Compósitos à base de polímeros com fases inorgânicas bioativas para a engenharia tecidual

Abstract

Estruturas tridimensionais (3D), scaffolds, têm sido largamente estudadas na área de reconstrução de defeitos ósseos, já que esses materiais têm proporcionado resultados promissores na área de engenharia tecidual. A fim de tornar o biomaterial mais compatível com o tecido a ser formado e garantir resistência mecânica adequada, tem-se adicionado compostos que proporcionam ao material essas propriedades. O objetivo do trabalho é o estudo de materiais promissores para aplicação na engenharia tecidual utilizando o polímero policaprolactona (PCL) com a adição de fibroína, apatita com lantânio e com nanopartículas luminescentes ou vidro bioativo. Esses materiais foram analisados quanto às suas propriedades necessárias à utilização na área de regeneração do tecido ósseo. Para a caracterização dos materiais obstidos foram empregadas as técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise dinâmico-mecânica (DMA), análise mecânica por torção, reologia, Perfilometria, Medida de ângulo de Contato propriedades ópticas da amostra luminescente, teste in vitro MTT de proliferação celular e radiografia das amostras. Em conseguinte, desenvolveu-se estruturas 3D através do método de manufatura aditiva (impressão 3D). Encontrou-se composições que apresentaram resistência mecânica maior que a policaprolactona e crescimento celular favorável para aplicação na área biomédica. A amostra com nanopartículas luminescentes apresentou propriedade óptica pelo processo de Upconversion. Os materiais estudados são promissores para matéria-prima de scaffolds para aplicação na regeneração de tecido ósseo.

Three-dimensional structures (3-D) scaffolds have been widely studied area in the reconstruction of bone defects because these materials have provided promising results in tissue engineering. In order to render the biomaterial more compatible with the tissue to be formed and to ensure adequate mechanical strength, has been added to the material compounds providing these properties. The objective is the study of promising materials for use in tissue engineering using polycaprolactone polymer (PCL) with the addition of fibroin, apatite and lanthanum with luminescent nanoparticles or bioactive glass. These materials were analyzed for their properties required for use in the regeneration area of bone tissue. For the characterization of materials were used the scanning electron microscopy techniques (SEM), infrared spectroscopy with Fourier transform (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA) , mechanical analysis twist, rheology, profilometry, contact angle measure optical properties of luminescent sample, test in vitro MTT cell proliferation and radiographic images. In consequence, we developed 3D structures through additive manufacturing method (3D printing). It was found that compositions showed strength greater than polycaprolactone and favorable cell growth for application in the biomedical field. The sample with luminescent nanoparticles presented optical property by the upconversion process. The materials studied are promising for raw material scaffolds for application in bone tissue regeneration.