Estado da arte de scaffolds de TPU

dc.contributor.advisor1Marini, Juliano
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4533610255047654
dc.contributor.authorSobczak, Rafael dos Reis
dc.date.accessioned2025-08-13T18:44:51Z
dc.date.issued2025-07-11
dc.description.abstractDue to their biocompatibility, bioresorbability, mechanical properties, and versatility in shaping, thermoplastic polyurethanes appear to be remarkable candidates for scaffold applications. In this context, this undergraduate thesis explores this polymer in depth, from the formation of the urethane group through the reaction between isocyanate and hydroxyl groups, to the polymerization of polyurethane, which may occur in one or two steps, and how its biphasic morphology of hard and soft domains primarily governs its mechanical properties. Furthermore, it defines the purpose of scaffolds, which is to mimic the extracellular matrix in order to promote the regeneration of damaged tissues. To achieve this, scaffolds must be biocompatible, biodegradable at rates compatible with the target tissue, and must also possess suitable mechanical properties and architecture. The latter is defined by the scaffold’s conformation, which involves many techniques and can be categorized into methods using porogenic agents, additive manufacturing, and fiber-based techniques. Thermoplastic polyurethane can be bioresorbable when the correct raw materials are used, degrading mainly through hydrolysis and generating non-toxic byproducts. Its mechanical properties are shown to be very similar to those of soft tissues. Thus, its main applications are in cardiovascular, musculoskeletal, and nervous tissue engineering. As a synthetic scaffold material, studies are being conducted to improve cell adhesion, for instance, through the use of peptides. Another research direction aims to make this polymer conductive, by incorporating conductive fillers or mechanically blending it with conductive polymers. Finally, this work also highlights gaps in the literature, such as the use of this material for cartilage regeneration, which remains poorly documented.eng
dc.description.resumoPor conta da sua biocompatibilidade, bioreabsorção, propriedades mecânicas e diversidade de conformação, os poliuretanos termoplásticos aparentam ser notáveis candidatos para a aplicação de scaffolds. Nesse sentido, este trabalho de conclusão de curso discorre aprofundadamente sobre este polímero, desde a obtenção do grupo uretano a partir da reação entre grupos isocianato e hidroxila, passando pela polimerização do poliuretano que pode ser em uma ou duas etapas, até como a morfologia de estrutura bifásica de domínios rígidos e flexíveis rege principalmente as propriedades mecânicas. Além disso, define a aplicação de scaffolds, a qual é mimetizar a matriz extracelular com o papel de proporcionar a recuperação de tecidos lesados. Para isso, os scaffolds precisam ser biocompatíveis, biodegradáveis a taxas compatíveis com o tecido a ser recuperado e devem ter propriedades mecânicas e arquitetura também adequadas. A última é estabelecida na conformação, que envolve muitas técnicas e pode ser desmembrada em métodos que utilizam agentes porogênicos, de manufatura aditiva e com fibras. O poliuretano termoplástico é biorreabsorvível empregando-se as matérias-primas corretas, degradando principalmente por hidrólise e gerando subprodutos não tóxicos. Mostra-se que as propriedades mecânicas dele são muito próximas às de tecidos moles. Assim, suas principais aplicações são cardiovasculares, musculoesqueléticas e nervosas. Em se tratando de um scaffold de material sintético, estudos vêm sendo feitos no sentido de aumentar a adesão celular, por exemplo com peptídeos. Outra linha de pesquisas é a de tornar o scaffold deste polímero condutor, com o uso de cargas condutoras ou mistura mecânica com polímeros condutores. Por fim, este trabalho aponta gargalos na literatura, como a aplicação de recuperação de cartilagem, que é pouco documentada.por
dc.identifier.citationSOBCZAK, Rafael dos Reis. Estado da arte de scaffolds de TPU. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22567.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22567
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.courseEngenharia de Materiais - EMa
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectPoliuretano termoplásticopor
dc.subjectEngenharia de Tecidospor
dc.subjectScaffoldeng
dc.subjectMatriz extracelularpor
dc.subjectThermoplastic polyurethaneeng
dc.subjectTissue engineeringeng
dc.subjectExtracellular matrixeng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS
dc.titleEstado da arte de scaffolds de TPUpor
dc.title.alternativeState of the art of TPU scaffoldseng
dc.typeTCC

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