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https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16916
Tipo: | Dissertação |
Data do documento: | 22-Fev-2024 |
Autor(es): | LIMA, Tainara de Paula de Lima |
Primeiro(a) Orientador(a): | PASSOS, Marcele Fonseca |
Título: | Desenvolvimento de Redes Semi-Interpenetrantes de PCL-pHEMA-copaíba para potencial uso com scaffolds na Engenharia de Tecidos |
Agência de fomento: | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior |
Citar como: | LIMA, Tainara de Paula de Lima. Desenvolvimento de Redes Semi-Interpenetrantes de PCL-pHEMA-copaíba para potencial uso com scaffolds na Engenharia de Tecidos. Orientadora: Marcele Fonseca Passos. 2024. 97 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Campus Universitário de Ananindeua, Universidade Federal do Pará, Ananindeua, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16916. Acesso em:. |
Resumo: | A engenharia de tecidos atua como uma alternativa para substituir órgãos e tecidos do sistema biológico que foram afetados por alguma enfermidade. Torna-se necessário, portanto, estudar com profundidade o tipo de material que será usado como scaffold. Entre os materiais nessa área, destacam-se os polímeros e hidrogéis, como: a poli (ε-caprolactona) (PCL) e o poli (2-hidroxietil metacrilato) (PHEMA), respectivamente. A PCL é um polímero biorreabsorvível, biodegradável e biocompatível, no entanto, é hidrofóbica. Por outro lado, o pHEMA é um hidrogel biocompatível e hidrofílico, mas não apresenta boa degradabilidade. Além disso, é possível intercalar compostos bioativos, através do uso de óleos vegetais amazônicos, nessas estruturas, para potencializar, ainda mais, a regeneração do tecido e combater possíveis infecções por microrganismos. Visto isso, portanto, esse trabalho objetivou a obtenção e caracterização de redes semi-IPN de PCL-PHEMA-copaíba para uso como scaffolds na engenharia de tecidos, usando a técnica de rotofiação. Os resultados demonstraram, com sucesso, o processamento de fibras PCL (com e sem óleo de copaíba) e a formação de redes semi-IPN PCL-C-PHEMA. A cromatografia gasosa confirmou a presença de componentes bioativos no óleo essencial de copaíba, sendo majoritário o (β)-cariofileno (40,75%). O espectro de FTIR mostrou interações dos grupos funcionais dos materiais, confirmando a incorporação do óleo na estrutura da PCL e a formação de redes semi-interpenetrantes. As micrografias e topografias revelaram microfibras emaranhadas e desorganizadas em todas as amostras, com diferentes diâmetros, porosidades e rugosidades. As amostras de PCL, PCL-C, e PCL-C-PHEMA apresentaram variação de diâmetros de fibras em torno de 18,40 a 19,50 μm, 3,11 a 24,44 μm, e 6,29 a 8,14 μm, respectivamente. As análises do ângulo de contato ( PCL: 86,96°, PCL-C: 93,99°, PCL-PHEMA: 29,42°, e PCL-C-PHEMA: 56,02°) e teste de inchamento ( PCL: 4,49%, PCL-C: 2,73%, PCL-PHEMA: 21,57%, e PCL-C-PHEMA: 10,11%) demonstraram que a adição do hidrogel à estrutura do PCL otimizou as propriedades hidrofílicas do material. Os ensaios sol-gel indicaram que os materiais PCL-PHEMA e PCL-C-PHEMA apresentaram 73,5 e 74,3% de fração gel, respectivamente. Os termogramas confirmaram que o material não sofreu alteração significativa na estabilidade térmica com a adição do hidrogel e do óleo. Testes microbiológicos confirmaram a ação antimicrobiana do óleo de copaíba e dos scaffolds (PCL-C-PHEMA e PCL-C) contra bactéria gram-positiva Staphylococcus aureus, com halo de inibição de 9, 7, e 5 mm, respectivamente. E os ensaios de citotoxicidade concluíram que os scaffolds de PCL, PCL-PHEMA e PCL-C apresentaram boa viabilidade celular, todavia torna-se necessário otimizar o processo de fotopolimerização da rede semi-IPN, haja vista que os materiais PCL-C-PHEMA deram moderada toxicidade. Espera-se, por fim, que um novo biomaterial seja desenvolvido para uso na engenharia de tecidos valorizando o uso de recursos naturais amazônicos. |
