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Navegando por Palavras-chave "Scaffolds"

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Acesso aberto (Open Access)
Análise descritiva de exemplos de nanocompósitos de PHA processados pela técnica de eletrofiação aplicados à engenharia de tecidos
(Universidade Federal de São Paulo, 2022-02-01) Endo, Alexandre Shinji [UNIFESP]; Lemes, Ana Paula [UNIFESP]; Montanheiro, Thaís Larissa do Amaral; http://lattes.cnpq.br/5158495196563414; http://lattes.cnpq.br/4529102387970131; http://lattes.cnpq.br/8915670561086851
A busca por novos dispositivos e técnicas de fabricação para o setor de biomedicina na área de engenharia tecidual vem aumentando fortemente ao longo dos anos. De modo que, cada vez mais são cobiçados materiais que apresentem boas propriedades relacionadas à biocompatibilidade, biodegradabilidade, estabilidade térmica, capacidade de atuarem em sistemas de liberação controlada de fármacos e apresentar boas atividades antibacterianas. Partindo desse princípio, o uso de polihidroxialcanos (PHA), uma classe de polímeros obtidos de forma natural através da fermentação de microrganismos, tem sido altamente explorado, visto que essa classe de polímeros possui grande parte das propriedades desejadas às aplicações na engenharia tecidual. Contudo, para que possa ser utilizado, muitas vezes é necessário incorporar à tais matrizes poliméricas um reforço para auxiliar tanto em suas propriedades mecânicas, como às relacionadas à liberação de fármacos ou no combate às bactérias. Uma técnica que tem sido utilizada para a produção de tais materiais é a eletrofiação, visto que, a partir dela é possível obter compósitos poliméricos, os quais por apresentarem uma estrutura com fibras em escala nanométrica, são capazes de atuar como matrizes extracelulares. Logo, o presente trabalho de conclusão de curso analisa diferentes trabalhos da literatura à cerca da produção de nanocompósitos de PHA contendo tanto cargas, como fármacos, através do processo de eletrofiação, para aplicações da biomedicina. A partir desta revisão, foi possível verificar o que tem sido estudado e quais as futuras tendências dos PHA para estas aplicações. Essa revisão mostra que a presença de cargas ou de fármacos empregados em todos os casos surtiram efeito positivo quanto à sua possível aplicação para a regeneração de ferimentos na pele ou ossos, combate à bactérias e liberação controlada de fármacos.
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Avaliação do biovidro 45S5 modificado com Nb+5 na fabricação de arcabouço para engenharia tecidual
(Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), 2019-02-18) Siqueira, Lilian De [UNIFESP]; Triches, Eliandra De Sousa [UNIFESP]; Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Currently, various types of alloplastic grafts, known as scaffolds, have been developed for the treatment of bone defects caused by trauma and/or infection. Among the materials used to manufacture scaffolds, the 45S5® Bioglass stands out due to its excellent bioactivity and ease of preparation. This bioglass has the ability to form chemical bonds with both soft tissues (cartilages) and hard tissues (bones). Among the various processing methods cited in the literature for the production of bioactive glass scaffolds, gelcasting is a method that produces macroporous structures with interconnected and spherical pores and good mechanical strength. However, there are few reports in the literature about bioactive glass scaffolds produced by the gelcasting method. In the present work, bioglass derived from 45S5® (BG45S5) and 45S5® modified with niobium (Nb+5) (BGNb5 and BGNb10) were manufactured by fusion/cooling technique and used to manufacture scaffolds by gelcasting method for tissue engineering applications. The obtained bioglass were characterized by X-ray fluorescence (FRX), particle size by laser diffraction and differential scanning calorimetry (DSC). The obtained bioglass showed chemical composition close to the nominal ones and exhibited particle size ˂ 7 μm. A change in the profile of the DSC curves in relation to Tg and Tc of the bioglass can be observed due to the addition of Nb2O5 in the bioglass composition. Then, different thermal treatments (500 - 1000 ºC) were carried out in the bioglass to study the effect of the addition of Nb2O5 on the structural properties of the BG45S5 bioglass during the calcination process. To this end, the following investigations were performed: X-ray diffractometry (XRD), Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy and RAMAN spectroscopy. The MTT test was performed to select the best composition for the scaffolds. The bioglass presented a vitreous characteristic after the synthesis process, as well as the formation of the main crystalline phases: Na2CaSi2O6 and NaNbO3 after heat treatment. FTIR and Raman spectroscopy allowed a detailed understanding of the bioglass structure. For the BGNb's, the NbO6 octahedron enters the silicate network, sharing its vertices with the silicon tetrahedra to form O-Si-O-Nb-O-Si-O chains. The results of in vitro bioglass studies on the viability of osteoblasts show significant differences between BG45S5 and BGNb's. The BGNb10 bioglass presented better cell viability compared to BG45S5 and BGNb5. Thus, BG45S5 and BGNb10 bioglass scaffolds were prepared by the gelcasting method, where different amounts of foaming agent (0.1, 0.2 and 0.3% by mass) were tested. The obtained scaffolds were characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray microtomography, X-ray diffractometry (XRD),mechanical resistance to compression and in vitro biological assays. The scaffolds produced presented macroporous structures, with interconnected and spherical pores. The BG45S5 bioglass scaffolds showed porosity between 70.7 ± 0.8 – 86.0 ± 1.2 % and compressive strength of 1.22 ± 0.7 and 0.78 ± 0.4 MPa, while BGNb10 bioglass scaffolds showed 89.2 ± 1.4 % porosity and compressive strength of 0.18 ± 0.03 MPa. In in vitro biological studies, all scaffolds showed cytocompatibility for human osteoblastic cells and bioactive properties using the SBF assay. However, BGNb10 bioglass scaffolds show a tendency for higher alkaline phosphatase activity (ALP) and higher degradation than BG45S5 bioglass scaffolds. Thus, the biological evaluation suggests a viable application of the macroporous scaffolds of BGNb10 bioglass for applications in the regeneration of the bone tissue.
