Desenvolvimento e caracterização de compósitos biomiméticos à base de quitosana/Biosilicato® para engenharia de tecidos

• Main Author: Santos, Lucas Rodrigues dos
• Other Authors: Daguano, Juliana Kelmy Macário de Faria
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: 2016
• Subjects: Quitosana; BIOSILICATO; COMPÓSITOS; CHITOSAN; BIOSILICATE; COMPOSITE MATERIALS; PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA BIOMÉDICA - UFABC
• Online Access: http://www.biblioteca.ufabc.edu.brhttp://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=105941

Orientadora: Profª. Drª. Maria Elizete Kunkel === Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2016. === O objetivo deste trabalho foi desenvolver biomateriais compositos ineditos a base de quitosana (QUI) com adicoes de 0, 15, 30, 45, 60 e 75% (m/m) de BiosilicatoR funcionalizado (BG), na forma de particulas micrometricas (tamanho de particula ~3 ¿Êm), obtidas por reacao de estado solido, para futuras aplicacoes na engenharia tecidual. Os compositos foram sintetizados na forma de membrana pela tecnica de evaporacao de solvente. Estes materiais foram caracterizados quanto a composicao e microestrutura por FTIR, DRX e microscopia optica, grau de intumescimento em solucao tampao fosfato (PBS), molhabilidade pelo metodo da gota sessil, propriedade mecanica em ensaio de tracao, bioatividade in vitro,e avaliacao da viabilidade celular com MTT. Ademais, foram feitas analises estatisticas em algumas etapas de caracterizacao (ANOVA, teste T de student e de Tukey), sendo os resultados considerados significativamente diferentes quando p-valor < 0,05.Os resultados mostraram que apos etapa de funcionalizacao do Biosilicato foi possivel incorporar altas fracoes do reforco nos compositos, com boa dispersao de particulas na matriz de quitosana. O aumento da concentracao de BiosilicatoR nos compositos aumentou gradativamente a molhabilidade destes, devido a alta hidrofilicidade das particulas de Biosilicato. Os compositos com teor de Biosilicato de 30 a 60% apresentaram grau de intumescimento estatisticamente semelhante, porem, menores e estatisticamente diferente quando comparado a membrana de quitosana pura, sugerindo assim que a incorporacao de BiosilicatoR interfere na absorcao e retencao de fluidos. De modo geral, o modulo elastico, a resistencia a tracao dos compositos foi estatisticamente semelhante e superiores a membrana de quitosana pura, com excecao do composito com teor de Biosilicato de 75% pois o excesso de reforco resulta em defeitos na estrutura da rede polimerica. Os resultados sugerem que o Biosilicato possa ter reticulado ionicamente os compositos, uma vez que este tipo de reticulacao resulta em um aumento da resistencia mecanica e reducao no grau de intumescimento. Por fim, o teste de bioatividade in vitro mostrou que os compositos sao bioativos apos 7 dias de imersao em SBF e nenhuma das amostras foi considerada citotoxica, de maneira que os valores obtidos na analise quantitativa da viabilidade celular foram estatisticamente semelhantes aos valores do controle negativo. Em conclusao, os resultados evidenciam que a funcionalizacao do Biosilicato permitiu desenvolver compositos bioativos inovadores, com elevadas concentracoes de reforcos vitroceramicos micrometricos, nunca antes relatados na literatura. === The present work proposes to develop a novel biomaterial based on chitosan (CHT) with 0, 15, 30, 45, 60 and 75% (w/w) additions of functionalized Biosilicate® (BG), as microparticles (particle size ~3 ìm), obtained by solid state reaction, for future applications in Tissue Engineering. The composites were fabricated in the form of membranes by solvent casting. The materials were characterized in terms of composition and morphology using FTIR, XRD and optical microscopy, swelling under phosphate buffered saline (PBS) solution, wettability by sessile drop method, mechanical properties in tensile test, in vitro bioactivity test and Cell viability by MTT assay. In addition, statistical analyzes were performed in some characterization stages (ANOVA, T student and Tukey tests), and the results were considered significantly different when p-value <0.05. The results showed that the functionalized Biosilicate® allow us to incorporate high fractions of reinforcement in composites and good dispersion of the microparticles in the chitosan matrix. The addition of BG to CHT increased the wettability of these membranes, due to high hydrophilicity of the Biosilicate microparticle. The membranes containing the BG demonstrated lower degree of swelling when compared with pure chitosan membrane, on the other hand, better elastic modulus and tensile strength. Moreover, the results suggest that composites could be ionically cross linked by Biosilicate, since this type of crosslinking generates an increase in strength and a reduction in degree of swelling. Finally, after seven days, the membranes containing the BG induced the precipitation of bone-like apatite in simulated body fluid (SBF). Pure chitosan and composite membranes were not cytotoxicity. In conclusion, the functionalization of Biosilicate allowed developing innovative bioactive composite using high concentrations of micrometric glass-ceramic reinforcements, never before reported in the literature.