Biomimetic engineering of multilayered freestanding membranes with tunable mechanical properties for regenerative patches

• Autor(a) principal: Fernandes, Elisa Manuela Araújo
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/25796
• topic: Biomimetismo; Layer-by-Layer; Biomateriais; Membranas; Aplicações biomédicas; Polissacarídeos

Desde a sua introdução, em meados dos anos 90, a técnica de Layer-by-Layer tem sido muito utilizada para a produção hierárquica de filmes com múltiplas camadas. É um método versátil e económico que consiste na deposição alternada de diversos materiais sobre um substrato através de forças eletrostáticas e/ou não eletrostáticas. Quando o substrato utilizado possui baixa tensão superficial, este facilita a remoção do filme sem recorrer a qualquer tipo de ajuda externa, permitindo assim a obtenção de membranas autossustentadas. Este tipo de biomaterial pode ser utilizado para mimetizar microestruturas encontradas na natureza ou para aplicação em medicina regenerativa. A inspiração em fenómenos naturais ou até mesmo em organismos é uma forma promissora de obter biomateriais com características únicas, uma área conhecida como biomimetismo. Tendo em conta tudo isto, a alforreca é um animal marinho que possui na sua estrutura uma matriz particularmente dura, porém gelatinosa chamada de mesogleia. Tendo isso em conta, o trabalho aqui apresentado visa a produção de um novo tipo de membranas estratificadas através de biopolímeros de origem marinha como é o caso do quitosano (CHT) e do alginato (ALG). Para simular a estrutura porosa da mesogleia, estes polissacarídeos foram quimicamente modificados com grupos metacrilados (MA) e a sua modificação foi confirmada através da caracterização espectroscópica por RMN e ATR-FTIR. Posteriormente, dois tipos de membranas intercaladas (CHT/ALG/CHT-MA/ALG-MA) foram produzidas e posteriormente fotorreticuladas. Relativamente às condições de deposição dos polímeros, na análise do potencial zeta verificaram-se as cargas de cada composto, enquanto que a microbalança de quartzo (QCM-D) evidenciou a boa interação eletrostática entre o CHT e ALG, bem como entre os polissacarídeos modificados. Uma vez que a alforreca apresenta boas propriedades mecânicas mesmo sendo constituída por quase 99% de água, todas as membranas foram caracterizadas quanto à capacidade de absorção de água, bem como ensaios mecânicos de tração. Assim como a mesogleia da alforreca, as membranas, quando imersas numa solução aquosa mostram alta capacidade de absorção. Por outro lado, enquanto que as membranas de (CHT/ALG)200 apresentam um modulo de Young superior, as membranas intercaladas alcançam uma maior extensão. Finalmente, as imagens de SEM mostram que as membranas intercaladas (10/10)200 apresentam uma estrutura mais porosa quando comparadas com as membranas (CHT/ALG)200, evidenciando, portanto, mais semelhanças com a estrutura da mesogleia presente na alforreca