Somente Metadadados
Biocompatibilidade e potencial osteogênico de scaffolds manufaturados a partir de esponjas marinhas
(Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), 2019-03-29) Santos, Cintia Pereira De Goes [UNIFESP]; Granito, Renata Neves [UNIFESP]; Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
The marine sponges present interesting features, such as their three-dimensional architecture with interconnected pores, as well as their organic and inorganic components, which make them relevant candidates as biomaterials for the engineering of bone tissue. Therefore, this study aims to characterize and compare the in vivo osteogenic potential of scaffolds manufactured from two species of marine sponges, Dragmacidon reticulatum and Amphimedon viridis, both of Class Demospongiae. Initially, the marine sponges were collected, cut, lyophilized and sterilized to make the scaffolds. The scaffolds obtained were characterized by MEV, FTIR, XRD, EDS, besides the pH and mass degradation assay. Following, in vivo tests were performed using a scaffold implantation model in bone defect surgically created in rat tibiae. The animals were randomly divided into three groups: control group (GC), in which the bone defects were not filled with biomaterial, and the Dragmacidon reticulatum (GD) and Amphimedon viridis (GA) groups, in which the bone defects were filled with the scaffolds manufactured from the species Dragmacidon reticulatum and Amphimedon viridis, respectively. The animals were euthanized 15 days after surgery, the right tibias were used for biomechanical testing and the left tibia included in methyl methacrylate for histological and histomorphometric analysis of the non-decalcified bone tissue. In the characterization analyzes of the scaffolds, the SEM / EDS showed in both samples the presence of silica spurs, pores and the same chemical composition, the main elements being Si (silicon), O (oxygen) and C (carbon). There was a higher pore presence in a qualitative analysis, and a consequent greater degradation in the scaffolds of GD. pH analysis also revealed a greater variation in GD, with a more significant fall at the beginning of incubation (first three days). The XRD demonstrated the amorphous nature of scaffolds, with low crystallinity, for both species. The FTIR compared the functional groups and indicated a greater loss of organic matter in GD. In the histological analysis, the GC presented extensive formation of bone tissue at the edges of the lesion, with presence of osteoid tissue around it. The GD, when compared to GA, presented some points of neoformed bone tissue and a greater amount of osteoid tissue within the bone defect, always around the silica spicules. In turn, GA presented a fibrous capsule around the lesion, no formation of bone tissue, and a small amount of osteoid tissue at isolated sites within the defect. At the same time, in the histomorphometric analysis, GD presented a significantly higher percentage of osteoid tissue (OV / TV,%), as well as a significantly larger osteoblastic surface with respect to the bone surface (Ob.S / BS,%). In the biomechanical evaluation, there was no statistical difference between the studied species. Thus, the results suggest that the samples of the Dragmacidon reticulatum species, when compared to those of the species Amphimedon viridis, are potentially more suitable for the favoring of bone regeneration and, therefore, for use in tissue engineering.
