Um estudo exploratório de duas técnicas de fabricação de scaffolds de colágeno : microfluídica e sonicação.
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Data
2015
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Resumo
O uso de materiais de origem biologica possui varias vantagens sobre o uso de materiais
sinteticos no contexto da Medicina Regenerativa e da Engenharia de Tecidos. A
complexidade quimica e nanoestrutural desses materiais produz efeitos notaveis de
incentivo a proliferacao celular e ao crescimento tissular. Alem do material propriamente
dito, a microgeometria do substrato em que celulas sao cultivadas tem grande importancia
nos mecanismos de proliferacao, mobilidade e diferenciacao celular, o que e de suma
importancia para o desenvolvimento dos tecidos. O controle da geometria e desejavel para a
que se possa influenciar, ainda que indiretamente, as propriedades dos tecidos cultivados.
Foi estudada a influencia da viscosidade de solucoes polimericas de colageno – um
biomaterial amplamente usado na Engenharia de Tecidos – na eficiencia da tecnica de
fabricacao de scaffolds atraves do emprego de dispositivos microfluidicos. Foram preparadas
solucoes de colageno bovino de tipo I em Acido Acetico e essas amostras foram
caracterizadas quanto a concentracao e pH. Variacoes de tais amostras foram fabricadas –
de concentracao 2%, 7%, 15% e 30%, e de pH variando entre 1 e 10 – e foram executados
ensaios reologicos de medicao de viscosidade por taxa de cisalhamento constante em
viscosimetro de cone?placa. Foi observada uma intensa variacao na viscosidade entre as
amostras de concentracoes diferentes, mas mais especialmente pronunciada entre as
amostras de 15% e 30%. Nas amostras em que o pH foi modificado tambem foi observado
aumento de viscosidade, ainda que menos intenso que o detectado no ensaio com variacao
na concentracao. O aumento de viscosidade ocorreu especialmente na faixa de pH entre 4 e
5, sendo esses os valores de pH em que o material se mostra mais morfologicamente
estavel. Foram explorados tambem metodos e materiais variados na fabricacao de
dispositivos microfluidicos, visando reduzir o custo de implementacao dessas ferramentas
tao versateis. Foi possivel concluir que a resolucao de fabricacao necessaria para que o
dispositivo trabalhe em regime microfluidico e mais facilmente alcancavel do que e
deduzivel pela literatura, porem o controle de fluxo dentro dos canais requer bombas e
reguladores de pressao de alta resolucao, o que faz com que os custos de operacao da
tecnica ainda sejam relativamente elevados. Adicionalmente, foi desenvolvida uma tecnica
de fabricacao de espumas por sonicacao e reticulacao rapida, e os scaffolds resultantes foram analisados por microscopia eletronica quanto a morfologia, interconexao e dimensoes
dos poros. A concentracao de surfactantes na solucao sonicada tambem foi considerada. Os
resultados evidenciam que a sonicacao permite um controle menor da morfologia do que a
tecnica microfluidica, porem consegue um controle maior do que outras tecnicas de baixo
custo, evidenciando uma relacao custo beneficio superior.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Colágeno, Processos de fabricação, Bioengenharia
Citação
CARVALHO, Vinicius de Abreu e. Um estudo exploratório de duas técnicas de fabricação de scaffolds de colágeno: microfluídica e sonicação. 2015. 115 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2015.