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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Desenvolvimento e caracterização de scaffolds tridimensionais hierárquicos pelo processo de bioextrusão e eletrofiação
Title Alternative: Development and characterization of hierarchical three-dimensional scaffolds by bioextrusion process and electrospinning
Author: Rodríguez Perea, Geraldine Nancy, 1986-
Advisor: D'Avila, Marcos Akira, 1972-
Abstract: Resumo: Na engenharia tecidual, um scaffold altamente poroso é necessário para servir como suporte e guia no crescimento de células e para promover a regeneração de tecidos em três dimensões. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar scaffolds tridimensionais hierárquicos produzidos pela combinação das técnicas de bioextrusão e eletrofiação visando sua aplicação na regeneração de tecido ósseo. A nova proposta foi combinar essas tecnologias para produzir arquiteturas hierárquicas com macro- e micro-porosidades. A arquitetura filamentar tridimensional foi obtida por bioextrusão, que confere resistência mecânica e define os aspectos dimensionais do scaffold. Sendo construídas estruturas tridimensionais de poli(?-caprolactona) (PCL) e PCL reforçado com partículas de hidroxiapatita (HA) nas composições de 20 e 25% em peso. Enquanto que a arquitetura fibrosa da manta porosa foi obtida por eletrofiação, esta melhora a interação celular no scaffold. Os scaffolds tridimensionais hierárquicos são formados pelas estruturas tridimensionais combinadas com as mantas fibrosas de poli(L-ácido láctico) (PLLA) ou fibroína de seda (SF). Foram realizadas caracterizações morfológicas dos scaffolds utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microtomografia computadorizada (Micro-CT), estudo das propriedades térmicas mediante a análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Além disso, a presença do reforço cerâmico foi verificada mediante difração de raios X (DRX), a estrutura química mediante espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e propriedades hidrofílicas mediante medição do ângulo de contato. Finalmente, foram realizados testes in vitro de cultura de células, para avaliar a citocompatibilidade dos scaffolds. Com a análise de MEV e Micro-CT foi verificada a interligação entre os poros, adesão entre as camadas de material e presença de partículas de HA dispersas nos filamentos. Através das caraterizações de DSC e DRX, observou-se que as partículas de HA não promoveram a cristalização nos scaffolds compostos. Dentre os scaffolds tridimensionais hierárquicos, aqueles contendo mantas de fibras de SF apresentaram resposta biológica favorável. Concluiu-se que os scaffolds tridimensionais hierárquicos representam uma alternativa para serem explorados na regeneração tecidual

Abstract: In tissue engineering, a highly porous artificial scaffold is required in order to act as a supporting structure for guiding and to promote tissue regeneration in three dimensions. The goal of this study was to develop and characterize hierarchical three-dimensional scaffolds produced by combining both bioextrusion and electrospinning aiming applications in bone tissue regeneration. The motivation was to combine these technologies to produce hierarchical architectures with macro- and micro-porosities. The three-dimensional filamentary architecture was obtained by bioextrusion that provide mechanical strength and define the dimensional aspects of the scaffolds. Three-dimensional structures polycaprolactone (PCL) and PCL reinforced with hydroxyapatite (HA) particles with the concentrations of 20 to 25 %wt. were obtained. Whereas the fiber architecture of the porous mats was obtained by electrospinning, this improves cell interaction in the scaffolds. Hierarchical three-dimensional scaffolds are formed by the three-dimensional structures combined with the fibrous mats of poly (L-lactic acid) (PLLA) and silk fibroin (SF). Scaffolds morphological characterizations were using scanning electron microscopy (SEM) and computed microtomography (Micro-CT), study of the thermal properties by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). Moreover, the presence of the ceramic reinforcement was analyzed by X-ray diffraction (XRD). Chemical structure was analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and hydrophilic properties by contact angle measurements. Finally, in vitro cell culture assay to assess cytocompatibility of scaffolds was performed. With the SEM analysis and Micro-CT was observed interconnection between the pores, the adhesion between the layers of material and the presence of HA particles dispersed in the filaments. Using characterizations of DSC and XRD, it was noted that the HA particles did not promote crystallization in composite scaffold. Among the hierarchical three-dimensional scaffolds, favorable biological response where observed with the ones that include in its structure the fibrous mats of SF. It was concluded that the hierarchical three-dimensional scaffolds can be an alternative to be explored in tissue regeneration
Subject: Engenharia tecidual
Scaffolding
Regeneração óssea
Biomateriais
Compósitos
Editor: [s.n.]
Citation: RODRÍGUEZ PEREA, Geraldine Nancy. Desenvolvimento e caracterização de scaffolds tridimensionais hierárquicos pelo processo de bioextrusão e eletrofiação. 2015. 1 recurso online ( 118 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/265711>. Acesso em: 29 ago. 2018.
Date Issue: 2015
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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