Somente Metadadados
Desenvolvimento de blendas de polímeros estímulo-resposta baseadas em Poli (N-vinilcaprolactama-co-acrilato de N-butila) e poli(3-hexiltiofeno)
(Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), 2019-02-20) Nahra, Sara Robert [UNIFESP]; Cristovan, Fernando Henrique [UNIFESP]; Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Conductive polymers discovered in the late 1970s allowed a revolution in the construction of electronic devices, such as rechargeable batteries, photovoltaic cells, among others. Today, these materials have been extensively studied to replace traditional materials in the construction of such devices. In addition, these materials stimulate the adhesion and proliferation of several cell types in biocompatible materials, being able to be used in tissue engineering. However, there are no studies reported for this application. A good material for use as a biomaterial is poly(Nvinylcaprolactam) (PNVCL), which is biocompatible, temperature sensitive and has good mechanical strength, together with poly (3-hexylthiophene), P3HT, which allowed conductive properties to the blend. Due to the characteristics that result in high flexibility, the production of the copolymer with N-vinylcaprolactam (NVCL) and butyl acrylate (Abu) monomer result in high stiffness of NVCL resulting in a more flexible material suitable for health applications. In this project, the syntheses of PNVCL, poly(N-vinylcaprolactam-co-butyl acrylate) [P(NVCL-co-ABu)] and poly(3- hexylthiophene) (P3HT) were performed. The polythiophene (PT) blends were prepared with P(NVCL-co-ABu) by solution, films were obtained by casting and mats were processed by electrospinning. From Fourier Transform Infrared (FT-IR) analysis it was confirmed that blends were formed between P3HT and PNVCL. Through the electrical tests, it showed the samples to be quite resistive. The cytotoxicity tests showed that the conductive polymer increased the cellular viability of the material, even the blends with no electrical conductivity. From the DTG plot, it was found that the presence of P3HT in the copolymer or polymer did not significantly affect the degradation of the material. DSC analysis showed that the presence of P3HT significantly decreased the Tg (from 120 °C to 80 °C) for the polymers with the highest proportion of NVCL in the copolymer and significantly increased the Tg value for the polymers with the highest ABu ratio. It was possible to find the formation of mats for PNVCL, for P3HT/PNVCL and for P3HT/P(NVCL-co-ABu) blends with 25 and 20% ABu using appropriated processing conditions.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de scaffolds a partir de compostos bioativos extraídos de esponjas marinhas para uso na engenharia do tecido ósseo
(Universidade Federal de São Paulo, 2021-02-24) Silva, Jonas de Araújo [UNIFESP]; Granito, Renata Neves [UNIFESP]; Renno, Ana Claudia Muniz [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/4106611304688552; http://lattes.cnpq.br/1941145984734628; http://lattes.cnpq.br/6650416315672237; Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
O campo da engenharia de tecidos está constantemente em busca por novos biomateriais, visando atender a demanda global por tratamentos inovadores na medicina regenerativa. A tecnologia relacionada ao desenvolvimento desses biomateriais está atualmente associada às matérias-primas, técnicas e equipamentos de origem estrangeira, o que eleva os preços e, consequentemente, limita o seu uso, principalmente no sistema público de saúde. Economicamente mais viáveis, os biomateriais de origem natural são ainda considerados mais biocompatíveis que os similares de origem sintética, por possuírem uma superfície biointerativa, para adesão e proliferação celular, além da vantajosa possibilidade de aproveitamento sustentável da rica e inexplorada biodiversidade brasileira. Dentro deste contexto, esta dissertação é composta por dois capítulos. O primeiro objetivou revisar sistematicamente a literatura científica relacionada aos scaffolds (matrizes porosas tridimensionais) derivados das esponjas marinhas para aplicação na engenharia do tecido ósseo. Foram encontrados 8 artigos que atenderam aos critérios de inclusão, sendo que a análise qualitativa conjunta dos resultados desses estudos demonstrou o potencial dos scaffolds naturais, uma vez que permitiram a adesão, a proliferação e a diferenciação celular. Com esses resultados promissores, o segundo capítulo dessa dissertação visou aproveitar o potencial da biodiversidade marinha brasileira para a obtenção de matérias-primas para o desenvolvimento de scaffolds para uso como enxerto ósseo. Sendo assim, dois compostos bioativos foram extraídos das esponjas marinhas: a biosílica, oriunda da esponja Dragmacidon reticulatum e a espongina, proveniente da esponja Aplysina fulva. Na sequência, scaffolds híbridos foram elaborados a partir de duas proporções desses biomateriais, 70:30 e 50:50 de natureza orgânica (espongina) e inorgânica (biosílica) com a incorporação em sua estrutura de agente porogênico (microesferas de Na2HPO4) planejado para ter degradação controlada uma vez implantado. Estes scaffolds foram avaliados quanto às suas características estruturais, propriedades físico-químicas e resposta biológica in vitro, comparando-os aos scaffolds produzidos a partir de sílica disponível comercialmente. A análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV) demonstrou a dissolução das microesferas do agente porogênico após 1 dia de incubação em fluído corporal simulado (SBF) e a degradação gradual da matéria orgânica ao longo do período de 21 dias de incubação. Além disso, a quantificação elementar por espectroscopia de energia dispersiva (EDS) evidenciou a diminuição da quantidade relativa de íons de sódio e fósforo com o aumento da concentração de íons de cálcio e cloro adsorvidos aos scaffolds. A caracterização dos scaffolds incluiu ainda a sua análise por raios-X de difração (XRD), que demonstrou a presença de cristais de NaCl em todos os grupos de scaffolds após incubação. Posteriormente, os scaffolds foram incubados em solução tampão fosfato-salino (PBS) e a avaliação do pH da solução demonstrou caráter mais alcalino dos grupos contendo biosílica quando comparados aos grupos com sílica comercial e ao controle. Já a degradação da massa demonstrou que mais de 50% dos scaffolds foram degradados após o primeiro dia de incubação. O ensaio de de AlamarBlue® com células da linhagem osteogênica demostrou que somente os scaffolds de sílica comercial 70:30 apresentaram citotoxicidade após 1 dia de incubação em concentração de 0.01g/ml. Conjuntamente, os resultados obtidos demonstram que estes scaffolds desenvolvidos a partir de compostos bioativos extraídos de esponjas marinhas possuem propriedades físico-químicas adequadas para emprego em terapias regenerativas relacionadas ao tecido ósseo. A proposta futura inclui ensaios biológicos para elucidar o potencial osteogênico e o dinamismo biológico desses scaffolds após implantação in vivo, que serão importantes para a seleção dos biomateriais com melhor desempenho, em termos de durabilidade, integração tecidual e resposta biológica.
