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Reforço de um cimento de wollastonita (CaSiO3) por nanotubos de carbono para aplicações biomédicas ou odontológicas

Processo: 17/27079-7
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2018
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2022
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Gilmar Patrocínio Thim
Beneficiário:Renata Guimarães Ribas
Instituição Sede: Divisão de Engenharia Mecânica (IEM). Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):20/02379-0 - Potencial de diferenciação celular de células-tronco mesenquimais em scaffolds de cimento de wollastonita em um sistema de biorreatores de perfusão biomecânica, BE.EP.DR
Assunto(s):Cerâmicas   Cimento   Silicatos   Nanotubos de carbono   Materiais biomédicos   Materiais dentários   Propriedades mecânicas   Resistência à fratura   Processo sol-gel   Teste de biocompatibilidade
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:cerâmica | compósito | Nanotubo de carbono | sol-gel | Wollastonita | Cerâmica, cimentos, sol-gel, biomateriais

Resumo

Nas últimas décadas, a expectativa de vida da população vem crescendo e com isso alguns males relacionados a idade como Osteoporose a Osteoartrite. Em cirurgias ortopédicas, por exemplo, pode existir a necessidade de reencher defeitos com materiais compatíveis com o sistema ósseo do paciente. Desta forma, surge a necessidade de se desenvolver materiais para reparar e interagir com sistemas biológicos, conhecidos também com biomateriais. As biocerâmicas à base de silicato de cálcio, como a wollastonita (CaSiO3), têm um grande otencial devido a sua semelhança com a estrutura óssea do corpo humano, baixa toxicidade, bioatvidade, biocompatibilidade, dentre outros. A principal característica, no entanto, é a formação de uma camada de hidroxiapatita na sua superfície. Desta forma, a utilização de wollastonita para se fabricar cimentos para a utilização odontológica e ortopédica é bastante viável e tem grande potencial, pois apresenta biocompatibilidade semelhante à dos biovidros e superior aos cimentos a base de fosfato. Diversos métodos podem ser utilizados para se produzir a wollastonita, como a precipitação e a reação no estado sólido. O método sol-gel apresenta uma vantagem em relação as demais por produzir silicatos com alta homogeneidade. Característica essa, indispensável para aplicações biológicas. Contudo, a baixa resistência mecânica à fratura, muitas vezes é um limitante para o uso da wollastonita em diferentes aplicações. Uma abordagem interessante é reforçar o cimento com nanotubos de carbono. Assim, além da biocompatibilidade, esse cimento apresentaria resistência mecânica equiparável aos cimentos a base de fosfatos. Estudos anteriores feitas em matrizes poliméricas e em certas biocerâmicas já comprovaram a eficiência dos nanotubos em aumentar as propriedades mecânicas finais desses materiais. Apesar de estudos recentes mostrarem esse potencial, poucos trabalhos abordam a wollastonita reforçada com nanotubos, e menos ainda tem um abrangente estudo quanto a caracteriiação das propriedades mecânicas desses cimentos reforçados. Desta forma, esse trabalho apresentaria um estudo inédito para a formação de um cimento a base de wollastonita que teria uma boa biocompatibilidade ao mesmo tempo que apresentaria propriedades mecânicas adequadas. O objetivo principal desse trabalho é, portanto, incorporar o nanotubos de carbono funcionalizado em um cimento a base de wollastonita, com o intuito de modificar as propriedades mecânicas finais deste cimento, sem perder a biocompatibilidade. Além disso, pretende-se fazer um estudo mais extensivo quanto a caracterização das propriedades mecânicas desses cimentos reforçados com nanotubos de carbono. Assim, uma wollastonita com melhores propriedades mecânicas pode ser aplicada em procedimentos odontológicos e ortopédicos de forma mais abrangente, diminuindo o risco à fratura. Além disso, o estudo da wollastonita (CaSiO3) pode ajudar a compreender melhor os mecanismos cinéticos e químicos de outros silicatos de cálcio. (AU)

