Desenvolvimento de scaffolds nanofibrilares de vidros bioativos pelo solution blow spinning (SBS).
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/17962 |
Resumo: | A engenharia de tecidos ósseos é um campo multidisciplinar promissor, no qual a nanotecnologia tem um papel fundamental no desenvolvimento de novas “abordagens”. Visando a substituição, reparação e reconstrução de tecidos, os scaffolds, estruturas tridimensionais com características específicas objetivando melhorar a viabilidade celular, proliferação e diferenciação osteogênica, são tidos como objetos de estudo sob várias pespectivas na engenharia de tecidos. Os vidros bioativos, neste caso, atraem a atenção dos pesquisadores como scaffolds, uma vez que são osteocondutivos e osteoindutivos. Nesse sentido, este trabalho é dividido em três partes, visando um estudo dos parâmetros da produção de pós via sol-gel, de fibras e de scaffolds nano fibrilares utilizando a técnica Solution Blow Spinning a partir dos sol-geis. Para os pós utilizou-se a composição 45S5 (46,1%SiO2-26,9%Na2O 24,4%CaO-2,6%P2O5 em mol) e como ácido catalítico os ácidos clorídrico, ácido cítrico e o ácido etilenodiamino tetra-acético (EDTA). Como formador de rede, foi utilizado o tetraetil ortosilicato (TEOS). Os pós foram tratados termicamente em 600, 700 e 800 oC e avaliados através da análise térmica e difração de raios X. Fibras foram produzidas por SBS utilizando composições 45S5, 58S (60%SiO2-36%CaO-4%P2O5 em mol) e 63S (65%SiO2-31%CaO-4%P2O5 em mol). Como solução polimérica utlizou-se uma concetração de 8% de PVA (poli álcool vinílico) em água e pressões de fiação de 40, 50 e 60 psi. As fibras foram caracterizadas via microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e difração de raios X (DRX). Posteriomente as fibras foram convertidas em scaffolds em 3 formatos diferentes: em mantas fibrosas, em formato cilíndrico e na forma de chumasso. As fibras 45S5 resultaram em amostras cristalinas, evidenciado pelo DRX, e muito quebradiças. Porém as fibras 58S e 63S, se apresentaram amorfas e com aspecto propício à conversão em scaffolds. O estudo da bioatividade foi acessado através do FTIR e do DRX em um fluido corpóreo simulado em tempos de imersão de 2, 12, 24, 36, e 168h. A avalição da bioatividade mostrou a conversão em hidroapatita em 12h para a composição 58S e em apenas 2h para a composição 63S. As mantas fibrosas resultaram em estruturas com fibras alinhadas e a prensagem para a confecção do scaffolds cilíndricos mostrou não danificar a estrutra fibrilar, satisfazendo o propósito do trabalho. |
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Desenvolvimento de scaffolds nanofibrilares de vidros bioativos pelo solution blow spinning (SBS).Development of nanofibrillary scaffolds of bioactive glasses by solution blow spinning (SBS).Engenharia de TecidosNanotecnologiaScaffoldsVidros BioativosTissue EngineeringNanotechnologyScaffoldsBioactive GlassesEngenharia de MateriaisA engenharia de tecidos ósseos é um campo multidisciplinar promissor, no qual a nanotecnologia tem um papel fundamental no desenvolvimento de novas “abordagens”. Visando a substituição, reparação e reconstrução de tecidos, os scaffolds, estruturas tridimensionais com características específicas objetivando melhorar a viabilidade celular, proliferação e diferenciação osteogênica, são tidos como objetos de estudo sob várias pespectivas na engenharia de tecidos. Os vidros bioativos, neste caso, atraem a atenção dos pesquisadores como scaffolds, uma vez que são osteocondutivos e osteoindutivos. Nesse sentido, este trabalho é dividido em três partes, visando um estudo dos parâmetros da produção de pós via sol-gel, de fibras e de scaffolds nano fibrilares utilizando a técnica Solution Blow Spinning a partir dos sol-geis. Para os pós utilizou-se a composição 45S5 (46,1%SiO2-26,9%Na2O 24,4%CaO-2,6%P2O5 em mol) e como ácido catalítico os ácidos clorídrico, ácido cítrico e o ácido etilenodiamino tetra-acético (EDTA). Como formador de rede, foi utilizado o tetraetil ortosilicato (TEOS). Os pós foram tratados termicamente em 600, 700 e 800 oC e avaliados através da análise térmica e difração de raios X. Fibras foram produzidas por SBS utilizando composições 45S5, 58S (60%SiO2-36%CaO-4%P2O5 em mol) e 63S (65%SiO2-31%CaO-4%P2O5 em mol). Como solução polimérica utlizou-se uma concetração de 8% de PVA (poli álcool vinílico) em água e pressões de fiação de 40, 50 e 60 psi. As fibras foram caracterizadas via microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e difração de raios X (DRX). Posteriomente as fibras foram convertidas em scaffolds em 3 formatos diferentes: em mantas fibrosas, em formato cilíndrico e na forma de chumasso. As fibras 45S5 resultaram em amostras cristalinas, evidenciado pelo DRX, e muito quebradiças. Porém as fibras 58S e 63S, se apresentaram amorfas e com aspecto propício à conversão em scaffolds. O estudo da bioatividade foi acessado através do FTIR e do DRX em um fluido corpóreo simulado em tempos de imersão de 2, 12, 24, 36, e 168h. A avalição da bioatividade mostrou a conversão em hidroapatita em 12h para a composição 58S e em apenas 2h para a composição 63S. As mantas fibrosas resultaram em estruturas com fibras alinhadas e a prensagem para a confecção do scaffolds cilíndricos mostrou não danificar a estrutra fibrilar, satisfazendo o propósito do trabalho.The bone tissue engineering is a promising multidisciplinary field in which nanotechnology plays a key role in the development of new approaches. Aiming at tissue replacement, repair and reconstruction, the scaffolds, a three-dimensional structures with specific characteristics aiming at