Publicação: Desenvolvimento e caracterização de biocompósitos fibrosos à base de borracha natural reforçados com partículas vitrocerâmicas bioativas visando aplicações biomédicas
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Data
Autores
Orientador
Silva, Michael Jones 
Coorientador
Pós-graduação
Ciência dos Materiais - FEIS 33004099083P9
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
Os biomateriais têm sido investigados para atender a demanda de pacientes que sofrem com lesões e doenças que afetam os tecidos do corpo, à tendência crescente de procedimentos médicos especializados que contribuem para melhoria da a qualidade de vida da população e a necessidade de desenvolver materiais que proporcionam segurança para o uso humano. Este trabalho buscou desenvolver novos biocompósitos baseados em borracha natural (BN) contendo partículas BioS e/ou BL0, com mantas fibrosas produzidas utilizando a técnica solution blow spinning e filmes produzidos por meio da total volatização do clorofórmio. As análises morfológicas realizadas nos espécimes fibrosos apresentaram um diâmetro médio 74,47 ± 24,54µm (BN pura) para 78,96 ± 30,54 µm (BN/BioS), e 74,47 ± 24,54µm (BN pura) para 84,75 ± 25,69 µm (BN/BioS). Segundo os testes TG/DTG, os perfis de decomposição dos biocompósitos fibrosos e filmes de BN/BioS e BN/BL0 foram similares aos da BN, cujo evento principal pôde ser visto na faixa de temperatura 290°C – 450°C, indicativo da degradação estrutural da BN. A análise de tração dos filmes demonstrou que a adição de BioS ou BL0 ao biocompósito baseado em BN influenciou no módulo elástico e a resistência à tensão na ruptura (σruptura) em comparação com a BN. Os testes mecânicos demonstraram que o valor de ruptura nos filmes da matriz BN aumentou de 0,99 ± 0,06 MPa para 1,84 ± 0,09 e 2,29 ± 0,04 MPa para os espécimes BN/BioS e BN/BL0 com 30 % do peso; a tensão de ruptura das mantas fibrosas na matriz BN aumentou de 1,47±0,01 MPa para 3,38±,31 MPa e 2,11±0,53 MPa para espécimes BN/BioS e BN/BL0. As análises mecânica e dinâmica mostraram que o módulo de armazenamento, o módulo e o fator de perda das dos espécimes fibrosos BN/BioS (70/30) e BN/BL0 (70/30) apresentaram valores menores em comparação com os espécimes fibrosos BN/BioS (80/20) e BN/BL0 (80/20); esse fato pode ser comprovado na largura do pico na meia altura do gráfico tanδ versus temperatura. Os testes indiretos de citotoxicidade revelaram que os filmes e os espécimes fibrosos dos biocompósitos BN, BN/BL0 e BN/BioS promovem a fixação de células MSCs, ou seja, maior que 70% de viabilidade como definido na ISO 10993-5:2009. Os resultados mostram que as partículas BioS e BL0, na forma de manta fibrosa e filme, melhoraram a resposta à tração e as propriedades biológicas da matriz BN, resultando em uma série de potenciais aplicações biomédicas.
Resumo (inglês)
Biomaterials are being investigated to respond to the demands of patients suffering from body tissue injuries and diseases, the growing trend of specialized medical procedures that contribute to improving the quality of life of the population, and the need to develop materials that provide safety for human use. This work sought to develop new biocomposites based on natural rubber (BN) containing BioS and/or BL0 particles, in which the fibrous specimens were produced using the solution blow spinning technique and the production of the films were through the total volatilization of chloroform. The morphological analyses were performed on the fibrous specimens, presented an average diameter, 74.47 ± 24.54µm (pure BN) to 78.96 ± 30.54 µm (/BioS), and 74.47 ± 24.54µm (pure NR) to 84.75 ± 25.69 µm (BN/BioS). According to TG/DTG tests, the decomposition profiles of fibrous biocomposites and BN/BioS and BN/BL0 films were similar to those of NR , whose main event could be seen in the temperature range 290°C - 450°C, indicative of the structural degradation of BN. Tensile analysis of the films demonstrated that the addition of BioS or BL0 to the BN-based biocomposite improved the elastic modulus and tensile strength at break (σbreak) compared to BN. The shear value in the NR matrix films increased from 0.99 ± 0.06 MPa to 1.84 ± 0.09 and 2.29 ± 0.04 MPa for the NR/BioS and NR/BL0 samples at 30 wt%, for fibrous blankets the tensile strength in the NR matrix increased from 1.47±0.01 MPa to 3.38±.31 MPa and 2.11±0.53 MPa for NR/BioS and BN/BL0 samples, the modulus and the loss factor of the fibrous specimens NR/BioS (70/30) and NR/BL0 (70/30) presented lower values in comparison to the fibrous samples NR/BioS (80/20) and NR/BL0 (80/20), this fact can be proven in the width of the peak in the half height of the graph tanδ versus temperature. The indirect cytotoxicity tests revealed that the BN, BN/BL0 and NR/BioS fibrous biocomposite films and specimens promote MSCs attachment, i.e. greater than 70% viability as defined in ISO 10993-5:2009. The results show that BioS and BL0 particles, in fibrous blanket and film form, improved the tensile response and biological properties of the BN matrix, resulting in a number of potential biomedical applications
Descrição
Palavras-chave
Borracha natural, Biosilicato, 45S5-K bioglass, Biocompósito, Aplicações biomédicas, Natural rubber, Biosilicate, Biomedical applications
Idioma
Português
Como citar
Lima, Luiz Rogério Monteiro. Desenvolvimento e caracterização de biocompósitos fibrosos à base de borracha natural reforçados com partículas vitrocerâmicas bioativas visando aplicações biomédicas. 2023. 88 f. Tese (Doutorado em Ciência dos Materiais) – Faculdade de Engenharia, Universidade Estadual Paulista - Unesp, Ilha Solteira, 2023.
