Desenvolvimento e caracterização de scaffolds magnéticos à base de quitosana-hidroxiapatita com inclusão de manganita de lantânio dopada com estrôncio para uso na engenharia tecidual óssea

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ferro, Jaqueline dos Santos
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFS
Texto Completo: http://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/17580
Resumo: Bone tissue engineering aims to regenerate damaged tissues, and the use of threedimensional structures such as scaffolds is an important advent in this field. These, in turn, must have a porous structure, to allow the adhesion and proliferation of bone cells. In general, the scaffold matrix consists of a biodegradable polymer combined with a ceramic material for producing composites. More recently, there has been much interest in producing smarter and more effective scaffolds. Hence, the addition of magnetic particles into scaffolds has gained significant interest in biomedical applications, since it increases osteogenic differentiation, angiogenesis and bone regeneration. In this work strontium-doped or not lanthanum manganite chitosan-hydroxyapatite scaffolds were produced and characterized (Qui/HA/Manganite). The powders of lanthanum manganite (LaMnO3, La0,8Sr0,2MnO3, La0,4Sr0,6MnO3), and strontium SrMnO3, hydroxyapatite and scaffolds Qui/HA/Manganite with different compositions, were characterized using Fourier Transform Spectroscopy (FTIR), X-ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM). In addition, the scaffolds were also characterized in terms of porosity, compressive strength, magnetic properties and thermal stability, the last using Thermogravimetric Analysis (TGA) technique. The XRD analysis showed that the sample contained a single-phase HA with a hexagonal structure, the lanthanum manganite sample exhibited a rhombohedral perovskite structure and the strontium manganite presented a single-phase hexagonal structure. Micrograph analysis showed the presence of open pores and their size ranged from 50 to 310 µm, which favors bone cells penetration. The manganites (La0,4Sr0,6MnO3 and La0,8Sr0,2MnO3) presented magnetization in both forms (powder and scaffold). The highest compressive strength was observed for Qui/HA/La0,8Sr0,2MnO3 scaffold (4.34 MPa). There was a higher mass loss for Qui/HA/La0,4Sr0,6MnO3 scaffold (49%), mainly associated with chitosan (TGA analysis). Finally, magnetic strontium-doped lanthanum manganite chitosanhydroxyapatite scaffolds may be promising for bone loss therapy.
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More recently, there has been much interest in producing smarter and more effective scaffolds. Hence, the addition of magnetic particles into scaffolds has gained significant interest in biomedical applications, since it increases osteogenic differentiation, angiogenesis and bone regeneration. In this work strontium-doped or not lanthanum manganite chitosan-hydroxyapatite scaffolds were produced and characterized (Qui/HA/Manganite). The powders of lanthanum manganite (LaMnO3, La0,8Sr0,2MnO3, La0,4Sr0,6MnO3), and strontium SrMnO3, hydroxyapatite and scaffolds Qui/HA/Manganite with different compositions, were characterized using Fourier Transform Spectroscopy (FTIR), X-ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM). In addition, the scaffolds were also characterized in terms of porosity, compressive strength, magnetic properties and thermal stability, the last using Thermogravimetric Analysis (TGA) technique. The XRD analysis showed that the sample contained a single-phase HA with a hexagonal structure, the lanthanum manganite sample exhibited a rhombohedral perovskite structure and the strontium manganite presented a single-phase hexagonal structure. Micrograph analysis showed the presence of open pores and their size ranged from 50 to 310 µm, which favors bone cells penetration. The manganites (La0,4Sr0,6MnO3 and La0,8Sr0,2MnO3) presented magnetization in both forms (powder and scaffold). The highest compressive strength was observed for Qui/HA/La0,8Sr0,2MnO3 scaffold (4.34 MPa). There was a higher mass loss for Qui/HA/La0,4Sr0,6MnO3 scaffold (49%), mainly associated with chitosan (TGA analysis). Finally, magnetic strontium-doped lanthanum manganite chitosanhydroxyapatite scaffolds may be