Development and characterization of composites Poly(episolon-caprolactone) (PCL) and Beta-Tricalcium Phosphate (TCP) for use in biomaterials

Orientador: Cecília Amélia de Carvalho ZavagliaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: A utilização de biomateriais para substituir, reparar tecidos e órgãos lesados dos seres humanos tem aumentado muito ultimamente devido a diversos fatores como o crescimento da população e a sua maior expectativa de vida. A engenharia tecidual é um campo interdisciplinar que integra princípios da biologia celular e molecular, química, genética, ciências dos materiais e engenharia biomédica, para produzir compósitos tridimensionais inovativos, capazes de substituir tecidos biológicos. O desenvolvimento de novo biomaterial pode ajudar a solucionar este problema, utilizando o método de evaporação de solvente. Este trabalho teve como objetivos: sintetizar e caracterizar o ß-TCP através do método via seca; desenvolver e caracterizar as membranas de poli ('epsilon'-caprolactona) densas e porosas (scaffolds) utilizando dois solventes; preparar e caracterizar os compósitos densos e porosos PCL/ß-TCP; fazer uma avaliação da biocompatibilidade in vitro desses materiais. As seguintes técnicas de caracterização foram utilizadas: MO, MEV, EDS, DRX, TGA,DSC, ensaios mecânicos de tração, teste de viabilidade celular e atividade de fosfatase alcalina. Foi também analisada a sua degradação hidrolitica em solução tampão fosfato (PBS). Essas técnicas foram adequadas para diferenciar as amostras preparadas com os dois solventes utilizados: clorofórmio e diclorometano. Os ensaios mostraram que o último forneceu amostras mais resistentes mecanicamente, mantendo as propriedades térmicas do PCL puro sem alterações, com a adição das partículas do ß-TCP. A biocompatibilidade foi analisada através das normas conhecidas (ASTM e ABNT) e foi possível concluir que os materiais confeccionados são biocompativeis e a atividade de fosfatase alcalina (ALP) favoreceu o crescimento celular na membrana porosa. As avaliações in vitro não mostraram mudanças significativas nas composições preparadas com o solvente clorofórmio. Os materiais estudados possuem um grande potencial para aplicação em substitutos do tecido ósseoAbstract: The use of biomaterials to replace, repair damaged tissues and organs of humans has greatly increased lately due to various factors such as population growth and greater life expectancy. Tissue engineering is an interdisciplinary field that incorporates principles of molecular and cellular biology, chemistry, genetics, materials science and biomedical engineering to produce innovative three-dimensional composites, capable of replacing tissue. The development of new biomaterial can help solutions this problem by using on whole of evaporation of solvent. This work aimed to synthesize and characterize the ß-TCP by the dry method; develop and characterize the membranes of poly ('épsilon'-caprolactone) porous and dense (scaffolds) using two solvents, to prepare and characterize the dense and porous PCL composites / ß-TCP, perform an evaluation of in vitro biocompatibility of these materials. The following characterization techniques were used: OM, SEM, EDS, XRD, TGA, DSC, mechanical testing, testing cell viability, alkaline phosphatase activity. We also analyzed its hydrolytic degradation in phosphate buffer solution (PBS). These techniques were adequate to differentiate the samples prepared with two solvents used, chloroform and dichloromethane. The tests showed that the samples provided last more mechanically resistant, keeping the thermal properties of pure PCL unchanged with the addition of particles of ß-TCP. The biocompatibility was determined by known standards (ASTM and ABNT) and we can conclude that the materials are biocompatible and made (ALP), promoted cell growth in the porous membrane. The in vitro evaluations showed no significant changes in the compositions prepared with the solvent chloroform. The materials studied have a great potential for application in bone tissue substitutesMestradoMateriais e Processos de FabricaçãoMestre em Engenharia Mecânic