Acesso aberto (Open Access)
Engenharia tecidual óssea: desafios e perspectivas para a área dos biomateriais cerâmicos
(Universidade Federal de São Paulo, 2019-12-04) Torres, Thamires Carvalho; Motisuke, Mariana; Capelo, Luciane Portas; http://lattes.cnpq.br/8886962185715422; http://lattes.cnpq.br/0674513067029055; http://lattes.cnpq.br/5921051106324650
As cerâmicas bioativas, sendo de origem natural ou sintética, têm sido estudadas como biosubstitutos do tecido ósseo. Estes materiais possuem ótimas propriedades in vitro como: biocompatibilidade, osteocondutividade e resistência à corrosão. Possuem uma grande aplicação na engenharia tecidual visto que podem facilitar e promover a proliferação celular e a produção de matriz extracelular durante o processo de regeneração e formação de novos tecidos. Existem propriedades que os biomateriais cerâmicos devem contemplar para que possam ser utilizados para esta aplicação como a taxa de degradação controlada, porosidade e interconectividade dos poros, para que seja possível a adesão e migração celular e a difusão dos nutrientes das células. Nas pesquisas atuais para a engenharia tecidual óssea geralmente são utilizados scaffolds cerâmicos, que são materiais que fornecem suporte para o tráfego de células para que o tecido se forme ou se regenere. Para que a regeneração tecidual óssea seja efetiva, acredita-se que seja necessário que a macro e microestrutura sejam adequadas para que seja possível a reprodução do ambiente in vivo existente e assim permitindo a vascularização. Recentemente verificou-se que, apesar das propriedades utilizadas para a seleção desses materiais serem lógicos e cientificamente comprovados, atualmente não estão em uso clínico. Este trabalho possui como objetivo a realização de uma revisão integrativa acerca das principais propriedades que os biomateriais cerâmicos para que possa ser feita uma discussão acerca do seu uso na engenharia tecidual, possibilitando uma otimização dos novos materiais que serão produzidos. Na revisão integrativa foi realizado um estudo sobre três questões que irão auxiliar na determinação das propriedades e características faltam para que os scaffolds cerâmicos pesquisados atualmente sejam utilizados para regeneração óssea em ensaios clínicos futuramente. Com esse estudo foi possível identificar que futuros estudos devem focar na produção de materiais compósitos e na incorporação de fatores de crescimento e/ou células para os scaffolds, pois com através destes os ensaios clínicos estão obtendo sucesso.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo dos parâmetros de pastas cerâmicas para a fabricação de scaffolds de fosfato de cálcio por robocasting
(Universidade Federal de São Paulo, 2019-11-18) Cunha, Victor Ribeiro da [UNIFESP]; Motisuke, Mariana [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/0674513067029055; http://lattes.cnpq.br/5721321118632022
O robocasting é uma técnica não-convencional de manufatura aditiva que possibilita a fabricação de peças com geometria complexa por meio da extrusão de uma pasta cerâmica depositando camada a camada utilizando modelagem 3D. Essa tecnologia garante precisão no controle da arquitetura interna dos poros e sua utilização está sendo explorada intensamente na engenharia tecidual, permitindo a fabricação de substitutos biológicos a base de fosfatos de cálcio para promover a regeneração óssea. Os scaffolds, ou estruturas-suporte, são matrizes de biomaterial que permitem o cultivo celular com a finalidade de reparar ou regenerar tecidos ósseos por meio de sua biocompatibilidade, bioreabsorção e ausência de toxicidade ao meio biológico. Utilizar a técnica de robocasting na fabricação de scaffolds é vantajoso pois essa técnica permite a manufatura da peça com maior precisão, possibilitando geometrias mais complexas e arquitetura de poros bem definida, obtendo-se então garantia e eficiência na aplicação clínica desse suporte. Neste trabalho foi realizado um levantamento bibliográfico sobre os parâmetros da pasta de fosfato de cálcio a ser utilizada na técnica de robocasting com o objetivo de produzir scaffolds, assim fazendo com que o processamento seja otimizado para que o produto final apresente bons resultados em aplicações futuras.
