Produção, por rotofiação, de fibras poliméricas bioabsorvíveis ultrafinas de poli (butileno adipato cotereftalato) reforçadas com nanotubos de carbono e nanohidroxiapatita para preenchimento ósseo
Data
2017-03-13
Autores
Andrade, Patricia Oliveira de 
Orientadores
Santo, Ana Maria do Espírito
Tipo
Tese de doutorado
Título da Revista
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Resumo
Bone grafting is performed for numerous reasons, including injuries and diseases. The use of bioabsorbable polymers rises as an alternative for treating hard tissue damages, including as three-dimensional porous scaffolds for the growth of tissue cells. Some properties can be improved adding nanoparticles fillers into the polymeric fibers as nanohydroxyapatite (nHap) and superhydrophilic multi-walled carbon nanotubes (nMWCNT-O2) forming a nanocomposite (nHap/ nMWCNT-O2) as reinforcement into the polymeric fibers. The current work describes the production of the bioabsorbable polymeric fibers of poly-butylene adipate-co-terephthalate (PBAT) matrix filled with (nHap/ nMWCNT-O2) as biological and mechanical reinforcements, respectively. This investigation aims the attainment of proper fibers as biomaterial for hard tissue engineering and orthodontics applications. Ultrathin polymeric fibers were produced by Rotary Jet Spinning technique (RJS). This method has proved be quite effective to produce porous matrices of PBAT. The experimental groups were divided as: Pure PBAT; PBAT filled with nMWCNT-O2; PBAT filled with nHap and PBAT filled with nanocomposite nHap/ nMWCNT-O2 under different concentrations of nMWCNT-O2 in NHap (nHap/nMWCNT-O2 1%, 2% and 3%). The scaffolds reinforcement was set at 1% wt content in polymer matrix. The physical and chemical properties of the samples were characterized by FT-IR, FT-RAMAN, DSC, TG, DMA, DRX, μEDX and Wettability. The fibers were also biologically evaluated by LDH, SBF and adhesion. The main results indicated that adding nMWCNT-O2 into the polymeric fiber matrix produced minor effect to improve the mechanical properties than nHap nanoparticles. All produced fibers, independently of the nanoparticle, showed be suitable to cellular adhesion as well to apoptosis level. Adding nHap particles favored cell growth along the fibers. This material shows as brand-new solution as scaffold in alloplastic bone grafting.
O enxerto ósseo é utilizado por várias razões, incluindo patologias ou traumas. O uso de polímeros bioabsorvíveis como arcabouços surge como alternativa no tratamento de lesões de tecidos biológicos duros. Suas propriedades podem ser melhoradas acrescentando-se nanopartículas de nanohidroxiapatitta (nHap) e nanotubos de carbono de paredes múltiplas superhidrofílicos (nTCPM-O2) a ser utilizados como reforços às fibras poliméricas. O presente trabalho descreve o processo de produção de fibras bioabsorvíveis da matriz polimérica poli(butileno adipato co-tereftalato) (PBAT) com o nanocompósito (nHap/nTCPM-O2) como reforço das propriedades mecânicas e bioativas do material. O objetivo da investigação é a obtenção de fibras com propriedades adequadas como biomaterial para aplicações em engenharia de tecidos duros e ortodontia. As fibras poliméricas ultrafinas foram produzidas pela técnica de rotofiação por jato de solução (RJS). As amostras foram divididas nos grupos: PBAT puro; PBAT reforçado com nTCPM-O2; PBAT reforçado com nHap e PBAT reforçado com nanocompósito. O nanocompósito é formado por diferentes concentrações de nTCPM-O2 em nHap (nHap/nTCPM-O2 1%, 2% e 3%). O teor do reforço adicionado na matriz de PBAT foi estabelecido em 1% em peso do polímero. Os arcabouços produzidos foram caracterizados por: FT-IR, FT-RAMAN, DSC, TG, DMA, DRX, μEDX e molhabilidade. As fibras também foram analisadas biologicamente pelos ensaios de LDH, SBF e adesão. Os principais resultados indicaram que a adição de nTCPM-O2 à matriz polimérica teve pouco efeito sobre as propriedades mecânicas das fibras, contrariamente aos resultados com nHap. Todas as fibras rotofiadas, independentemente da nanopartícula utilizada, apresentaram resultados adequados tanto para bioatividade, adesão celular e nível apoptótico. Este material, como arcabouço, apresenta-se como uma nova solução para enxertos ósseos aloplásticos.
O enxerto ósseo é utilizado por várias razões, incluindo patologias ou traumas. O uso de polímeros bioabsorvíveis como arcabouços surge como alternativa no tratamento de lesões de tecidos biológicos duros. Suas propriedades podem ser melhoradas acrescentando-se nanopartículas de nanohidroxiapatitta (nHap) e nanotubos de carbono de paredes múltiplas superhidrofílicos (nTCPM-O2) a ser utilizados como reforços às fibras poliméricas. O presente trabalho descreve o processo de produção de fibras bioabsorvíveis da matriz polimérica poli(butileno adipato co-tereftalato) (PBAT) com o nanocompósito (nHap/nTCPM-O2) como reforço das propriedades mecânicas e bioativas do material. O objetivo da investigação é a obtenção de fibras com propriedades adequadas como biomaterial para aplicações em engenharia de tecidos duros e ortodontia. As fibras poliméricas ultrafinas foram produzidas pela técnica de rotofiação por jato de solução (RJS). As amostras foram divididas nos grupos: PBAT puro; PBAT reforçado com nTCPM-O2; PBAT reforçado com nHap e PBAT reforçado com nanocompósito. O nanocompósito é formado por diferentes concentrações de nTCPM-O2 em nHap (nHap/nTCPM-O2 1%, 2% e 3%). O teor do reforço adicionado na matriz de PBAT foi estabelecido em 1% em peso do polímero. Os arcabouços produzidos foram caracterizados por: FT-IR, FT-RAMAN, DSC, TG, DMA, DRX, μEDX e molhabilidade. As fibras também foram analisadas biologicamente pelos ensaios de LDH, SBF e adesão. Os principais resultados indicaram que a adição de nTCPM-O2 à matriz polimérica teve pouco efeito sobre as propriedades mecânicas das fibras, contrariamente aos resultados com nHap. Todas as fibras rotofiadas, independentemente da nanopartícula utilizada, apresentaram resultados adequados tanto para bioatividade, adesão celular e nível apoptótico. Este material, como arcabouço, apresenta-se como uma nova solução para enxertos ósseos aloplásticos.