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Type: TESE DIGITAL
Title: Redes IPNs de PHEMA-PLA para aplicação em engenharia tecidual = PHEMA-PLA's IPNs networks to use in tissue engineering
Title Alternative: PHEMA-PLA's IPNs networks to use in tissue engineering
Author: Passos, Marcele Fonseca, 1986-
Advisor: Maciel Filho, Rubens, 1958-
Abstract: Resumo: A busca incessante em atender condições fisiológicas e anatômicas de órgãos e / ou tecidos danificados vem integrando diversas áreas científicas. Biólogos, físicos, químicos, farmacêuticos, engenheiros e médicos contribuem paulatinamente na síntese e caracterização de biomateriais para uso em Engenharia Tecidual. Polímeros como o poli (L - ácido láctico) (PLLA) e o poli (2-hidróxietil metacrilato) (PHEMA) são alguns dos materiais interessantes para esta aplicação. O PLLA oferece a vantagem de ser um poliéster hidrofóbico, que in vivo, degrada-se em componentes não tóxicos. O PHEMA oferece a possibilidade de fácil modificação da estrutura por simples substituição do componente acrilato, sendo ajustável quimicamente em termos de hidrofilicidade, pH e temperatura. Porém, estes biomateriais apresentam limitações quanto à adesão celular e às propriedades mecânicas, respectivamente. E, pouco se sabe sobre os efeitos sinérgicos da união entres os mesmos. Estratégias de polimerização como acréscimo de segmentos hidrofílicos na estrutura do PLLA ou a presença de certo teor de comonômeros hidrofóbicos na cadeia do PHEMA, por sua vez, podem melhorar as deficiências citadas. Diante disso, esta Tese focou na obtenção de biomateriais com características físico-químicas e mecânicas adequadas para aplicação médica, a partir da síntese simultânea do PHEMA e do PLLA. Diferentes rotas de síntese foram adotadas, como: polimerização em massa, polimerização em solução e deposição química a vapor à pressão atmosférica e a vácuo. Redes semi-interpenetrantes (IPNs ou semi-IPN) de PHEMA-PLLA foram obtidas com sucesso usando as técnicas de polimerização convencionais (massa e solução). Ensaios biológicos mostraram boa adesão e proliferação celular dos biomateriais, com potencial uso para cartilagem articular artificual e osso esponjoso. Simulações computacionais, via software Aspen Plus® e Fluidodinâmica Computacional (CFD), foram realizadas para avaliar a síntese da rede semi-interpenetrante a partir da técnica de deposição química a vapor usando iniciadores (iCVD). Os dados fluidodinâmicos associados à estimativa das propriedades físicas dos reagentes foram determinados e, adequados valores da distribuição de temperatura na zona de reação (150 °C) e da velocidade dos fluidos (0,142 m / s) no sistema iCVD à pressão atmosférica foram obtidos. Perfis máximos de velocidade no sistema a vácuo foram encontrados a 2 m / s. Resultados da síntese usando reatores iCVD, por outro lado, mostraram a complexidade cinética do sistema e a influência significativa de parâmetros termodinâmicos na obtenção dos materiais

Abstract: The incessant search to meet physiological and anatomical conditions of organs and / or tissue damage has been integrating various scientific areas. Biologists, physicists, chemists, pharmacists, engineers and doctors contribute gradually in the synthesis and characterization of biomaterials for use in Tissue Engineering. Polymers such as poly (L - lactic acid) (PLLA) and poly (2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA) are some of the interesting materials for this application. The PLLA offers the advantage of being hydrophobic polyester, which in vivo degrades into non-toxic components. The PHEMA offers the possibility of easy modification of the structure by simply replacing of the acrylate component becoming chemically adjustable in terms of hydrophilicity, pH and temperature. However, these biomaterials have limitations as cell adhesion and mechanical properties, respectively. And little is known about the synergistic effects of union between them. Polymerization's strategies such as addition of hydrophilic segments in the structure of PLLA or the presence of hydrophobic comonomer content in the chain of PHEMA in turn, can improve the mentioned deficiencies. Bearing all this is mind, this thesis focused on obtaining biomaterials with physicochemical characteristics and mechanical suitable for medical application, from the simultaneous synthesis of PHEMA and PLLA. Different synthesis routes have been adopted, such as bulk polymerization, solution polymerization and chemical vapor deposition at atmospheric pressure and vacuum. Semi-interpenetrating networks (IPNs or semi-IPNs) of PHEMA-PLLA were successfully obtained using conventional polymerization techniques (mass and solution). Biological assays showed good cell adhesion and proliferation and biomaterial's potential use for artificual articular cartilage and cancellous bone. Computer simulations by Aspen Pus® and Computational Fluid Dynamics (CFD) software were performed to evaluate the synthesis of semi-interpenetrating network from the initiated chemical vapor deposition technique (iCVD). The fluid dynamic data associated with the estimation of physical properties of the reagents were determined, and appropriate values of temperature distribution in the reaction zone (150 °C) and the speed of the fluid (0.142 m / s) in iCVD system at atmospheric pressure were obtained. Maximum speed profiles to vacuum system were found to 2 m / s. Results of synthesis using iCVD reactors, on the other hand, show the kinetic complexity of the system and the significant influence of thermodynamic parameters to obtain materials
Subject: PLLA
Biomateriais
Engenharia tecidual
Deposição química de vapor
Poli-hidroxietil metacrilato
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2016
Appears in Collections:FEQ - Tese e Dissertação

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