Reologia e Manufatura Aditiva de Hidrogéis Nanocompósitos para Aplicações em Medicina Regenerativa

Resumo

Hidrogéis nanocompósitos vêm encontrando grande potencial em aplicações biomédicas, tais como biofabricação de scaffolds para engenharia tecidual, sistemas de liberação controlada de fármacos e sistemas injetáveis para recuperação de ossos e cartilagens. A característica principal desses sistemas é a presença de nanopartículas que promovem interações secundárias com as cadeias poliméricas de um ou mais polímeros, o que pode resultar em materiais com propriedades mecânicas e reológicas únicas, como alta pseudoplasticidade e autorrecuperação (self healing). Este Projeto consiste no desenvolvimento de scaffolds de hidrogéis nanocompósitos por manufatura aditiva de polímeros biocompatíveis fabricados por manufatura aditiva (MA), utilizando o método de deposição por extrusão. Os sistemas a serem estudados serão compostos pelos polímeros alginato ou glucomanana de Konjac, onde a fase particulada será composta por Laponite ou nanocelulose. A fim de estudar as composições ideais para impressão tridimensional dos scaffolds, serão realizados estudos da reologia de soluções poliméricas com nanopartículas dispersas em água; baseando-se nas propriedades reológicas das soluções será possível identificar as composições nas quais a MA é viável, bem como correlacionar as características reológicas com a estrutura dos hidrogéis. Uma vez realizada a MA, os scaffolds serão reticulados e caracterizados utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e análises reológicas. As propriedades mecânicas sob compressão também serão avaliadas. Ensaios in vitro com células tronco mesenquimais de tecido adiposo serão realizadas para avaliar a biocompatibilidade e viabilidade biológica dos scaffolds para aplicações em engenharia tecidual. Resultados preliminares desse projeto mostram a viabilidade de sua execução. (AU)