Author(s):
Junior, José Vítor de Araújo 
Date: 2005
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/2274
Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Subject(s): Engenharia de materiais; Compósitos poliméricos; Tecidos (biologia)
Description
Os avanços mais recentes em engenharia de tecidos baseiam-se na obtenção de matrizes
porosas (scaffolds) que permitem a adesão, a proliferação e a distribuição das células. A
obtenção de scaffolds de quitosano, tem merecido, ultimamente, um interesse particular
devido ao facto deste polímero apresentar algumas características interessantes,
nomeadamente a vantagem de ser solúvel em água, podendo ser facilmente convertido
em scaffolds por processos de congelamento e liofilização das suas soluções. Alguns
estudos têm mesmo sugerido o uso de scaffolds de quitosano para a preparação de
implantes ósseos, visto que estes apresentam boas propriedades, quer de ordem
estrutural, quer de ordem composicional. No entanto, para tais aplicações, existe o
inconveniente deste polímero não ser bioactivo, o que implica a necessidade de se
realizarem modificações superficiais ou de se optar pela sua incorporação em materiais
compósitos em que a fase dispersa tenha propriedades bioactivas, opção esta que foi
adoptada no presente trabalho.
No trabalho que seguidamente se apresenta produziram-se scaffolds compósitos
quitosano/brushite, por processos de congelamento e liofilização de suspensões de
brushite em solução de quitosano. Estudou-se o efeito da variação de algumas
condições experimentais, tendo-se observado que a alteração da proporção
quitosano:brushite afecta as características microestruturais, nomeadamente o diâmetro
médio de poro e a porosidade total dos scaffolds. Para além disso, algumas
propriedades são também significativamente afectadas pelo aumento da concentração
de brushite, tais como cristalinidade, densidade e comportamentos térmico e
mecânicos.
Realizaram-se também estudos do comportamento dos compósitos quitosano/brushite
em soluções simuladoras do plasma humano (SBF). Os resultados obtidos mostraram
que a presença de brushite confere ao material bioactividade, caracterizada pelo
aparecimento de uma camada de hidroxiapatite à superfície. Demonstrou-se que o
crescimento da camada apatítica envolve o consumo de iões cálcio e fosfato
provenientes da solução de SBF, bem como da própria brushite.
As características e bioactividade dos scaffolds quitosano/brushite obtidos no presente
trabalho apontam-nos, pois, como materiais promissores para aplicações em engenharia
de tecidos, nomeadamente na regeneração do tecido ósseo.
ABSTRACT: The recent advances in tissue engineering are based on porous scaffolds which behave
as a template for promoting cells attachment, proliferation and migration. A particular
interest has been focused on chitosan scaffolds due to some interesting properties of
this polymer. Chitosan is a water soluble polymer that can easily be converted into
porous scaffolds by freeze-drying its solutions. Due to its compositional and structural
characteristics, chitosan scaffolds have been pointed out for bone implant applications.
However, to overcome the absence of bioactivity, surface modifications may be
required, or, alternatively, the addition of bioactive substances. This last possibility has
been selected to be studied in the work here reported.
In the present work, chitosan/brushite composite scaffolds were produced by freezedrying
chitosan solutions containing brushite powder. The effect of some experimental
parameters was studied. The obtained results showed that the variation of chitosan and
brushite contents affects significantly the microstructure of the final scaffolds, mainly
their porosity and average pore size. Moreover, some properties as crystallinity, density
and thermal and mechanical behavior are also affected.
The study of the behavior of the chitosan/brushite composite scaffolds immersed in
simulated body fluid (SBF) was also undertaken. An apatite layer on the surface of the
composite scaffolds after few aging days was observed, thus indicating their in vitro
bioactivity. The apatite layer grows at the expense of calcium and phosphate ions
supplied by the SBF and by the brushite dissolution.
It may be thus concluded that the attractive properties of the chitosan/brushite
composite scaffolds produced in the present work point out these materials as potential
candidates for applications in bone tissue engineering. Mestrado em Ciências e Engenharia de Materiais
Document Type
Master Thesis
Language
Portuguese
Advisor(s)
Costa, Maria Elisabete Jorge Vieira da; Almeida, Maria Margarida Tavares Lopes de