Acesso aberto (Open Access)
Géis nanoestruturados por hidróxidos e óxidos metálicos: uma otimização de sistemas binários de solventes
(Universidade Federal de São Paulo, 2023-02-28) Tabuti, Thiago Galeote [UNIFESP]; Triboni, Eduardo Rezende; http://lattes.cnpq.br/7907094933095175; http://lattes.cnpq.br/4081141430396271
Uma nova metodologia para obtenção de NPs de ZnO baseada em um sistema Glicerol-Ureia (GU) foi criada na EEL-USP e vem sendo otimizada. No presente trabalho foi proposta a troca da ureia por isopropanol e avaliada a influência da proporção molar dos solventes e da temperatura. O resultado dessa substituição foi a obtenção de um gel nanoestruturado com ZnO. No método GU, explorou-se a inflência da quantidade molar dos reagentes sal de zinco:base hidroxílica e da temperatura, onde algumas condições foram determinantes para a formação total de ZnO ou para a obtenção do intermediário Zn(OH)2. Também foi testada uma nova abordagem com um sistema de borbulhamento de amônia em glicerol, que resultou na formação de ZnO com morfologia de agulhas. O método GI foi replicado para o precursor de magnésio, que resultou em um gel formado por Mg(OH)2, que posteriormente gerou novas possibilidades de calcinação (do gel ou do xerogel), resultando em conformações diferentes. A estrutura do gel permite amplas possibilidades de funcionalização a partir da utilização de aditivos para a formação de materiais híbridos e compósitos para determinadas aplicações. Nesse sentido, os géis contendo Zn(OH)2 e Mg(OH)2 foram misturados para formar um material hibrido com ZnO e MgO após a calcinação, o que resultou em morfologias diferentes das esperadas. Os materiais obtidos foram caracterizados por DRX, MEV, MET. Por fim, o ZnO obtido pelo método GU foi aplicado no recobrimento de arcabouços biomédicos e foi avaliada a sua atividade antimicrobiana, gerando resultados promissores.
Acesso aberto (Open Access)
Impressão 3D de scaffolds de vidro S53P4/alginato de sódio reticulados com cloreto de cálcio: processamento, atividade antimicrobiana e bioatividade in vitro
(Universidade Federal de São Paulo, 2021-10-26) Oliveira, Rodrigo Luiz Moraes Saldanha [UNIFESP]; Trichês, Eliandra de Sousa [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/1619405333024881; http://lattes.cnpq.br/2656325410178215
A reconstrução de defeitos ósseos críticos é um desafio recorrente na medicina e odontologia, principalmente se tratando de defeitos provenientes de infecções. Por isso, pesquisas na engenharia tecidual procuram desenvolver enxertos artificiais capazes de atuar tanto no tratamento da infecção quanto na reconstrução tecidual. Dentre os materiais desenvolvidos, o vidro bioativo S53P4 se destaca por ser altamente bioativo, antimicrobiano, osteoestimulativo e por promover a angiogênese, já sendo utilizado clinicamente como material de preenchimento na forma de partículas irregulares no tratamento de infecções ósseas. Visando ampliar a eficácia dos materiais de preenchimento tradicionais, a engenharia tecidual propõe o uso de estruturas porosas tridimensionais para atuar como suporte para proliferação celular, denominadas scaffolds. Dentre as técnicas utilizadas para produção de scaffolds cerâmicos, a impressão direta de pastas (do inglês, Direct Ink Writing - DIW) se destaca por possibilitar um elevado controle estrutural e reprodutibilidade das peças obtidas. Sendo assim, por meio da técnica DIW, é possível obter scaffolds personalizados e com excelentes propriedades biológicas e antimicrobianas. Durante o processamento de scaffolds cerâmicos, a etapa de sinterização se faz necessária para conferir sua consolidação estrutural, promovendo coesão entre as partículas cerâmicas. No caso dos vidros bioativos, esse processo leva à cristalização estrutural do vidro, prejudicando suas propriedades biológicas. Trabalhos atuais apontam a possibilidade de se obter scaffolds compósitos com alto teor de cerâmica, utilizando uma rede polimérica de alginato de sódio (Na-alg) para promover a coesão estrutural como alternativa à sinterização. No entanto, ainda não há relatos de compósitos de alginato de sódio com alto teor de vidros bioativos ou com a composição S53P4. Nesse contexto, esse trabalho tem como objetivo desenvolver scaffolds de vidro S53P4 e alginato de sódio (S53P4/Na-alg) não consolidados por sinterização utilizando a técnica DIW e avaliar suas propriedades físicas e químicas, propriedades biológicas in vitro e atividade antimicrobiana. Foram produzidos scaffolds com poros quadradas (580 a 780 μm) e 62,18 ± 2,90% de porosidade. Para isso, foi utilizada uma pasta cerâmica com 61% de vidro e 39% de uma solução de alginato de sódio 6%. Uma vez otimizada as propriedades reológicas da pasta, o processo de DIW se mostrou capaz de produzir scaffolds com elevada semelhança ao modelo. O processo de reticulação do alginato de sódio foi capaz de promover coesão estrutural do scaffold de S53P4/Na-alg em fluido corpóreo simulado (do inglês, Simulated Body Fluid - SBF). Também foi observada a capacidade de biomineralização, com a formação de apatita superficial em SBF logo nos 3 primeiros dias de imersão. O scaffold de S53P4/Na-alg apresentou boa capacidade de adesão de células pré-osteoblastos MC3T3-E1, com viabilidade celular de 61% após 2 dias e superior a 100% após 7 e 14 dias. O scaffold de S53P4/Na-alg apresentou ação antimicrobiana contra S. aureus (gram-positiva), E. coli (gram-negativa) e C. albicans (fungo), sendo estes microrganismos comumente associados a quadros de infecção óssea. Portanto, a combinação de vidro S53P4 e alginato de sódio se mostrou eficaz para produção de scaffolds por DIW sendo esse material um possível candidato a enxertos sintéticos para aplicação na engenharia tecidual óssea.
