Desenvolvimento de uma tinta sacrificial à base de PEG-Laponita para obtenção de scaffolds cerâmicos por meio da técnica de robocasting

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santos, Karina Feliciano
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFABC
Texto Completo: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122555
Resumo: Orientador(a): Prof(a). Dr(a). Juliana Kelmy Macario Barboza Daguano
id UFBC_600084862ac6d6c69a4bb7b8ea7aee6d
oai_identifier_str oai:BDTD:122555
network_acronym_str UFBC
network_name_str Repositório Institucional da UFABC
repository_id_str
spelling Desenvolvimento de uma tinta sacrificial à base de PEG-Laponita para obtenção de scaffolds cerâmicos por meio da técnica de robocastingBIOSILICATO®NANOSILICATO LAPONITAROBOCASTINGIMPRESSÃO 3-DTINTA SACRIFICIALSCAFFOLDSBIOSILICATE®LAPONITE NANOSILICATE3-D PRINTINGSACRIFICIAL INKPROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA BIOMÉDICAOrientador(a): Prof(a). Dr(a). Juliana Kelmy Macario Barboza DaguanoDissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós Graduação em Engenharia Biomédica. São Bernardo do Campo, 2021O Biosilicato® tem sido extensivamente investigado na regeneração dos tecidos ósseo e dentário, devido as suas excelentes propriedades bioativas e osteindutoras. Entretanto, a maioria dos estudos na obtenção de scaffolds desse biocerâmico utiliza-se de métodos com agentes que não possibilitam o controle seguro no tamanho de poros ou técnicas que demandam tempo, custo ou que são de difícil processamento. Como alternativa, o uso de técnicas da manufatura aditiva (MA) para obtenção de estruturas tridimensionais (3D) tem sido uma abordagem explorada como campo da Engenharia de Tecidos. Comumente, a técnica utilizada na obtenção de cerâmicas, conhecida como Robocasting, que utiliza como estratégia a impressão 3D baseada em extrusão, pode ser uma interessante alternativa. Assim, o uso de hidrogéis (redes poliméricas capazes de absorver e reter grande quantidade de água) oferecem o potencial para projetar scaffolds pela técnica de extrusão, devido ao seu comportamento pseudoplástico, característica não inerente aos materiais cerâmicos. Além disso, materiais como Laponita, um nanosilicato bidimensional, permitem o controle reológico de géis criando uma condição otimizada para impressão 3D. Desta forma, este trabalho teve por objetivo o estudo de hidrogéis desenvolvidos como tinta sacrificial para obtenção de scaffolds cerâmicos de Biosilicato® pela técnica de robocasting. Para isso, foram desenvolvidas tintas à base de Polietilenoglicol (PEG), com diferentes adições de Laponita, como modificador reológico. Inicialmente, avaliou-se o comportamento reológico dos géis precursores com diferentes teores de Laponita 5,0, 7,5 e 10% (m/m). A viscosidade da solução de PEG 80% (v/v) teve aumento com adição do nanosilicato, demonstrando comportamento pseudoplástico e tixotrópico, ideais para a impressão 3D. Em seguida, foram realizados testes de fidelidade de forma pela impressão de filamentos, para avaliar a composição com maior potencial para aplicação como tinta sacrificial a ser utilizada na obtenção da pasta cerâmica. Observou-se que a tinta contendo 7,5% (P7L) demonstrou resultados promissores sendo esta escolhida para o teste de conceito, isto é, o desenvolvimento de scaffolds impressos de Biosilicato® com teor de 70% (v/v) de carga cerâmica. As estruturas tridimensionais foram secas a 20 °C e sinterizadas a 900 °C por um período de 5h, de acordo com resultado de dilatometria óptica. As amostras obtidas nesse processo foram analisadas quanto à sua reologia, composição química por FTIR, microestrutura por MEV, fases cristalinas presentes por DRX, e quanto à sua citotoxicidade por meio de teste in vitro com fibroblastos (células NHI-3T3). Por fim, foi possível demonstrar a construção de scaffolds a partir da tinta P7L associada ao Biosilicato®, com boa fidelidade de forma, sendo que a tinta sacrificial foi removida por meio de tratamento térmico, sem comprometer a estrutura ou alterar a composição final do material. Em conclusão, o uso de géis de PL combinado com Biosilicato® mostrou-se promissora para a composição de uma tinta cerâmica visando a obtenção de estruturas 3D por robocasting, com potencial uso na regeneração de tecido ósseo.Biosilicate® has been extensively investigated in the regeneration of bone and dental tissue, due to its excellent bioactive and osteinductive properties. However, most studies to obtain scaffolds of this bioceramic use methods with agents that do not allow safe control of pore size, or techniques that demand time, cost or are difficult to process. As an alternative, the use of additive manufacturing (AM) techniques to obtain three-dimensional (3D) structures has been an approach explored as a field of tissue engineering. Commonly, the technique used to obtain ceramics, known as Robocasting, which uses extrusion-based 3D printing as a strategy, can be an interesting alternative. Thus, the use of hydrogels (polymeric networks capable of absorbing and retaining large amounts of water) offer the potential to design scaffolds using the extrusion technique, due to their pseudoplastic behavior, a characteristic not inherent to ceramic materials. Furthermore, materials such as Laponite, a twodimensional nanosilicate, allow the rheological control of gels creating an optimized condition for 3D printing. Thus, this work aimed to study hydrogels developed as sacrificiais ink to obtain Biosilicate ceramic scaffolds by the robocasting technique. For this, inks based on Polyethyleneglycol (PEG) were