promising for bone loss therapy.A engenharia tecidual óssea tem como objetivo regenerar tecidos danificados, sendo comum o uso de estruturas tridimensionais denominadas de scaffolds. Esses, por sua vez, devem apresentar uma estrutura porosa, além de permitir a adesão e proliferação de células ósseas. Em geral, a matriz do scaffold é constituída por um polímero biodegradável em combinação com um material cerâmico, originando um material compósito. Mais recentemente, observou-se uma demanda por scaffolds mais inteligentes e efetivos. Por essa razão, a inclusão de partículas magnéticas aos scaffolds tem despertado significativo interesse em aplicações biomédicas, especialmente por aumentar a diferenciação osteogênica, a angiogênese e a regeneração óssea. Nesse trabalho foram produzidos e caracterizados scaffolds de quitosana-hidroxiapatita com inclusão de manganita de lantânio dopadas com estrôncio (Qui/HA/Manganita). Os pós de manganita de lantânio (LaMnO3, La0,8Sr0,2MnO3, La0,4Sr0,6MnO3) e de estrôncio (SrMnO3), de hidroxiapatita e os scaffolds Qui/HA/Manganita, com diferentes composições, foram caracterizados usando as técnicas de Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raio X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Além disso, os scaffolds também foram caracterizados em relação a sua porosidade, resistência a compressão, propriedades magnéticas e estabilidade térmica, usando a técnica de Análise Termogravimétricas (TGA). As análises de DRX mostraram que a hidroxiapatita foi precipitada com estrutura hexagonal e como fase única, enquanto que as manganitas de lantânio cristalizaram na estrutura da perovskita romboédrica e a manganita de estrôncio apresentou uma estrutura hexagonal em fase única. Pela análise das micrografias observou-se a presença de poros abertos e com tamanho na faixa de 50- 310 µm, que é adequado para permitir a infiltração de células ósseas. As manganitas, La0,4Sr0,6MnO3 e La0,8Sr0,2MnO3, apresentaram magnetização, independentemente de estar na forma de pó ou de scaffold. A maior resistência à compressão foi observada para o scaffold Qui/HA/La0,8Sr0,2MnO3, cujo valor foi de 4,34 MPa. Pela análise termogravimétrica observou-se uma perda de massa maior para o scaffold Qui/HA/La0,4Sr0,6MnO3, 49%, que foi associada a quitosana. Por fim, os scaffolds magnéticos de quitosana-hidroxiapatita-manganita de lantânio dopada com estrôncio podem ser promissores no tratamento de perdas ósseas.São CristóvãoporEngenharia de materiaisHidroxiapatitaManganitaLantânioEstrôncioQuitosanaManganita de lantânioScaffoldHydroxyapatiteLanthanumManganiteStrontiumChitosanENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICADesenvolvimento e caracterização de scaffolds magnéticos à base de quitosana-hidroxiapatita com inclusão de manganita de lantânio dopada com estrôncio para uso na engenharia tecidual ósseainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPós-Graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisUniversidade Federal de Sergipe (UFS)reponame:Repositório Institucional da UFSinstname:Universidade Federal de Sergipe (UFS)instacron:UFSinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALJAQUELINE_SANTOS_FERRO.pdfJAQUELINE_SANTOS_FERRO.pdfapplication/pdf3179976https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/17580/2/JAQUELINE_SANTOS_FERRO.pdf1a1c93129ce1c256073e494ae8ef3787MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81475https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/17580/1/license.txt098cbbf65c2c15e1fb2e49c5d306a44cMD51TEXTJAQUELINE_SANTOS_FERRO.pdf.txtJAQUELINE_SANTOS_FERRO.pdf.txtExtracted texttext/plain138389https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/17580/3/JAQUELINE_SANTOS_FERRO.pdf.txt391abbdae0597e8d761fbf4386d86569MD53THUMBNAILJAQUELINE_SANTOS_FERRO.pdf.jpgJAQUELINE_SANTOS_FERRO.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1309https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/17580/4/JAQUELINE_SANTOS_FERRO.pdf.jpg516ac1ef6f252a5229a7ece8f7e3d2cfMD54riufs/175802023-05-19 12:35:24.228oai:ufs.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://ri.ufs.br/oai/requestrepositorio@academico.ufs.bropendoar:2023-05-19T15:35:24Repositório Institucional da UFS - Universidade Federal de Sergipe (UFS)false
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