Desenvolvimento de um biomaterial de alumina para futura aplicação em regeneração óssea
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2010 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10400.6/3029 |
Resumo: | O osso é um tecido conjuntivo muito complexo, e é um dos mais resistentes do organismo. É fundamental na capacidade de carga do esqueleto, e apresenta funções mecânicas, metabólicas, de suporte e de protecção. As lesões ósseas ocorrem devido à idade, mas também devido a traumatismos e doenças. O processo de reparação óssea é muito dinâmico e envolve uma série de fenómenos: migração, diferenciação, proliferação celular e síntese da matriz extracelular óssea. Quando um biomaterial é inserido num defeito ósseo, o organismo reconhece o biomaterial como um corpo estranho, desencadeando um conjunto de respostas que visam a reparação óssea, mas podendo também rejeitar o biomaterial e desencadear uma resposta inflamatória. Neste trabalho, um novo scaffold de alumina foi produzido, através de um processo inovador, para que futuramente possa ser usado na regeneração. O material foi caracterizado mecanicamente, através de ensaio de dureza, resistência, porosidade e absorção de água. Biologicamente, o material foi caracterizado através de ensaios in vitro com osteoblastos humanos: ensaio do brometo de [3-(4,5-dimetiltiazol-2-il) -2,5- difeniltetrazolio], para avaliar a citotoxicidade do mesmo, e Microscopia Electrónica de Varrimento, para observar a adesão ou não das células ao material. Foram também realizados ensaios in vivo, inserindo o material em defeitos ósseos induzidos em ratos Wistar, de modo a caracterizar o material quanto à sua biocompatibilidade e capacidade de osteointegração. Os ensaios mecânicos revelaram que o material possui uma elevada resistência mecânica, assim como uma densidade semelhante à do osso, e uma porosidade que permite os osteoblastos aderirem ao material. Os ensaios in vitro, revelaram que o material não é citotóxico e que permite a adesão celular na sua superfície. No entanto, os resultados in vivo, não confirmaram os dados obtidos in vitro, uma vez que a análise histológica revelou que o material induz inflamação a curto e a longo prazo no local de implantação. Tal resultado, permite afirmar, que este material desencadeia uma resposta inflamatória local, tendo estes resultados relevância clínica, uma vez que a alumina é muito usada no revestimento de próteses dentárias e femorais, e desse modo, este trabalho levanta algumas questões quanto à fiabilidade de se usarem dispositivos produzidos com este material, e em que o mesmo contacta directamente com os tecidos. |
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Desenvolvimento de um biomaterial de alumina para futura aplicação em regeneração ósseaTecido ósseoDoenças ósseasBiomateriaisBiomateriais - Aplicação clínicaScaffold - AluminaRegeneração óssea - Biomaterial de aluminaDomínio/Área Cientifica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia QuímicaO osso é um tecido conjuntivo muito complexo, e é um dos mais resistentes do organismo. É fundamental na capacidade de carga do esqueleto, e apresenta funções mecânicas, metabólicas, de suporte e de protecção. As lesões ósseas ocorrem devido à idade, mas também devido a traumatismos e doenças. O processo de reparação óssea é muito dinâmico e envolve uma série de fenómenos: migração, diferenciação, proliferação celular e síntese da matriz extracelular óssea. Quando um biomaterial é inserido num defeito ósseo, o organismo reconhece o biomaterial como um corpo estranho, desencadeando um conjunto de respostas que visam a reparação óssea, mas podendo também rejeitar o biomaterial e desencadear uma resposta inflamatória. Neste trabalho, um novo scaffold de alumina foi produzido, através de um processo inovador, para que futuramente possa ser usado na regeneração. O material foi caracterizado mecanicamente, através de ensaio de dureza, resistência, porosidade e absorção de água. Biologicamente, o material foi caracterizado através de ensaios in vitro com osteoblastos humanos: ensaio do brometo de [3-(4,5-dimetiltiazol-2-il) -2,5- difeniltetrazolio], para avaliar a citotoxicidade do mesmo, e Microscopia Electrónica de Varrimento, para observar a adesão ou não das células ao material. Foram também realizados ensaios in vivo, inserindo o material em defeitos ósseos induzidos em ratos Wistar, de modo a caracterizar o material quanto à sua biocompatibilidade e capacidade de osteointegração. Os ensaios mecânicos revelaram que o material possui uma elevada resistência mecânica, assim como uma densidade semelhante à do osso, e uma porosidade que permite os osteoblastos aderirem ao material. Os ensaios in vitro, revelaram que o material não é citotóxico e que permite a adesão celular na sua superfície. No entanto, os resultados in vivo, não confirmaram os dados obtidos in vitro, uma vez que a análise histológica revelou que o material induz inflamação a curto e a longo prazo no local de implantação. Tal resultado, permite afirmar, que este material desencadeia uma resposta inflamatória local, tendo estes resultados relevância clínica, uma vez que a alumina é muito usada no revestimento de próteses dentárias e femorais, e desse modo, este trabalho levanta algumas questões quanto à fiabilidade de se usarem dispositivos produzidos com este material, e em que o mesmo contacta directamente com os tecidos.Bone is a very complex connective tissue, and one of the hardest in the body. It’s essential in the skeleton load-bearing capacity due to its mechanical, support and protective properties. Bone damages occur not only due to age, but also as a result of traumas and illnesses. The bone regeneration process is a very dynamic process and involves different stages: migration, differentiation, cellular proliferation and extracellular matrix synthesis. When a biomaterial is implanted in a bone injury, the body identifies it as a foreign body, and this triggers not only a set of responses aiming to repair the bone damage, but can also reject the biomaterial and trigger inflammatory answer. In this work, a new alumina scaffold was produced, through an innovative process to be used in a near future for bone regeneration. The scaffold was characterized mechanically, by harness, resistance, porosity and water absorption assays. Moreover, it was also characterized in a biological environment. The in vitro studies were done with human osteoblasts: [3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium] bromide was used to evaluate the biomaterial’s cytotoxicity, and Scanning Electron Microscopy was used to characterize the cell adhesion to the scaffold to determine the biomaterial’s biocompatibility and osteointegration capacity. In vivo studies were also performed. The scaffold was inserted in Wistar rats. The mechanical assays revealed that the scaffold has a very high mechanical resistance, a density similar to the bones’, and a porosity that allows the osteoblast cells to adhere. In vitro studies revealed the biomaterial’s lack of cytotoxicity, and also cell adhesion to the scaffold. However, the in vivo results didn’t confirm the in vitro ones. The histological analysis showed that the biomaterial induces inflammation at short and long term in the bone injuries. Such results suggest that this scaffold triggers a local inflammatory response, and it can be claimed that this findings are clinically relevant because alumina is usually used as coating of dental and femoral prosthesis and so this work raises some questions about the applicability of devices made with alumina to be used directly in living tissues.Correia, Ilídio Joaquim SobreirauBibliorumRodrigues, Miguel Ângelo Azenha20102010-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.6/3029porinfo: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:RCAAP2023-12-15T09:39:17Zoai:ubibliorum.ubi.pt:10400.6/3029Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T00:44:34.001451Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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