Abstract: | Tissue engineering is an alternative to replace organs and tissues in the biological system affected by an illness. Therefore, it is necessary to study the material used as a scaffold in depth. Among the materials in this area, polymers and hydrogels stand out, such as poly (ε-caprolactone) (PCL) and poly (2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA), respectively. PCL is a bioresorbable, biodegradable, and biocompatible polymer. However, it is hydrophobic.On the other hand, pHEMA is a biocompatible and hydrophilic hydrogel but does not show good degradability. Furthermore, it is possible to intersperse bioactive compounds through the use of Amazonian vegetable oils in these structures to further enhance tissue regeneration and combat possible infections by microorganisms. Therefore, this work aimed to obtain and characterize PCL-PHEMA-copaíba semi-IPN networks for scaffolds in tissue engineering using the rotospinning technique. The results successfully demonstrated the processing of PCL fibers (with and without copaiba oil) and the formation of PCL-C-PHEMA semi-IPN networks. Gas chromatography confirmed the presence of bioactive components in copaiba essential oil, the majority being (β)-caryophyllene (40.75%). The FTIR spectrum showed interactions of the materials' functional groups, confirming the incorporation of the oil into the PCL structure and the formation of semi-interpenetrating networks. Micrographs and topographies revealed tangled and disorganized microfibers in all samples, with different diameters, porosities, and roughness. The PCL, PCL-C, and PCL-C-PHEMA samples presented fiber diameters ranging from 18.40 to 19.50 μm, 3.11 to 24.44 μm, and 6.29 to 8.14 μm, respectively. Contact angle analyses (PCL: 86.96°, PCL-C: 93.99°, PCL-PHEMA: 29.42°, and PCL-C-PHEMA: 56.02°) and swelling test (PCL: 4.49%, PCL-C: 2.73%, PCL-PHEMA: 21.57%, and PCL-C-PHEMA: 10.11%) demonstrated that the addition of the hydrogel to the PCL structure optimized the hydrophilic properties of material. The sol-gel tests indicated that the PCL-PHEMA and PCL-C-PHEMA materials presented 73.5 74.3% gel fractions. Thermograms confirmed that the material did not significantly change in thermal stability with the addition of the hydrogel and oil. Microbiological tests confirmed the antimicrobial action of copaiba oil, PCL-C-PHEMA, and PCL-C scaffolds against the gram-positive bacterium Staphylococcus aureus, with an inhibition halo of 9, 7, and 5 mm, respectively. Moreover, the cytotoxicity tests concluded that the PCL, PCL-PHEMA, and PCL-C scaffolds showed good cell viability. However, optimizing the photopolymerization process of the semi-IPN network is necessary, given that the PCL-C-PHEMA materials were moderately toxic. Finally, a new biomaterial is expected to be developed for use in tissue engineering, valuing the use of natural Amazonian resources. |
Palavras-chave: | Engenharia de Tecidos Scaffolds Rede semi-IPN PCL-pHEMA-copaíba Óleos vegetais amazônicos Tissue engineering Semi-IPN network Amazonian vegetable oils |
Área de Concentração: | CARACTERIZAÇÃO, DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO DE MATERIAIS |
Linha de Pesquisa: | TECNOLOGIA DOS MATERIAIS |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAO::FUNDICAO |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal do Pará |
Sigla da Instituição: | UFPA |
Instituto: | Campus Universitário de Ananindeua |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
Fonte: | Disponível na internet via Sagitta |
Aparece nas coleções: | Dissertações em Ciência e Engenharia de Materiais (Mestrado) - PPGCEM/Ananindeua |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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