Acesso aberto (Open Access)
Impressão 3D de Scaffolds de β-fosfato Tricálcico com Estrôncio para Regeneração Tecidual Ósseo
(Universidade Federal de São Paulo, 2023-11-30) Ferraz, Marcos Cardoso [UNIFESP]; Trichês, Eliandra de Souza [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/1619405333024881; http://lattes.cnpq.br/0397247760641828
Os arcabouços (do inglês, scaffolds) são substratos que viabilizam a diferenciação, proliferação, crescimento celular. Visando tratamentos ósseos, ressalta-se o emprego das biocerâmicas à base de fosfatos de cálcio, em especial o β-fosfato tricálcico (β-TCP). Em virtude à sua taxa de reabsorção, morfologia e composição química semelhante à fase mineral óssea. O método de impressão 3D por extrusão de pasta (DIW, do inglês direct ink writing) se destaca na produção de scaffolds por possibilitar elevado controle sobre sua geometria. Pesquisas recentes buscam aprimorar o desempenho de scaffolds através de sua dopagem com íons metálicos. Dentre estes íons, o estrôncio (Sr2+) possui um efeito benéfico no crescimento ósseo, aumenta a capacidade de formação de novo tecido, e ainda, reduz a absorção óssea. Nesse contexto, este projeto teve como objetivo a produção de scaffolds de β-TCP contendo íons Sr2+ em concentrações de 0, 5 e 10% (em massa) (β-TCP, β-TCP/5-Sr e β-TCP/10-Sr) por DIW. Os scaffolds de β-TCP, β-TCP/5-Sr e β-TCP/10-Sr apresentaram porosidade de 63 ± 3%, 63 ± 3% e 66 ± 2%, respectivamente, com estrutura altamente semelhante ao modelo computacional. A incorporação de Sr2+ na pasta levou a formação de hidroxiapatita (HA) após o tratamento térmico. Embora o Sr2+ tenha sido incorporado nos scaffolds, foi observada uma redução na viabilidade de células mesenquimais incubadas com o scaffold proporcional a adição do Sr2+ . Acredita-se que esse seja o efeito da menor solubilidade da HA em relação ao β-TCP puro. Portanto, com esse trabalho, foi possível desenvolver scaffolds de fosfato de cálcio dopado com Sr2+ pela técnica DIW, no entanto esta dopagem não se mostrou favorável a proliferação celular. Mais estudos são necessários para avaliar o efeito da dopagem com o Sr2+ na diferenciação e adesão celular e na reabsorção óssea.
