Orientador: Eliana Aparecida de Rezende Duek

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica

Resumo: Polímeros a base de ácido láctico são largamente investigados como materiais para a engenharia tecidual. A capacidade de sofrer degradação hidrolítica, de ser reabsorvido pelo organismo e sua biocompatibilidade inerente, tornam-nos uma excelente escolha para tal aplicação. Entretanto,...

Resumo: Polímeros a base de ácido láctico são largamente investigados como materiais para a engenharia tecidual. A capacidade de sofrer degradação hidrolítica, de ser reabsorvido pelo organismo e sua biocompatibilidade inerente, tornam-nos uma excelente escolha para tal aplicação. Entretanto, características como baixa flexibilidade e pequena capacidade de alongamento antes da fratura, tendem a limitar esses dispositivos em determinadas aplicações, o que pode ser melhorado com a adição de compostos que agem como plastificantes, como é o caso do trimetileno carbonato (TMC), quando presente na cadeia polimérica do copolímero de ácido láctico (PLDLA). O objetivo deste trabalho foi sintetizar e caracterizar o terpolímero de L-ácido láctico, D,L-ácido láctico e TMC, e obtenção de arcabouços para avaliação da viabilidade celular e atividade de células osteoblásticas (SaOS-2), em 1, 3, 7, 14 e 21 dias de cultivo, visando aplicação na engenharia tecidual óssea. Dessa forma, sintetizou-se o terpolímero a partir de 20 e 30% de TMC, através da polimerização em massa dos monômeros, como confirmado por RMN de 1H e 13C, utilizando como catalisador o Sn(Oct)2. A análise de GPC mostrou que os terpolímeros sintetizados apresentaram massa molar média (Mw) na ordem de 105 g/mol, característica importante que permite a obtenção de propriedades mecânicas mínimas para uma aplicação estrutural. A investigação térmica do PLDLA-TMC demonstrou uma discreta diminuição da Tg em relação ao PLDLA. Além disso, a degradação do terpolímero em etapa única iniciou-se em torno dos 290 ºC, como visto pelo TGA. O ensaio de MTT mostrou que o arcabouço de PLDLA-TMC permitiu um aumento na viabilidade celular, atingindo valores máximos em 7 dias, e mantendo-se estável até 14 dias de cultivo. Similarmente, a atividade de fosfatase alcalina foi crescente até 7 dias de cultivo, importante indicador da atividade osteoblástica. Esses resultados mostram que é possível produzir com sucesso o terpolímero PLDLA-TMC. Além disso, os arcabouços produzidos apresentaram características importantes considerando a aplicação para engenharia tecidual óssea

Abstract: Lactic acid based polymers are widely investigated as materials for tissue engineering. The ability to allow hydrolytic degradation, to be reabsorbed by the body and its inherent biocompatibility, make them an excellent choice for this application. However, characteristics such as low...

Abstract: Lactic acid based polymers are widely investigated as materials for tissue engineering. The ability to allow hydrolytic degradation, to be reabsorbed by the body and its inherent biocompatibility, make them an excellent choice for this application. However, characteristics such as low flexibility and low elongation ability before the fracture tend to limit these devices in particular applications, which can be enhanced with the addition of compounds that act as plasticizers, as the trimethylene carbonate (TMC) when present in the polymer chain of the copolymer of lactic acid (PLDLA). The objective of this work was to synthesize and characterize the terpolymer of L-lactic acid, D,L-lactic acid and TMC, obtain evaluation of scaffolds for cell viability and alkaline phosphatase activity of osteoblastic cells (SaOS-2) in 1, 3, 7, 14 and 21 days of culture, aiming its application in bone tissue engineering. Thus, the terpolymer is synthesized from 20 and 30% of TMC, by bulk polymerization of monomers, confirmed by 1H and 13C RMN. The GPC analysis showed that the copolymers synthesized showed average molar mass (Mw) in the order of 105 g/mol, an important feature that allows the attainment of minimum mechanical properties necessary for structural applications. The thermal investigation of thermal PLDLA-TMC showed a slight decrease of Tg comparing to PLDLA. Furthermore, the one step terpolymer degradation was initiated around 290 ºC, as shown by TGA. The MTT assay showed that the PLDLA-TMC scaffolds enabled an increase in cell viability, reaching a peak in 7 days, and remained stable until 14 days of cultivation. Similarly, the alkaline phosphatase activity was increased up to 7 days of culture, an important indicator of osteoblastic activity. These results show that it was possible to successfully produce a terpolymer from L-lactic acid, D,L-lactic acid and trimethylene carbonate. In addition, the scaffolds exhibited important characteristics considering the application for bone tissue engineering