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http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AX9MMK| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | Biocompósitos de quitosana e derivados/nanohidroxiapatita reticulados com epicloridrina e dopados com zinco para potencial aplicação em engenharia tecidual |
| Authors: | Vitor Cesar Dumont |
| First Advisor: | Herman Sander Mansur |
| First Referee: | Maria Isabel Antunes Rocha |
| Second Referee: | Marcos Augusto de Sa |
| Third Referee: | Rodrigo Lambert Oréfice |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Hermes de Souza Costa |
| metadata.dc.contributor.referee5: | Edesia Martins Barros de Sousa |
| Abstract: | Os biomateriais baseados em fosfatos de cálcio representam uma alternativa promissora na regeneração tecidual. A colocação dos biomateriais em formato de membranas sobre os defeitos periodontais evita que o processo de regeneração e reparação óssea seja prejudicado pela proliferação de células epiteliais provenientes do tecido gengival, permitindo que células osteoprogenitoras proliferem e diferenciem dentro da área isolada. O presente estudo relata a síntese de biocompósitos com base em matrizes poliméricas de quitosana (QUI), O-carboximetil-quitosana (CMQ) ou glicol-quitosana (GLI-Q) com nanopartículas de hidroxiapatita (nHA) sintetizadas em rota aquosa modificadas quimicamente com epicloridrina (ECH) e dopadas com Zn2+. A estrutura, morfologia e cristalinidade dos componentes e biocompósitos modificados foram extensivamente caracterizadas. Ensaios de intumescimento e degradação in vitro foram realizados. Testes de viabilidade e atividade celular foram realizados com diferentes linhagens celulares, utilizando-se o brometo de 3-4,5-dimetil-tiazol-2-il-2,5-difeniltetrazólio, ensaio de Atividade da fosfatase alcalina e LIVE/DEAD. Experimentos in vivo permitiram analisar o efeito dos biocompósitos no reparo ósseo na tíbia de ratos. Os resultados demonstraram que os ligantes utilizados durante a síntese desempenharam um papel importante nos mecanismos da cinética de nucleação e crescimento de partículas de HA em escala nanométrica. Foram observadas diferenças no tamanho de nHA produzida sem ligante, com QUI, CMQ e GLI-Q com os tamanhos médios de 335±70nm, 220±50nm, 90±20nm e 74±15nm, respectivamente. As análises por FTIR e DRX indicaram que a hidroxiapatita foi a fase predominante de fosfato de cálcio produzida. A reticulação com ECH foi detectada por diferenças significativas observadas por FTIR, identificando uma diminuição da banda em 1.030cm-1 atribuída ao estiramento do tipo C6-OH e pela diminuição significativa no intumescimento e na solubilização dos biocompósitos reticulados. Os biocompósitos reticulados e dopados com Zn2+ apresentaram resultados satisfatórios nos ensaios de citoxicidade e vialibilidade celular. No ensaio in vivo, os biocompósitos aumentaram a formação óssea nos defeitos após 7 dias de inserção, com destaque para os biocompósitos reticulados com 10% de ECH e dopados com Zn2+. Os resultados mostraram que os biocompósitos desenvolvidos apresentam características promissoras para aplicações em engenharia tecidual óssea |
| Abstract: | Biomaterials based on calcium phosphate represent a promising alternative in tissue regeneration. Placement of membrane-shaped biomaterials on the periodontal defects prevents the bone regeneration and repair process from being harmed by the proliferation of epithelial cells from the gum tissue, allowing osteoprogenitor cells to increase and differentiate within the isolated area. The present study reports the synthesis of biocomposites based on polymeric matrices of chitosan (QUI), O-carboxymethyl chitosan (CMQ) or glycol chitosan (GLI-Q) with nanoparticles of hydroxyapatite (nHA) synthesized in aqueous route chemically modified with epichlorohydrin (ECH) and doped with Zn2+. The structure, morphology and crystallinity of the components and biocomposites modified were extensively characterized. In vitro swelling and degradation assays were performed. Viability and cellular activity tests were performed with different cell lines, using 3-4,5-dimethyl-thiazol-2-il]-2,5-diphenyltetrazolium bromide, assay of Alkaline Phosphatase Activity and LIVE/DEAD. In vivo experiment allowed analysis of the effect of the biocomposites in the bone repair in rats tibia. Results showed that the binders used during the synthesis played an important role on the mechanisms of nucleation kinetics and growth of HA particles at nanometer scale. Differences in the size of nHA produced without binder were observed, with QUI, CMQ and GLI-Q with average sizes of 335±70nm, 220±50nm, 90±20nm and 74±15nm, respectively. Analysis through FTIR and XRD indicated that hydroxyapatite was the predominant phase of calcium phosphate produced. Crosslinking with ECH was detected by significant differences observed by FTIR, identifying a decrease of the band in 1.030cm-¹ attributed to the C6-OH type stretching and by the significant decrease in swelling and solubilization of the crosslinked biocomposites. Biocomposites crosslinked with ECH and doped with Zn²+ presented satisfactory results in the cytotoxicity and cellular viability assays. In the in vivo assay, biocomposites increased the bone formation in the defects after 7 days of insertion, emphasizing the biocomposites crosslinked with 10% of ECH and doped with Zn²+. Results showed that the biocomposites presented promising characteristics for applications in bone tissue engineering |
| Subject: | Quitosana Materiais Ciência dos materiais Epicloridrina Hidroxiapatita Biomateriais |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AX9MMK |
| Issue Date: | 30-Mar-2017 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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