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http://hdl.handle.net/1843/MAPO-7REJMN| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | Síntese e caracterização de híbridos porosos à base de sílica e quitosana obtidos através do processo sol-gel para aplicação em engenharia de tecidos |
| Authors: | Emmerson Moises Reis |
| First Advisor: | Marivalda de Magalhaes Pereira |
| metadata.dc.contributor.advisor2: | Marisa Masumi Beppu |
| First Referee: | Herman Sander Mansur |
| Second Referee: | Armando da Silva Cunha Junior |
| Third Referee: | Vilma da Conceicao Costa |
| Abstract: | A produção de híbridos organo-inorgânicos sintetizados em escala nanométrica tem crescido nos últimos tempos devido às suas propriedades favoráveis e às varias possibilidades de aplicação na engenharia de tecidos. A quitosana é um polissacarídeo natural caracterizado pela baixa toxicidade, biodegradabilidade, biocompatibilidade e por suas propriedades bacteriostáticas. Tendo em vista que a quitosana possui dois grupos hidroxilas e um grupo amina por unidade de glucosamina, derivados de quitosana e interações com outros materiais podem ser obtidos. Estudos na literatura têm associado aos vidros bioativos baseados na sílica a capacidade de formar uma forte ligação superficial com o tecido ósseo. Neste trabalho, o processo sol-gel foi utilizado para a síntese de matrizes híbridas macroporosas compostas por sílica e quitosana em várias proporções (10, 20 e 30% em peso). Os resultados mostraram que a produção dos híbridos foi satisfatória através do método sol-gel. A utilização da quitosana numa proporção de 10 e 20% resultou em matrizes macroporosas com ampla distribuição de tamanho de poros (100 a 500m). Os híbridos com 30% de quitosana apresentaram distribuição de poros de 50 a 150m. As porosidades obtidas através do método da balança de Arquimedes foram 90%, 86% e 78% para os híbridos H10, H20 e H30, respectivamente. A análise por difração de raios-X mostrou o caráter amorfo dos híbridos sintetizados, enquanto que a quitosana foi caracterizada por um pico cristalino a 200 em 2?. O comportamento mecânico dos híbridos foi avaliado através do ensaio de compressão e os resultados mostraram valores de tensão máxima à fratura significativamente superiores aos apresentados pelos vidros puros. A espectroscopia por infravermelho mostrou bandas relativas aos componentes envolvidos na síntese e um banda associada ao grupamento Si-O-C que se tornou mais acentuada à medida que a quantidade de quitosana aumentou no híbrido, o que poderia sugerir uma interação entre as fases orgânicas e inorgânicas presentes nos híbridos. Os testes de citotoxicidade realizados com osteoblastos mostraram adequadas viabilidade celular e produção de fosfatase alcalina, confirmando os baixos níveis de toxicidade apresentados pelos híbridos sintetizados, apesar da baixa produção de colágeno quando comparados com o grupo controle. |
| Abstract: | The fabrication of biomaterials based on inorganic and organic species combined at a nanoscale level has increased in the last years due to their varied characteristics and application possibilities. Chitosan is a natural polysaccharide and has attracted much interest because of their non-toxicity, biodegradability, biocompatibility, bacteriostatic properties.Since chitosan has two hydroxyl groups and one amino group per glucoseamine unit, new chitosan derivatives and interactions with other materials can be produced. On the other hand,silica based bioactive glasses have been widely studied since they have the capacity topromote bone-tissue formation at their surface. In this work the sol-gel method was used for preparation of macroporous 3D hybrid scaffolds based on silica and chitosan in various compositions (10, 20 and 30% wt). The results showed that porous hybrids were successfullysynthesized by the sol-gel method at low temperature. The drying methods using oven at 50oC and low vacuum were suitable to obtain dry and intact hybrid foams. The use of 10 and 20% of chitosan in weight to produce the hybrids resulted in macroporous scaffolds with largerpore size range (100-500µm). The hybrids H30 showed pore sizes from 50 to 250µm. The estimated porosity by Archimedes method was around 90%, 86% and 78% for hybrids H10,H20 and H30, respectively. XRD patterns of the samples showed the amorphous character of the hybrids, while chitosan, a semi-crystalline polymer, was characterized by a clear peak at 2 equal 200. The mechanical behavior of the hybrids was evaluated in compression and showed higher strength than silica glasses. The FTIR spectroscopy showed a band relative to Si-O-C bond that was also found to increase with the increasing the amounts of chitosan in the hybrid. This fact can suggest an interaction between the organic-inorganic phases in the material. The cytotoxicity evaluation exhibited successful viability of osteoblasts and the hybrids presents in the culture does not interfered with alkaline phosphatase production,confirming the low toxicity level of the hybrids prepared, despite the collagen secretion was decreased in the presence of the samples when compared to control group. |
| Subject: | Engenharia metalúrgica Engenharia de minas |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/MAPO-7REJMN |
| Issue Date: | 2-Jul-2007 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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