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Publicações científicas (11)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
DO AMARAL MONTANHEIRO, THAIS LARISSA; SCHATKOSKI, VANESSA MODELSKI; CANUTO DE MENEZES, BEATRIZ ROSSI; PEREIRA, RAISSA MONTEIRO; RIBAS, RENATA GUIMARAES; MARTINEZ DE FREITAS, AMANDA DE SOUSA; LEMES, ANA PAULA; VAZ FERNANDES, MARIA HELENA FIGUEIRA; THIM, GILMAR PATROCINIO. Recent progress on polymer scaffolds production: Methods, main results, advantages and disadvantages. EXPRESS POLYMER LETTERS, v. 16, n. 2, p. 197-219, . (17/02846-5, 17/27079-7, 17/24873-4, 18/12035-7, 20/12507-6)
MONTANHEIRO, THAIS LARISSA DO AMARAL; RIBAS, RENATA GUIMARAES; MONTAGNA, LARISSA STIEVEN; DE MENEZES, BEATRIZ ROSSI CANUTO; SCHATKOSKI, VANESSA MODELSKI; RODRIGUES, KARLA FAQUINE; THIM, GILMAR PATROCINIO. A brief review concerning the latest advances in the influence of nanoparticle reinforcement into polymeric-matrix biomaterials. JOURNAL OF BIOMATERIALS SCIENCE-POLYMER EDITION, v. 31, n. 14, p. 1869-1893, . (18/12035-7, 17/27079-7, 17/24873-4, 17/02846-5)
DO AMARAL MONTANHEIRO, THAIS LARISSA; CANUTO DE MENEZES, BEATRIZ ROSSI; RIBAS, RENATA GUIMARAES; MONTAGNA, LARISSA STIEVEN; BASTOS CAMPOS, TIAGO MOREIRA; SCHATKOSKI, VANESSA MODELSKI; NIETO RIGHETTI, VICTOR AUGUSTO; PASSADOR, FABIO ROBERTO; THIM, GILMAR PATROCINIO. Covalently gamma-aminobutyric acid-functionalized carbon nanotubes: improved compatibility with PHBV matrix. SN APPLIED SCIENCES, v. 1, n. 10, . (17/24873-4, 18/12035-7, 17/27079-7, 16/19978-9)
SPIRANDELI, BRUNO ROBERTO; BASTOS CAMPOS, TIAGO MOREIRA; RIBAS, RENATA GUIMARAES; THIM, GILMAR PATROCINIO; TRICHES, ELIANDRA DE SOUSA. Evaluation of colloidal and polymeric routes in sol-gel synthesis of a bioactive glass-ceramic derived from 45S5 bioglass. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 46, n. 12, p. 20264-20271, . (17/27079-7)
RIBAS, RENATA G.; MONTANHEIRO, THAIS L. A.; MONTAGNA, LARISSA S.; DO PRADO, RENATA FALCHETE; LEMES, ANA PAULA; BASTOS CAMPOS, TIAGO M.; THIM, GILMAR P.. Water Uptake in PHBV/Wollastonite Scaffolds: A Kinetics Study. JOURNAL OF COMPOSITES SCIENCE, v. 3, n. 3, p. 15-pg., . (17/27079-7, 17/24873-4, 18/12035-7)
RIBAS, RENATA GUIMARDES; SCHATKOSKI, VANESSA MODELSKI; DO AMARAL MONTANHEIRO, THAIS LARISSA; CANUTO DE MENEZES, BEATRIZ ROSSI; STEGEMANN, CRISTIANE; GONSALVES LEITE, DOUGLAS MARCEL; THIM, GILMAR PATROCINIO. Current advances in bone tissue engineering concerning ceramic and bioglass scaffolds: A review. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 45, n. 17, A, p. 21051-21061, . (17/24873-4, 18/12035-7, 17/27079-7, 17/02846-5)
SCHATKOSKI, VANESSA MODELSKI; MONTANHEIRO, THAIS LARISSA DO AMARAL; CANUTO DE MENEZES, BEATRIZ ROSSI; PEREIRA, RAISSA MONTEIRO; RODRIGUES, KARLA FAQUINE; RIBAS, RENATA GUIMARAES; DA SILVA, DIEGO MORAIS; THIM, GILMAR PATROCINIO. Current advances concerning the most cited metal ions doped bioceramics and silicate-based bioactive glasses for bone tissue engineering. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 47, n. 3, p. 2999-3012, . (18/12035-7, 17/02846-5, 17/27079-7, 17/24873-4)
RAÍSSA MONTEIRO PEREIRA; RENATA GUIMARÃES RIBAS; THAÍS LARISSA DO AMARAL MONTANHEIRO; VANESSA MODELSKI SCHATKOSKI; KARLA FAQUINE RODRIGUES; LETÍCIA TERUMI KITO; LUCAS KAZUNORI KOBO; TIAGO MOREIRA BASTOS CAMPOS; ESTEVAM AUGUSTO BONFANTE; PETRA CHRISTINE GIERTHMUEHLEN; et al. An engineering perspective of ceramics applied in dental reconstructions. Journal of Applied Oral Science, v. 31, . (17/24873-4, 17/27079-7, 21/06730-7, 20/02379-0, 20/12874-9)
RIBAS, RENATA GUIMARAES; BASTOS CAMPOS, TIAGO MOREIRA; SCHATKOSKI, VANESSA MODELSKI; CANUTO DE MENEZES, BEATRIZ ROSSI; DO AMARAL MONTANHEIRO, THAIS LARISSA; THIM, GILMAR PATROCINIO. alpha-wollastonite crystallization at low temperature. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 46, n. 5, p. 6575-6580, . (17/24873-4, 17/27079-7, 17/02846-5)
DE MENEZES, BEATRIZ ROSSI CANUTO; RODRIGUES, KARLA FAQUINE; SCHATKOSKI, VANESSA MODELSKI; PEREIRA, RAISSA MONTEIRO; RIBAS, RENATA GUIMARAES; MONTANHEIRO, THAIS LARISSA DO AMARAL; THIM, GILMAR PATROCINIO. Current advances in drug delivery of nanoparticles for respiratory disease treatment. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY B, v. 9, n. 7, p. 1745-1761, . (17/24873-4, 18/12035-7, 17/02846-5, 17/27079-7)
RIBAS, RENATA GUIMARDES; SCHATKOSKI, VANESSA MODELSKI; DO AMARAL MONTANHEIRO, THAIS LARISSA; CANUTO DE MENEZES, BEATRIZ ROSSI; STEGEMANN, CRISTIANE; GONSALVES LEITE, DOUGLAS MARCEL; THIM, GILMAR PATROCINIO. Current advances in bone tissue engineering concerning ceramic and bioglass scaffolds: A review. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 45, n. 17, p. 11-pg., . (17/02846-5, 17/27079-7, 17/24873-4, 18/12035-7)

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