Desenvolvimento de tecnologia de biofabricação com... - BV FAPESP
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Desenvolvimento de tecnologia de biofabricação com laser infravermelho para recobrimento de próteses articulares com hidrogel
Marcele Fonseca Passos
Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química
Data de defesa: 29-08-2011
Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia; Carmen Gilda Barroso Tavares Dias
Orientador: Passos, Marcele Fonseca
Na área dos materiais, um campo em crescente expansão é o desenvolvimento de hidrogéis poliméricos para aplicações biomédicas. Entre a grande classe de hidrogéis poliméricos estudados, o poli 2-hidróxi etil metacrilato (pHEMA) recebe especial atenção, devido a sua biocompatibilidade, alta hidrofilicidade e fácil preparação. Para aplicação como substituinte da cartilagem articular natural em próteses articulares, as quais, normalmente apresentam como principal componente (substrato) o polietileno de ultra alto peso molecular (PEUAPM), a adesão do sistema (hidrogel - substrato) ainda é um parâmetro a ser avaliado. Modificações adequadas no material e considerações de projeto, no entanto, podem melhorar a aderência do conjunto, via embricamento mecânico. Dentro de um grupo multidisciplinar e em ascensão, Instituto Nacional de C&T em Biofabricação - BIOFABRIS, este projeto, teve como objetivo, desenvolver novos biomateriais, usando técnicas de engenharia para obtenção de dispositivos biomédicos (próteses e órteses ortopédicas). Foi desenvolvida uma tecnologia de biofabricação visando melhorar as propriedades mecânicas dos hidrogéis de pHEMA, bem como obter uma adesão adequada entre este polímero e a superfície articular artificial, a fim de minimizar o desgaste sofrido pelos componentes que constituem os dispositivos ortopédicos, um dos principais fatores que geram sua falência. Usando a técnica de biofabricação, foi possível obter hidrogéis de pHEMA desde a simulação do produto até a caracterização final, para aplicações específicas: cartilagem articular artificial, foco principal da dissertação; e, como cartilagem reconstrutiva, atuando como suporte ao crescimento de células (hidrogéis porosos). A avaliação do mecanismo de polimerização e reticulação do pHEMA, o calor específico e a condutividade térmica da solução do 2-hidróxi etil metacrilato (HEMA) foram obtidos via técnica de Calorimetria Exploratória Diferencial. Tais parâmetros serviram de subsídio para a simulação computacional, a qual permitiu estimar os parâmetros do processo de reticulação do pHEMA, como potência do laser a 30 W e tempo reacional de 120 segundos, na temperatura de 399 K. As propriedades térmicas, como temperatura de transição vítrea e degradação, apresentaram valores similares aos dados encontrados na literatura, na faixa de 109 e 118 ºC, e na faixa de 354 e 376 ºC, respectivamente. Os resultados obtidos do coeficiente de atrito do par tribológico PEUAPM-pHEMA apresentaram valores altos, contudo, a tecnologia de biofabricação desenvolvida neste projeto, mostrou-se uma importante ferramenta para a obtenção de biomateriais para aplicações diversificadas. (AU)
Processo FAPESP: 09/04842-0 - Desenvolvimento de tecnologia de biofabricação com laser infravermelho para recobrimento de próteses articulares com hidrogel