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Title: Desenvolvimento de scaffolds de quitosana para aplicação na engenharia de tecidos.
???metadata.dc.creator???: FIDÉLES, Thiago Bizerra.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: FOOK, Marcus Vinicius Lia.
???metadata.dc.contributor.referee1???: NEVES, Gelmires de Araújo.
???metadata.dc.contributor.referee2???: THOMAZIM, Anahi Herrera Aparecida.
???metadata.dc.contributor.referee3???: OLIVEIRA, Eduardo Jorge Valadares.
???metadata.dc.contributor.referee4???: OLIVEIRA , Hugo Miguel Lisboa.
Keywords: Quitosana;Scaffolds;Liofilização;Agregação de Partículas;Chitosan;Scaffolds;Freeze Drying;Aggregation Method
Issue Date: 10-Nov-2014
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: FIDÉLES, Thiago Bizerra. Desenvolvimento de scaffolds de quitosana para aplicação na engenharia de tecidos. 2014. 122 f. Tese (Doutorado 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, 2014. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/2215
???metadata.dc.description.resumo???: O design e produção de scaffolds ainda não são suficientes para reproduzir completamente as propriedades dos tecidos naturais. Um dos principais desafios é reproduzir o grau de complexidade estrutural para mimetizar a matriz extracelular (ECM) presente nos tecidos naturais. A quitosana tem sido o foco de pesquisas nos últimos anos, principalmente por ser biodegradável, biocompatível e poder ser produzida em várias formas e tamanhos. Os scaffolds de quitosana são amplamente aplicados na engenharia de tecidos e podem ser produzidos por várias técnicas. O objetivo deste trabalho foi desenvolver scaffolds de quitosana reticulados ionicamente para aplicação na engenharia de tecidos. Os scaffolds foram caracterizados por Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS), Porosidade (P) por densidade relativa, Termogravimetria (TG), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Citotoxicidade. Para os scaffolds liofilizados, o agente reticulado utilizado, o ácido sulfúrico, não causou efeitos citotóxicos considerados relevantes para as células. Contudo, os resultados em termos de microestrutura não foram satisfatórios, pois o seguido processo de obtenção dos scaffolds (solução, congelamento, liofilização, neutralização, lavagem, reticulação, congelamento e liofilização) comprometeu a estrutura interna. Assim, uma nova metodologia de obtenção dos scaffolds foi proposta, buscando-se a preservação da estrutura tridimensional e tentando diminuir as etapas de produção. Para esta nova metodologia, os scaffolds foram caracterizados por Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS), Porosidade (P) por densidade relativa, Termogravimetria (TG), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Resistência à Compressão e Citotoxicidade. Através de resultados de FTIR, observou interações iônicas entre os grupos fosfato e os grupos amino protonados das cadeias de quitosana. Os resultados de MEV mostraram uma estrutura tridimensional, com maior porosidade e interconectividade entre os poros, com os scaffolds apresentando uma porosidade na faixa de 89%. Os resultados de TG/DTG e de DSC mostraram um comportamento térmico estável dos scaffolds. Os scaffolds apresentaram comportamento mecânico de materiais porosos. O grau de intumescimento revelou que os suportes possuem um maior hidrofilicidade, mesmo com a presença da reticulação. Os resultados de citotoxicidade revelaram que os scaffolds não mostram efeitos citotóxicos e os valores de viabilidade celular ficaram na faixa de 70 a 90%. Dessa forma, ficou constatado que a técnica de agregação de partículas se mostrou eficiente para a obtenção de scaffolds, com estrutura, porosidade e citotoxicidade adequadas para aplicação na Engenharia de Tecidos.
Abstract: The design and production of scaffolds for tissue engineering is still unable to completely reproduce the native tissue properties. A key challenge is to reproduce the degree of complexity needed to mimic the extracellular matrix (ECM) of the human body natural tissue. Preferably, scaffolds would be made of biodegradable polymers whose properties are more similar to the ECM. Chitosan is biodegradable, non-toxic and possesses antibacterial properties and the possibility of being processed in many forms, shapes and size as well. It is an excellent material due to its versatile properties and it´s scaffolds are one of the widely studied materials for tissue engineering application. The aim of the present work was to produce and characterize chitosan scaffolds through two different methodologies: scaffolds produced by freeze drying and particles aggregation method. The chitosan scaffolds were characterized by Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), Porosity (%P), Termogravimetric analysis (TG), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Compression Tests, Swelling Degree and Cytotoxicity. The results for freeze-dried scaffolds showed the sulfuric acid caused no significant toxic effects on the cells. However, the results in terms of microstructure were not satisfactory, because the process followed to obtain the scaffolds (solution, freezing, lyophilization, neutralization, washing, halftone, freezing and lyophilization) damaged the internal structure. Through FTIR results, was observed ionic interactions between the negatively charged phosphate groups’ chains of the TPP and the protonated amino groups of chitosan chains. The SEM results showed a three-dimensional structure, with higher porosity and interconnectivity between pores. The TG/DTG and DSC results showed a stable thermal behavior of scaffolds. The Swelling Degree revealed that the scaffolds possess a higher hydrophilicity, even with the presence of the crosslinking. The cytotoxicity results proved that the produced scaffolds did not display toxicity effects and cell viability values were enclose in the range of 70 and 90%.
Keywords: Quitosana
Scaffolds
Liofilização
Agregação de Partículas
Chitosan
Scaffolds
Freeze Drying
Aggregation Method
???metadata.dc.subject.cnpq???: Materiais
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/2215
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