improving cell viability, proliferation and osteogenic differentiation are considered as objects of study under various perspectives in tissue engineering. Bioactive glasses in this case attract researchers' attention as scaffolds, since they are osteoconductive and osteoinductive. In this sense, this work is divided in three parts, aiming a study of the parameters of the production of powders via sol-gel, fibers and nano-fibrillary scaffolds using the Solution Blowing Spinning (SBS) technique from the sol-gels. For the powders it was used the composition 45S5 (46,1%SiO2-26,9%Na2O-24,4%CaO-2,6%P2O5 in mol) and hydrochloric acid, the citric acid and ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) it was used as the catalytic acid. The tetraethyl orthosilicate (TEOS) was used as the network former. The powders were heat treated at 600, 700 and 800 °C and evaluated by thermal analysis and X-ray diffraction. Fibers were produced by SBS according to 45S5, 58S (60%SiO2-36%CaO-4%P2O5 in mol) and 63S (65%SiO2-31%CaO-4%P2O5 in mol) compositions. As the polymer solution, a concentration of 8% of PVA (polyvinyl alcohol) in water and 40, 50 and 60 psi spinning pressures was used. The fibers were characterized by scanning electron microscopy (SEM), Fourrier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD). Subsenquently, the fibers were converted into Scaffods in three different formats: in fibrous blankets, in cylindrica l shape and in the form of cotton. The 45S5 fibers resulted in crystalline samples, evidenced by XRD, and very brittle. However, the 58S and 63S fibers presented amorphous and excellent appearance for the conversion in scaffolds. The bioactivity study was accessed by FTIR and XRD in a Body Fluid Simulator at immersion times of 2, 12, 24, 36, and 168 h. The evaluation of the bioactivity showed the conversion to hydroapatite (HA) in 12h for the 58S composition and in just 2h for the 63S composition. The fibrous blankets resulted in structures with aligned fibers and the pressing for the making of the cylindrical scaffolds showed not to damage the fibrillar structure, satisfying the purpose of the work.CNPqUniversidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTPÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAISUFCGMENEZES, Romualdo Rodrigues.MENEZES, R. R.http://lattes.cnpq.br/1169292996645931MEDEIROS, Eliton Souto de.MEDEIROS, E. S.http://lattes.cnpq.br/7096228449228489FOOK , Marcus Vinicius Lia.DUTRA , Ricardo Peixoto Suassuna.MACEDO, Daniel Araújo de.MEDEIROS, Eudes Leonnan Gomes de.2018-02-202021-04-07T13:26:52Z2021-04-072021-04-07T13:26:52Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/17962MEDEIROS, E. L. G. de. Desenvolvimento de scaffolds nanofibrilares de vidros bioativos pelo solution blow spinning (SBS). 2018. 93 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2018. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/17962porCapesinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2022-09-23T13:14:44Zoai:localhost:riufcg/17962Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512022-09-23T13:14:44Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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A engenharia de tecidos ósseos é um campo multidisciplinar promissor, no qual a nanotecnologia tem um papel fundamental no desenvolvimento de novas “abordagens”. Visando a substituição, reparação e reconstrução de tecidos, os scaffolds, estruturas tridimensionais com características específicas objetivando melhorar a viabilidade celular, proliferação e diferenciação osteogênica, são tidos como objetos de estudo sob várias pespectivas na engenharia de tecidos. Os vidros bioativos, neste caso, atraem a atenção dos pesquisadores como scaffolds, uma vez que são osteocondutivos e osteoindutivos. Nesse sentido, este trabalho é dividido em três partes, visando um estudo dos parâmetros da produção de pós via sol-gel, de fibras e de scaffolds nano fibrilares utilizando a técnica Solution Blow Spinning a partir dos sol-geis. Para os pós utilizou-se a composição 45S5 (46,1%SiO2-26,9%Na2O 24,4%CaO-2,6%P2O5 em mol) e como ácido catalítico os ácidos clorídrico, ácido cítrico e o ácido etilenodiamino tetra-acético (EDTA). Como formador de rede, foi utilizado o tetraetil ortosilicato (TEOS). Os pós foram tratados termicamente em 600, 700 e 800 oC e avaliados através da análise térmica e difração de raios X. Fibras foram produzidas por SBS utilizando composições 45S5, 58S (60%SiO2-36%CaO-4%P2O5 em mol) e 63S (65%SiO2-31%CaO-4%P2O5 em mol). Como solução polimérica utlizou-se uma concetração de 8% de PVA (poli álcool vinílico) em água e pressões de fiação de 40, 50 e 60 psi. As fibras foram caracterizadas via microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e difração de raios X (DRX). Posteriomente as fibras foram convertidas em scaffolds em 3 formatos diferentes: em mantas fibrosas, em formato cilíndrico e na forma de chumasso. As fibras 45S5 resultaram em amostras cristalinas, evidenciado pelo DRX, e muito quebradiças. Porém as fibras 58S e 63S, se apresentaram amorfas e com aspecto propício à conversão em scaffolds. O estudo da bioatividade foi acessado através do FTIR e do DRX em um fluido corpóreo simulado em tempos de imersão de 2, 12, 24, 36, e 168h. A avalição da bioatividade mostrou a conversão em hidroapatita em 12h para a composição 58S e em apenas 2h para a composição 63S. As mantas fibrosas resultaram em estruturas com fibras alinhadas e a prensagem para a confecção do scaffolds cilíndricos mostrou não danificar a estrutra fibrilar, satisfazendo o propósito do trabalho. |
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