Síntese e aplicação de nanotubos de carbono em biotecnologia
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Ariete Righi
Roberto Luiz Moreira
Adelina P. Santos
V.n.freire
Roberto Luiz Moreira
Adelina P. Santos
V.n.freire
Resumo
A possibilidade de reconstituição dos tecidos ósseos nos incentivou a buscar novos materiais para a formação de um compósito que fosse biocompatível, biofuncional e que possuíssem as principais características físicas de um arcabouço de crescimento de tecidos. Por exemplo, a mistura de nanotubos de carbono com outros materiais como polímeros podem gerar compósitos inteligentes com novas propriedades elétricas e mecânicas. Apesar do uso de polímeros apesar ter aumentado enormemente nas últimas décadas, este ainda tem seu uso muito limitado na área biomédica devido a sua baixa biocompatibilidade. Uma alternativa viável para substituição destes polímeros é o colágeno, que é uma biomolécula que se estrutura em forma de uma matriz altamente porosa. Baseados nesta característica e nas possíveis variações estruturais que podem ser causadas pelos NTC ao se incorporar nesta matriz começamos a desenvolver esse trabalho que envolve aspectos de pesquisa e desenvolvimento na área de biotecnologia. Além disso, o estudo de compósitos de colágeno e nanotubos de carbono, de modo a construir nanoestruturas que possam substituir estruturas biológicas, permitindo sua regeneração, restauração e manutenção da sua função. Nesta dissertação iremos trabalhar com dois sistemas nanométricos de grande importância: o colágeno, que é uma seqüência de moléculas de aminoácidos; e o NTC, que é um conjunto de átomos de carbono ordenados nanoscopicamente em forma de tubos, visando modificar, melhorar e criar novas aplicações nas áreas de reconstrução de tecido e biointegração. O objetivo principal deste estudo é a construção de estruturas que possam ser colocadas em substituição a perdas de tecido, de modo a prover suporte para o meio extracelular, bem como permitir que células hospedeiras recriem um novo tecido natural. Para que este objetivo fosse alcançado foi necessária uma grande quantidade de NTC e conseqüentemente, o desenvolvimento do crescimento destas estruturas em larga escala. Como primeiro passo de desenvolvimento deste trabalho a realização de síntese em larga escala de NTC via deposição química na fase vapor (CVD) pela pirólise do gás hidrocarboneto sobre suportes cerâmicos. Na segunda parte de deste projeto, realizei o estudo da incorporação de NTC em matrizes biodegradáveis (colágeno) para promover a formação do biocompósito colágeno: NTC. O biocompósito, como previsto, sofreu alterações em sua resistência mecânica tornando-se muito superior a matriz de colágeno puro, o que torna viável a utilização dos mesmos para reparos de imperfeições ósseas. Isto foi possível por causa das características morfológicas superiores e baixa toxicidade que possibilitaram uma reação tecidual favorável, uma maior estabilidade química dos componentes, e um maior estímulo a atividade celular na formação da matriz óssea, não havendo reações de hipersensibilidade promovendo a osteointegração este material.
Abstract
S
Assunto
Nanoestruturas, Compósitos biocompatíveis, Biotecnologia, Hidroxiapatita, Nanotubos de carbono, Biocompósitos, Materiais biocompativeis, Física
Palavras-chave
Hidroxiapatita, Nanotubos de carbono, Biocompósitos