Somente Metadadados
Poly(3-hydroxybutyrate-co-valerate)/poly(3-thiophene ethyl acetate) blends as a electroactive biomaterial substrate for tissue engineering application
(Royal soc chemistry, 2016) Recco, M. S. [UNIFESP]; Floriano, A. C. [UNIFESP]; Tada, D. B. [UNIFESP]; Lemes, A. P. [UNIFESP]; Lang, R. [UNIFESP]; Cristovan, F. H. [UNIFESP]
Polyblends of an electroactive biomaterial consisting of a biodegradable polyester - PHBV and a carboxylate polythiophene derivative, the poly(3-thiophene ethyl acetate) - PTAcEt have been prepared and applied as a substrate for tissue engineering. The biodegradable polymer was used as a matrix for polythiophene. Thermal, electrical, optical and morphological properties as well as viability and cell adhesion (in vitro assays) were investigated. Blend films exhibited high flexibility, resistance to handling and a semiconducting character, since they preserved the individual properties of each polymer. Besides, the incorporation of PTAcEt (up to 12%) has led to improvements in the thermal stability and in the crystallinity degree of the bioactive matrix. Qualitative morphological analysis showed irregular and porous surfaces
Acesso aberto (Open Access)
Recobrimento de scaffolds biocerâmicos com nanopartículas de ação antibacteriana
(Universidade Federal de São Paulo, 2022-05-31) Macedo, Erenilda [UNIFESP]; Tada, Dayane Batista [UNIFESP]; Trichês, Eliandra de Sousa [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/1619405333024881; http://lattes.cnpq.br/2894306023783490; http://lattes.cnpq.br/8193757829349272
Uma importante área da Engenharia de materiais é o desenvolvimento de biomateriais aplicados a área da saúde. Um biomaterial que vem sendo muito estudado é o scaffolds, estrutura tridimensional semelhante ao tecido ósseo natural, cuja função é auxiliar esse tecido a se regenerar em caso de fraturas. O interesse na área se dá principalmente pela grande quantidade de casos de fraturas ósseas causadas por acidentes e fraturas patológicas como a osteoporose. O desenvolvimento dos scaffolds tem sido focado não apenas no reparo das fraturas, mas também em problemas associados a infecções causadas por agentes infecciosos ao tecido ósseo, que são recorrentes, seja por contato direto ou pela corrente sanguínea, como a osteomielite. Estudou-se scaffolds de vitrocerâmicas derivados de biovidro 45S5 e de cimento de wollastonita com 1% de NCC, ambos, com boas propriedades de interação com os tecidos vivos, como já relatados na literatura, recobertos com NPs de propriedades antibacterianas. O objetivo foi obter um scaffold promissor para recuperação de tecidos ósseos, sendo biocompatível, bioativo e biodegradável, favorecendo a regeneração do tecido e evitando doenças infecciosas como a osteomielite. As NPs foram estudadas quanto à biocompatibilidade, bioatividade e ação antimicrobiana. Os scaffolds de vitrocerâmicas foram produzidos pelo método de gelcasting e impressão 3D, os scaffolds de cimento de wollastonita por sol-gel e foram caracterizados por DRX, MEV, densidade, porosidade, bioatividade e ação antimicrobiana. Os scaffolds de vitrocerâmicas foram citotóxicos para o crescimento celular, porém demonstraram excelente atividade antimicrobiana. As CuO B NPs, apresentaram boa inibição no crescimento de bactérias e foram selecionadas para recobrir o scaffold de cimento de wollastonita que inicialmente apresentou inibição do crescimento celular, porém, após um período de 4 dias às células começaram a se aderir e crescer no material. Esse resultado é interessante para a aplicação do material em regeneração tecidual, pois indica que nos primeiros dias em contato com o meio biológico pode haver a inibição de crescimento de E. coli e S. aureus, o que evitaria complicações pós-cirúrgicas, e em seguida, seria iniciada a fase de regeneração do tecido.
Acesso aberto (Open Access)
Scaffolds de β-TCP/S53P4 obtidos por impressão 3D: impregnação com óleo de melaleuca e avaliação das propriedades biológicas
(Universidade Federal de São Paulo, 2021-08-26) Alves, Ana Paula Nogueira [UNIFESP]; Trichês, Eliandra de Sousa [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/1619405333024881; http://lattes.cnpq.br/8772230392953042
O tratamento de problemas ósseos é sempre um ponto importante abordado na engenharia tecidual. Por meio do desenvolvimento de scaffolds, busca-se sanar os danos causados por doenças e traumas. Biocerâmicas a base de fosfato de cálcio e vidros bioativos são boas alternativas na produção de scaffolds, devido às boas propriedades biológicas e alta biocompatibilidade. Dentre as principais biocerâmicas se destacam o β-fosfato tricálcico (β-TCP) e o vidro bioativo S53P4, pela semelhança mineralógica com o tecido ósseo e alta biocompatibilidade já demonstrados na literatura. Dentre os diversos métodos de fabricação dos scaffolds, a técnica de impressão 3D destaca-se devido à possibilidade de obtenção de geometrias personalizadas. Para isso, é necessário que a pasta a ser extrudada tenha suas propriedades reológicas otimizadas. Além da necessidade do desenvolvimento de biomateriais capazes de regenerar o tecido ósseo, é preocupação da engenharia tecidual o tratamento de infecções provenientes de doenças, como a osteomielite, ou procedimentos cirúrgicos. Deste modo, muito se tem estudado acerca da obtenção de scaffolds multifuncionais a partir do revestimento com óleos essenciais. Dentre os diversos óleos essenciais existentes, o óleo de melaleuca (do inglês, Tea Tree Oil - TTO) é de grande interesse devido sua propriedade antibacteriana. A associação das boas propriedades de scaffolds a base de fosfato de cálcio e vidros bioativos com revestimento de óleo essencial é uma alternativa interessante ao tratamento de problemas ósseos. Deste modo, esse trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de scaffolds de β-TCP/S53P4 pelo método de impressão 3D e seu revestimento com TTO. Para isso foi feita a otimização das propriedades reológicas da pasta cerâmica e padronização dos parâmetros de impressão. Os scaffolds de β-TCP/S53P4 foram caracterizados quanto suas propriedades físico-química, mecânica e morfológica. Na sequência os scaffolds foram revestidos com TTO seguindo duas metodologias: solução de etanol/TTO e gelatina/TTO nas concentrações de 5, 10 e 15% de TTO (% - v/v). Os resultados mostraram que o revestimento com etanol deixa a liberação do TTO mais regular de acordo com o aumento da concentração de TTO e, portanto, maior inibição a bactéria S. aureus. No entanto, esse grupo apresentou maior atividade citotóxica em células MG-63. O grupo revestido com gelatina apresentou maior controle na liberação do TTO, devido à formação da camada polimérica pela gelatina, que atuou como barreira de controle à liberação do óleo. Dessa forma, este grupo apresentou baixa citotoxicidade às células e inibiu a formação de colônias de S. aureus. De maneira geral, pode-se concluir que o revestimento com gelatina apresentou resultados mais satisfatórios em termos de atividade biológica in vitro e antibacteriana. Os resultados obtidos nesse trabalho trazem uma nova alternativa à engenharia tecidual no que tange problemas relacionados às infecções ósseas.