developed, with different additions of Laponite, as a rheological modifier. Initially, the rheological behavior of precursor gels with different levels of Laponite 5.0, 7.5 and 10% (m/m) was evaluated. The viscosity of the PEG 80% solution (v/v) increased with the addition of nanosilicate, demonstrating pseudoplastic and thixotropic behavior, ideal for 3D printing. Then, shape fidelity tests were carried out by printing filaments, to evaluate the composition with the greatest potential for application as a sacrificial ink to be used in obtaining the ceramic paste. It was observed that the ink containing 7.5% (P7L) showed promising results and was chosen for the concept test, that is, the development of printed scaffolds of Biosilicate® with 70% (v/v) ceramic filler content. The three-dimensional structures were dried at 20 °C and sintered at 900 °C for a period of 5 hours, according to optical dilatometry date. The samples obtained in this process were analyzed for their rheology, chemical composition by FTIR, microstructure by SEM, crystalline phases present by XRD, and for their cytotoxicity by means of an in vitro test with fibroblasts (3T3 cells). In summary, it was possible to demonstrate the construction of scaffolds from P7L ink associated with Biosilicate®, with good shape fidelity. The sacrificial ink was removed by means of heat treatment, without compromising the structure or changing the final composition of the material. Finally, the use of PL gels combined with Biosilicate proved to be promising for the composition of a ceramic ink aiming at obtaining 3D structures by robocasting, with potential use in bone tissue regeneration.Daguano, Juliana Kelmy Macario BarbozaRodas, Andrea Cecilia DorionSantos, Claudinei DosSouza, Marina TrevelinUniversidade Federal do ABCSantos, Karina Feliciano2021info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf106 f : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122555http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122555&midiaext=80023http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122555&midiaext=80022Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=122555porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-07-10T09:01:34Zoai:BDTD:122555Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2024-07-10T09:01:34Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
dc.title.none.fl_str_mv Desenvolvimento de uma tinta sacrificial à base de PEG-Laponita para obtenção de scaffolds cerâmicos por meio da técnica de robocasting
title Desenvolvimento de uma tinta sacrificial à base de PEG-Laponita para obtenção de scaffolds cerâmicos por meio da técnica de robocasting
spellingShingle Desenvolvimento de uma tinta sacrificial à base de PEG-Laponita para obtenção de scaffolds cerâmicos por meio da técnica de robocasting
Santos, Karina Feliciano
BIOSILICATO®
NANOSILICATO LAPONITA
ROBOCASTING
IMPRESSÃO 3-D
TINTA SACRIFICIAL
SCAFFOLDS
BIOSILICATE®
LAPONITE NANOSILICATE
3-D PRINTING
SACRIFICIAL INK
PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA BIOMÉDICA
title_short Desenvolvimento de uma tinta sacrificial à base de PEG-Laponita para obtenção de scaffolds cerâmicos por meio da técnica de robocasting
title_full Desenvolvimento de uma tinta sacrificial à base de PEG-Laponita para obtenção de scaffolds cerâmicos por meio da técnica de robocasting
title_fullStr Desenvolvimento de uma tinta sacrificial à base de PEG-Laponita para obtenção de scaffolds cerâmicos por meio da técnica de robocasting
title_full_unstemmed Desenvolvimento de uma tinta sacrificial à base de PEG-Laponita para obtenção de scaffolds cerâmicos por meio da técnica de robocasting
title_sort Desenvolvimento de uma tinta sacrificial à base de PEG-Laponita para obtenção de scaffolds cerâmicos por meio da técnica de robocasting
author Santos, Karina Feliciano
author_facet Santos, Karina Feliciano
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Daguano, Juliana Kelmy Macario Barboza
Rodas, Andrea Cecilia Dorion
Santos, Claudinei Dos
Souza, Marina Trevelin
Universidade Federal do ABC
dc.contributor.author.fl_str_mv Santos, Karina Feliciano
dc.subject.por.fl_str_mv BIOSILICATO®
NANOSILICATO LAPONITA
ROBOCASTING
IMPRESSÃO 3-D
TINTA SACRIFICIAL
SCAFFOLDS
BIOSILICATE®
LAPONITE NANOSILICATE
3-D PRINTING
SACRIFICIAL INK
PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA BIOMÉDICA
topic BIOSILICATO®
NANOSILICATO LAPONITA
ROBOCASTING
IMPRESSÃO 3-D
TINTA SACRIFICIAL
SCAFFOLDS
BIOSILICATE®
LAPONITE NANOSILICATE
3-D PRINTING
SACRIFICIAL INK
PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA BIOMÉDICA
description Orientador(a): Prof(a). Dr(a). Juliana Kelmy Macario Barboza Daguano
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021
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://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122555
url http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122555
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122555&midiaext=80023
http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122555&midiaext=80022
Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=122555
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
106 f : il.
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFABC
instname:Universidade Federal do ABC (UFABC)
instacron:UFABC
instname_str Universidade Federal do ABC (UFABC)
instacron_str UFABC
institution UFABC
reponame_str Repositório Institucional da UFABC
collection Repositório Institucional da UFABC
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1813263926081617920

Registros relacionados