Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/59188
Type: Dissertação
Title: Compósitos de gelatina-hidroxiapatita contendo doxiciclina obtidos por abordagem biomimética, com potencial osteogênico e prospecção tecnológica
Authors: Sandra Daniela Motta Rodríguez
First Advisor: Maria Esperanza Cortés Segura
First Referee: Nelcy Della Santina Mohallem
Second Referee: Marcelo Gomes Speziali
Abstract: No mundo, a prevalência de doenças e distúrbios ósseos tem apresentado tendência crescente, intensificando-se cada vez mais, com aproximadamente 2 milhões de procedimentos de enxerto ósseo realizados por ano. O tecido ósseo desenvolvido artificialmente tem sido visto como um potencial alternativo ao uso convencional de enxertos ósseos. Devido à sua oferta ilimitada e à não transmissão de doenças, os biopolímeros, estão se tornando cada vez mais populares para várias aplicações biomédicas devido às suas muitas vantagens, incluindo citocompatibilidade e degradação não tóxica. A maioria dos materiais poliméricos que contribuem para o desenvolvimento de andaimes geralmente não fornecem as propriedades mecânicas e de degradação desejadas para a matriz porque tem poucas ligações entre as cadeias poliméricas, pelo qual a reticulação é um método simples no qual ligações químicas ou físicas são estabelecidas entre cadeias poliméricas para modificar as propriedades mecânicas, biológicas e de degradação dos materiais poliméricos. Neste cenário, o presente estudo teve como objetivo no Capítulo 1 analisar o uso de andaimes ou compósitos biomédicos a partir de hidrogéis para liberação de fármacos utilizados na substituição de tecidos biológicos nas fronteiras tecnológicas com base numa análise bibliométrica a partir do estado da arte com as bases de dados Scopus e Web of Science, iniciando com uma categorização anual dos artigos obtidos em cada base, seguida de uma análise dos países/regiões mais produtivos com suas citações, continuando com uma distribuição dos jornais e artigos mais citados e finalizando com um mapeamento e análise da coocorrência das principais palavras-chave obtidas em cada artigo, e uma patentometria a partir do estado da técnica com as bases de dados Lens.org e Orbit Intellligende da Questel e o código IPC A61K9/00. Foram obtidos dados para analisar o panorama dos países/regiões e instituições mais produtivas, análise categórica, legalidade, os países que protegem tecnologias no Brasil, e uma análise focada na evolução da inovação no Brasil nos últimos anos. No Capítulo 2, foram desenvolvidos dois andaimes poliméricos híbridos de gelatina – hidroxiapatita (HA) com 1 e 5% 𝑝/𝑣, reticuladas com 0.7% 𝑝/𝑣 de EDC e concentrações de doxiciclina 0.3, 0.7 e 1.2% 𝑝/𝑣. Foram caracterizados por porosidade, espectroscopia de absorção na Região do Infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), difração de raios X (DRX), termogravimetria (TG/DTG) e microscopia eletrônica de varredura MEV. Foram avaliados os comportamentos do pH, capacidade de swelling, degradação e biodegradação enzimática, o perfil de liberação de doxiciclina, o efeito do reticulante nos andaimes, e a concentração mínima inibitória (CMI) da doxiciclina com S. Aureus. Ao final, foram realizados testes de viabilidade indiretos em fibroblastos (L919) e pré-osteoblastos (MC3T3) e teste de adesão e proliferação de pré-osteoblastos (MC3T3) sobre os andaimes. Os resultados concluíram que o andaime desenhado de 1% 𝑝/𝑣 de hidrogel liofilizado, 0.7% 𝑝/𝑣 do reticulante EDC e 0.3% 𝑝/𝑣 de doxiciclina mostrou uma maior proliferação em células pré-osteoblásticas, com perfis de liberação do fármaco e biodegradação enzimática estável e compatível com o tempo de regeneração óssea.
Abstract: Worldwide, the prevalence of disorders and bone diseases has shown an increased and intensified trend, with approximately 2 million bone graft procedures performed per year. Artificially developed bone tissue has been seen as a potential alternative to the conventional use of bone grafts. Due to their unlimited supply and non-transmission of diseases, biopolymers are becoming increasingly popular for various biomedical applications due to their many advantages, including cytocompatibility and non-toxic degradation. Most polymeric materials that contribute to the development of scaffolds generally do not provide the desired mechanical and degradation properties for the matrix because they have few bonds between the polymer chains, whereby crosslinking is a simple method in which chemical or physical bonds are established between polymeric chains to modify the mechanical, biological and degradation properties of polymeric materials. In this scenario, the purpose of Chapter 1 is to analyze the use of scaffolds or biomedical composites from hydrogels to release drugs used in the replacement of biological tissues at the technological frontiers based on a bibliometric analysis from the state of the art with Scopus and Web of Science databases, starting with an annual categorization of the articles obtained in each database, followed by an analysis of the most productive countries/regions with their citations, continuing with a distribution of the most cited journals and articles and ending with a mapping and analysis of the co occurrence of the main keywords obtained in each article, and a patentometry based on the state of the art with the Lens.org and Orbit Intellligende da Questel databases and the IPC code A61K9/00. Data were obtained to analyze the panorama of the most productive countries/regions and institutions, categorical analysis, legality, the countries that protect technologies in Brazil, and an analysis focused on the evolution of innovation in Brazil in recent years. In Chapter 2, two hybrid polymeric scaffolds of gelatin – hydroxyapatite (HA) with 1 and 5% 𝑤/𝑣 were created, crosslinked with 0.7% 𝑤/𝑣 of EDC and doxycycline concentrations of 0.3, 0.7, and 1.2% 𝑤/𝑣 were developed. Porosity, Fourier transform infrared absorption spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (XRD), thermogravimetry (TG/DTG), and scanning electron microscopy (SEM) were used to analyze them. The behavior of pH, swelling capacity, degradation, and enzymatic degradation, the doxycycline release profile, the influence of crosslinker on scaffolding, and the minimum inhibitory concentration (MIC) of doxycycline against S. aureus were assessed. At the end on the scaffolds, indirect viability tests were performed on fibroblasts (L919), and pre osteoblasts (MC3T3). And an adhesion and proliferation test were made on pre osteoblasts (MC3T3) cells. The results indicated that the scaffold composed of 1% 𝑤/𝑣 lyophilized hydrogel, 0.7% 𝑤/𝑣 EDC crosslinker, and 0.3% 𝑤/𝑣 doxycycline improved pre-osteoblastic cell proliferation, with drug release profiles and steady enzymatic biodegradation consistent with bone regeneration time.
Subject: Inovações tecnológicas
Biofarmacêutica
Biotecnologia
Engenharia de tecidos
Compósitos poliméricos
Ossos - Regeneração
Sistemas deliberados de drogas poliméricas
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICEX - INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Inovação Tecnológica e Biofarmacêutica
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/59188
Issue Date: 21-Nov-2022
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