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http://hdl.handle.net/1843/65129
Tipo: | Dissertação |
Título: | Bioimpressora 3D customizada para impressão de biotinta de nanocelulose e alginato carregada de células musculares |
Título(s) alternativo(s): | Customized 3D bioprinter applied for muscle cell-laden nanocellulose alginate bioink |
Autor(es): | Patrícia Muniz de Oliveira |
primer Tutor: | Estevam Barbosa de Las Casas |
primer Co-tutor: | Eduardo Soudah Pietro |
metadata.dc.contributor.advisor-co2: | Luciana de Oliveira Andrade |
primer miembro del tribunal : | Dawidson Assis Gomes |
Segundo miembro del tribunal: | Rudolf Huebner |
Resumen: | A crescente demanda por transplantes de tecidos e órgãos, os desafios e riscos relacionados aos transplantes autólogos, bem como a necessidade de alternativas para obtenção de carne, gordura, couro e tecidos sem animais, têm impulsionado o interesse científico e industrial por técnicas de biofabricação. Nos últimos anos, a bioimpressão 3D baseada em extrusão tem emergido como uma das abordagens mais populares para biofabricação. No entanto, equipamentos e materiais para o processo de bioimpressão 3D ainda apresentam um custo elevado, o que representa uma limitação para aplicações em pesquisas. Para superar esse problema, este trabalho apresentao projeto, fabricação e teste de uma bioimpressora 3D baseada em extrusão adaptada a partir de uma impressora 3D convencional já existente. Para transformá-la em uma bioimpressora, o sistema extrusor de filamentos plásticos com o bloco aquecedor foi substituído por um extrusor mecânico de hidrogéis e biotintas, composto por um pistão movido por fuso. Para validação do protótipo, utilizou-se a formulação CELLINK® Bioink carregada de células musculares da linhagem C2C12 para procedimento de bioimpressão 3D. Os testes experimentais confirmaram a viabilidade do processo utilizando a bioimpressora desenvolvida e fornecem importantes informações quanto a morfologia e proliferação de células musculares C2C12 em biotintas compostas por nanocelulose e alginato, com evidente aumento na proliferação celular 14 dias após a bioimpressão. Além disso, foram realizadas simulações computacionais para analisar o escoamento das tintas e biotintas através do bico extrusor da bioimpressora e avaliar se a tensão gerada compromete a viabilidade celular das construções impressas. |
Abstract: | The increasing demand for tissue and organ transplants, the challenges and risks associated with autologous transplants, as well as the need for alternatives to obtain meat, fat, leather, and animal-free tissues, have driven significant scientific and industrial interest in biofabrication techniques. In recent years, extrusion-based 3D bioprinting has emerged as one of the most popular approaches for biofabrication. However, equipment and materials for the process still come at a high cost, which is a limitation for research applications. To overcome this issue, this work introduces an extrusion-based 3D bioprinter adapted from an existing conventional 3D printer. To transform it into a bioprinter, the plastic filament extruder system with the heating block was replaced by a mechanical extruder for hydrogels and bioinks, consisting of a piston driven by a screw. For prototype validation, CELLINK® Bioink loaded with C2C12 muscle cells was tested in a 3D bioprinting procedure. Experimental tests confirmed the viability of the process using the developed bioprinter and provided important insights into the morphology and proliferation of C2C12 muscle cells in bioinks composed of nanocellulose and alginate, with a noticeable increase in cell proliferation 14 days after bioprinting. Additionally, computational simulations were conducted to analyze the flow of inks and bioinks through the bioprinter’s extrusion nozzle and assess whether the generated shear stress compromises cell viability of the printed constructs. |
Asunto: | Engenharia mecânica Bioengenharia Impressão - Máquinas e acessórios Tintas Fluidodinâmica computacional Alginatos Celulose Cisalhamento Células musculares |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Institución: | UFMG |
Departamento: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA |
Curso: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecanica |
Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/pt/ |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/65129 |
Fecha del documento: | 13-dic-2023 |
Aparece en las colecciones: | Dissertações de Mestrado |
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