Nanocompósitos funcionais de colágeno tipo I e nanomateriais bidimensionais – desenvolvimento e caracterização.

Abstract

Nanocompósitos funcionais constituem uma classe emergente de materiais avançados, com propriedades tecnologicamente relevantes nas áreas de nanotecnologia, eletrônica, fotônica e medicina regenerativa. Nesta tese desenvolveu-se nanocompósitos funcionais com matriz de colágeno tipo I bovino e fases de reforço à base de nanomateriais bidimensionais (2D) (compreendendo talco nanoestruturado e óxido de grafeno). Colágeno tipo I, extraído de tendão bovino, foi caracterizado estrutural e morfologicamente por Eletroforese em Gel de Poliacrilamida com Dodecil Sulfato de Sódio (SDS-PAGE), Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios X (XPS), Espectroscopia na Região do Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Microscopia de Força Atômica (AFM). Óxido de grafeno foi sintetizado a partir do método de Hummers modificado e caracterizado por meio das técnicas de FTIR, AFM, Análise Termogravimétrica (TGA), Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM), Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM) e Difratometria de raios X (XRD). Um scaffold inédito à base de colágeno - talco nanoestruturado (0,05 mg.mL-1

) em dispersão contendo biosurfactante colato de sódio apresentou rigidez cerca de 113% maior em comparação com scaffold de colágeno bovino puro, quando analisados por Espectroscopia de Força. Ensaios de citocompatibilidade indicaram que este nanobiomaterial é um potencial substituto biológico de baixo custo destinado ao reparo de tecido ósseo. Nanobiocompósitos de colágeno - óxido de grafeno também foram avaliados por Espectroscopia de Força e, resultados indicaram que a presença de 10% de óxido de grafeno (wt) promoveu melhoria nas propriedades mecânicas dos scaffolds, representando um aumento de 255,6 % na rigidez do sistema, em comparação com scaffolds de colágeno bovino puro.