Formulação e estudo da citocompatibilidade de hidrogéis termossensíveis contendo partículas bioativas para aplicação em regeneração óssea

dc.contributor.advisor1Camargo, Emerson Rodrigues de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7720754304065239por
dc.contributor.authorNovak, Sara
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/2232629213328346por
dc.date.accessioned2022-09-02T12:28:14Z
dc.date.available2022-09-02T12:28:14Z
dc.date.issued2022-07-29
dc.description.abstractAlthough the osteogenic properties, there are still some limitations to employing bioactive glasses (BG) in the human body, such as potential cytotoxicity and a lack of controlling the morphology of BG particles. Furthermore, particles presenting smaller sizes can be helpful for the preparation of organic-inorganic composites with improved properties. These composites have gained attention in the last years due to the possibility of employing them in bone regeneration. However, osteoporosis remains one of the most embracing pathologies in the world. In this research, a new material based on the thermosensitive Poly(N-vinilcaprolactam) (PNVCL) hydrogel and BG particles was developed as a candidate for bone regeneration. For that, BG-based particles were synthesized by melt-quenching and sol-gel methods, and milled to achieve submicron particles. These BG-based particles showed a bactericidal effect against Staphylococcus aureus and a relatively fast in vitro hydroxycarbonate apatite formation. Different amounts of these particles were then employed in the formulation of PNVCL hydrogels. The viscoelastic properties and cytocompatibility of the hydrogels were widely investigated. PNVCL syntheses were performed using ethanol, ethyl acetate, and DMSO to evaluate the effect of the solvent on the final characteristics of the polymers. The hydrogels exhibited a sol-gel thermosensitive transition close to the human body temperature offering the possibility of being injected. The entrapment of the BG-based particles in the PNVCL hydrogel showed to be beneficial for osteoblastic cells decreasing the cytotoxicity and resulting in cytocompatible composites. Furthermore, the rheological behavior of the composites could be adjusted by the type and amount of particles. These hydrogels have shown potential as an injectable biomaterial for a site bone remineralization.eng
dc.description.resumoA excelente propriedade osteogênica de vidros bioativos (BG) contrasta com importantes limitações no uso dessa classe de materiais, das quais se destaca o potencial de citotoxicidade e a dificuldade em controlar a morfologia das partículas para uma efetiva inserção em matrizes poliméricas. Aliado a isto, há uma demanda por novos materiais que possam ser empregados na prevenção e tratamento locais da osteoporose. Neste trabalho, um novo biomaterial à base do hidrogel termossensível de poli(Nvinilcaprolactama) (PNVCL) e partículas BG foi desenvolvido como potencial candidato em regeneração óssea. Partículas de vidro e vitrocerâmica sintetizadas por diferentes rotas e com composição SiO2-Na2O-CaO-P2O5 foram moídas permitindo a obtenção de partículas submicrométricas. Esses materiais apresentaram resposta bactericida contra Staphylococcus aureus e foram capazes de induzir rapidamente a formação in vitro de hidroxicarbonato-apatita (HCA). Diferentes quantidades dessas partículas foram empregadas na formulação dos hidrogéis de PNVCL e a caracterização das propriedades viscoelásticas e a investigação da citocompatibilidade para células ósseas foram conduzidos. A síntese do PNVCL foi feita pela polimerização via radical livre do monômero NVCL e diferentes solventes foram avaliados na síntese e nas propriedades físico-químicas dos polímeros obtidos, são eles etanol, acetato de etila e DMSO. Os diferentes polímeros exibiram uma transição termossensível próxima a temperatura fisiológica humana oferecendo a possibilidade de serem injetados no corpo. A combinação das diferentes partículas com os hidrogéis mostrou ser benéfica para as células reduzindo a citotoxicidade dos materiais vítreos e resultando na obtenção de hidrogéis citocompatíveis. Além disso, os resultados mostraram que o comportamento viscoelástico pode ser ajustado pelo tipo e pela quantidade de partículas empregadas nas formulações. Esses hidrogéis compósitos apresentam potencial como biomaterial injetável para remineralização óssea local.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.description.sponsorshipDeutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD)por
dc.description.sponsorshipIdO presente trabalho foi realizado com o Apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES) – Código de Financiamento 001por
dc.description.sponsorshipIdDeutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD) (Co-financed ShortTerm Research Grant 57552395)por
dc.identifier.citationNOVAK, Sara. Formulação e estudo da citocompatibilidade de hidrogéis termossensíveis contendo partículas bioativas para aplicação em regeneração óssea. 2022. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/16555.por
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/16555
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCampus São Carlospor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQpor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectVidros bioativospor
dc.subjectRegeneração ósseapor
dc.subjectBioactive glasseseng
dc.subjectThermosensitive hydrogeleng
dc.subjectBone regenerationeng
dc.subjectHidrogel termossensíveleng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICApor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA::ENGENHARIA MEDICApor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOSpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS::CERAMICOSpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS::POLIMEROS, APLICACOESpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICApor
dc.titleFormulação e estudo da citocompatibilidade de hidrogéis termossensíveis contendo partículas bioativas para aplicação em regeneração ósseapor
dc.title.alternativePreparation and cytocompatibility of thermosensitive hydrogels containing bioactive particles for bone tissue regenerationeng
dc.typeTesepor

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