Nanocomposite hydrogel with mesopouros silica nanoparticles

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Castro, João Pedro Olim
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10316/87811
Resumo: Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Biomédica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
id RCAP_69b3b7201917627da5a4daa8d5bd3842
oai_identifier_str oai:estudogeral.uc.pt:10316/87811
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Nanocomposite hydrogel with mesopouros silica nanoparticlesHidrogeis nanocompositos com nanoparticulas de silica mesopourosasNanocompósito hidrogelNanopartículas de sílica MesoporosasFuncionalizaçãoLigações DitiolPropriedades mecânicasNanocomposite hydrogelMesoporous Silica NanoparticlesFunctionalizationDithiol bondsMechanical PropertiesDissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Biomédica apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaIntrodução: Embora os hidrogéis possam ser aplicados na imitação do ambiente da matriz extracellular, geralmente fornecem fracas propriedades mecânicas, o que pode ser limitante na sua aplicação biomédica. Nanopartículas de sílica Mesoporosas (MSN) têm capturado a atenção em diversos campos de engenharia de tecidos devido a suas características. Aqui, investigamos a utilização de MSNs como agente reticulador entre as cadeias PEG, de modo a criar um hidrogel com propriedades mecânicas desejáveis para uso em aplicações biomédicas e regeneração de tecidos.Material e Métodos: MSNs funcionalizados no núcleo e na superfície foram sintetizados usando o método sol-gel. Polímero PEG-SH de multiplos braços foi usado para criar um hidrogel, no qual respetiva caracterização foi realizada. O efeito do MSN funcionalizado no hidrogel foi realizado por testes de reologia de modo a analisar as suas propriedades mecânicas. Devido às ligações ditiol entre MSNs e PEG, teste de degradação foi realizado pela glutationa redutase (GSH). Além disso, a cinética de difusão e fornecimento de fármaco foi realizado para testar a permeabilidade e taxa de distribuição.Resultados: Nanocomposito Hidrogel mais forte, injetável e self-healed, foi obtido usando MSNs com grupos funcionais como reticuladores entre as cadeias de PEG. Através de testes de reologia e difusão, é possivel admitir que há efeito na rede do hidrogel. Na taxa de entrega do fármaco, o hidrogel encapsula mais o medicamento, liberando-o com algum atraso em comparação ao hidrogel sem MSNs. Além disso, este hidrogel mostrou capacidade de self-healing e degradabilidade, embora no último, mais testes sejam necessários para uma melhor compreensão.Conclusão: Demonstramos a modulação na superfície de nanopartículas de sílica mesoporous e seu trabalho como corsslinkers entre cadeias de PEG e suas alterações em comparação com o hidrogel de PEG. O MSN funcionalizado como reticuladores na rede, mostrou propriedades mecânicas aprimoradas, sendo útil em diferentes aplicações na engenharia de tecidos.Introduction: Although hydrogels can be applied in mimicking the native extracellular matrix environment, they generally suffer from weak mechanical properties, which can limit their biomedical application. Mesoporous Silica Nanoparticles (MSN) have been introduced in hydrogels to improve their mechanical properties. Here we investigated MSN as crosslinker agent between PEG chains, to create a hydrogel with desirable mechanical properties to be used in tissue regeneration applications.Material & Methods: Core and surface functionalized MSNs were synthesized using a sol- gel method. Multi-armed PEG-SH polymer was used to create a hydrogel. The effect of functionalized MSN in the hydrogel was characterized by Rheology to analyze their mechanical properties. Degradation test was carried out by glutathione reductase (GSH). Furthermore, drug release and drug diffusion kinetics were performed to test permeability and release.Results: Injectable, mechanically strong nanocomposite hydrogel were obtained by using functionalized MSNs as crosslinkers between PEG chains. Effect on the network was found, and possible to see based on the rheology and diffusion assays. On drug delivery rate, the hydrogel encapsulated more drugs, releasing it with some delay compared to hydrogel without MSNs. In addition, this hydrogel showed self-healing capacity and degradability.Conclusion We demonstrated the modulation on the surface of mesoporous silica nanoparticles and their work as crosslinkers between PEG chains and their changes comparing with PEG hydrogel. Functionalized MSN as crosslinkers in the network, showed improved mechanical properties, while being degradable and self-healing.2019-09-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/10316/87811http://hdl.handle.net/10316/87811TID:202308863engCastro, João Pedro Oliminfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2021-06-09T08:28:56Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/87811Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:08:39.069226Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Nanocomposite hydrogel with mesopouros silica nanoparticles
Hidrogeis nanocompositos com nanoparticulas de silica mesopourosas
title Nanocomposite hydrogel with mesopouros silica nanoparticles
spellingShingle Nanocomposite hydrogel with mesopouros silica nanoparticles
Castro, João Pedro Olim
Nanocompósito hidrogel
Nanopartículas de sílica Mesoporosas
Funcionalização
Ligações Ditiol
Propriedades mecânicas
Nanocomposite hydrogel
Mesoporous Silica Nanoparticles
Functionalization
Dithiol bonds
Mechanical Properties
title_short Nanocomposite hydrogel with mesopouros silica nanoparticles
title_full Nanocomposite hydrogel with mesopouros silica nanoparticles
title_fullStr Nanocomposite hydrogel with mesopouros silica nanoparticles
title_full_unstemmed Nanocomposite hydrogel with mesopouros silica nanoparticles
title_sort Nanocomposite hydrogel with mesopouros silica nanoparticles
author Castro, João Pedro Olim
author_facet Castro, João Pedro Olim
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Castro, João Pedro Olim
dc.subject.por.fl_str_mv Nanocompósito hidrogel
Nanopartículas de sílica Mesoporosas
Funcionalização
Ligações Ditiol
Propriedades mecânicas
Nanocomposite hydrogel
Mesoporous Silica Nanoparticles
Functionalization
Dithiol bonds
Mechanical Properties
topic Nanocompósito hidrogel
Nanopartículas de sílica Mesoporosas
Funcionalização
Ligações Ditiol
Propriedades mecânicas
Nanocomposite hydrogel
Mesoporous Silica Nanoparticles
Functionalization
Dithiol bonds
Mechanical Properties
description Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Biomédica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
publishDate 2019
dc.date.none.fl_str_mv 2019-09-27
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10316/87811
http://hdl.handle.net/10316/87811
TID:202308863
url http://hdl.handle.net/10316/87811
identifier_str_mv TID:202308863
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799133979716091904

Registros relacionados