Acesso aberto (Open Access)
Síntese e incorporação do biovidro 45S5 via sol-gel em scaffolds de β-TCP: estudo e avaliação da bioatividade e atividade antimicrobiana
(Universidade Federal de São Paulo, 2021-06-18) Spirandeli, Bruno Roberto [UNIFESP]; Trichês, Eliandra de Sousa [UNIFESP]; Campos, Tiago Moreira Bastos; http://lattes.cnpq.br/8268267874486; http://lattes.cnpq.br/1619405333024881; http://lattes.cnpq.br/0632658267693720
Scaffolds são suportes tridimensionais porosos que auxiliam na reconstituição dos tecidos, sustentando e induzindo a proliferação e o crescimento celular. Eles atuam como enxertos ósseos sintéticos temporários em tratamentos para regeneração óssea e podem ser fabricados utilizando diferentes materiais. Dentre esses materiais destacam-se as biocerâmicas a base de fosfatos de cálcio (FCas) como o β-TCP, devido a sua elevada bioreabsorvibilidade, e os biovidros, por sua excelente bioatividade. Este trabalho teve como objetivo a síntese e a incorporação do biovidro 45S5 via sol-gel em scaffolds de β-TCP, visando conferir bioatividade e atividade antimicrobiana aos scaffolds, sem prejuízo de outras propriedades importantes como biocompatibilidade e resistência mecânica. O biovidro 45S5 foi sintetizado via sol-gel por uma rota modificada, sem precursores alcóxidos, e o sol obtido foi utilizado para impregnação dos scaffolds de β-TCP. Um estudo prévio do comportamento apresentado após tratamentos térmicos e da bioatividade do xerogel obtido a partir do sol do biovidro foi realizado. Os scaffolds de β-TCP foram fabricados pelo método de gel casting e sinterizados a 1200 °C/2 h. O biovidro 45S5 foi incorporado por imersão sob vácuo no sol, seguido de novo tratamento térmico a 1200 ºC/2 h. Os scaffolds foram caracterizados quanto a sua morfologia, propriedades físicas, mecânicas, biológicas, bioatividade e atividade antimicrobiana. Os scaffolds de β-TCP apresentaram porosidade total de 72%, macroporos interconectados com tamanhos entre 100 e 500 μm, e microporos intergranulares com tamanhos inferiores a 1 μm nos struts (“paredes” do scaffold). A porosidade total se manteve após a incorporação do biovidro e tratamento térmico, mas a morfologia da superfície foi significativamente alterada. As análises de FRX, DRX e FT-IR também indicaram alterações significativas na composição química, fases cristalinas e bandas de ligação nos scaffolds de β-TCP/45S5. Elementos do biovidro foram encontrados nos scaffolds de β-TCP/45S5, e sua presença induziu a transformação parcial da fase β-TCP em α-TCP. No entanto, a transformação polimórfica não alterou os valores de resistência mecânica e módulo de Weibull. O ensaio de bioatividade in vitro mostrou uma maior bioatividade do scaffold de β-TCP/45S5 em comparação com o β-TCP, avaliada pela habilidade em induzir a mineralização de apatita na superfície. A biocompatibilidade do scaffold de β-TCP/45S5 também foi superior, apresentando aumento da viabilidade e proliferação das células MG63, avaliadas pelo teste de redução do MTT e aumento da atividade da fosfatase alcalina. A incorporação do biovidro também conferiu ao scaffold atividade antimicrobiana, inibindo o crescimento das bactérias Escherichia coli e Staphylococcus aureus e do fungo Candida albicans.

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