Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1822/33929

TitleDesenvolvimento de estruturas de óxido de alumínio anodizado (AAO) para o crescimento celular
Other titlesDevelopment of anodic aluminum oxide (AAO) structures for the cell culture substrates
Author(s)Rodrigues, Mariana Pastor Soares
Advisor(s)Carneiro, Joaquim A. O.
Sampaio, Paula
Issue date2014
Abstract(s)Na última década, as nanoestruturas de óxido de alumínio anodizado (do inglês Anodized Aluminium Oxide, AAO) têm sido objeto de intensos trabalhos de investigação científica para diversas aplicações. Estas camadas são caracterizadas pela presença de poros paralelos com orientação perpendicular à superfície, e pela razão entre o diâmetro do poro e o seu comprimento podendo atingir valores superiores a 1:1000. O diâmetro do poro da estrutura AAO depende do potencial aplicado, concentração do eletrólito (e tipo) e temperatura. Recentemente, têm sido desenvolvidos diversos estudos onde as estruturas nanoporosas são usadas como molde (template) na produção de nanofios ou nanotubos de diferentes materiais (e.g. carbono e metais, entre outros). Outras aplicações incluem a utilização de membranas porosas como nanofiltros. Entre as aplicações mais técnicas, as propriedades e a estrutura única do óxido de alumínio nanoporoso também parecem ser benéficas nos domínios da biomedicina como engenharia de tecidos. Além disso, estudos recentes têm lidado como aplicações de filmes de óxido de alumínio nanoporoso em implantes ortopédicos uma vez que é esperado melhor crescimento de células no interior dos poros e consequente estabilização de endopróteses. Por isso, é evidente que o óxido de alumínio nanoporoso pode também ser útil como substrato para a cultura de células. Devido à sua porosidade especial, a fixação de co-culturas, ou seja, células cultivadas nos dois lados da membrana, parece ser uma aplicação especialmente promissora em alguns campos da engenharia de tecidos. O principal objetivo deste trabalho será o de produzir nanoestruturas de AAO, produzidas a partir de uma chapa de liga de alumínio através da utilização de um eletrólito de ácido sulfúrico aplicando um processo de anodização em duas etapas. Será avaliada a influência dos parâmetros do processo (potencial aplicado e temperatura) na morfologia dos poros (tamanho do poro, distância inter-poro e espessura da camada anódica). Adicionalmente, será também avaliada a citotoxicidade das amostras por medidas específicas de toxicidade e a adesão e proliferação das células na estrutura AAO pela análise em microscopia eletrónica de varrimento.
In the last, nanostructures of Anodized Aluminum Oxide (AAO) have become the object of intense scientific research works for dissimilar fields of application. These layers are characterized by the presence of parallel pores with perpendicular orientations to the substrate surface, and the pore aspect ratio (pore diameter vs. pore length) that can reach values of 1:1000 (or more). The pore diameter depends on the applied voltage, electrolyte concentration (and type) and temperature. A number of studies have been performed in which the nanoporous structure was used as a template in the production of nanowires or nanotubes from different materials (e.g. carbon and metals, among others). Other applications include the use of porous membrane as nanofilters. Among these more technical application the unique properties and structure of nanoporous aluminum oxide also seems beneficial in biomedical fields such as tissue engineering. Moreover, recent studies have dealt with the application of nanoporous aluminum oxide films on orthopedic implants since better cell ingrowth into the pores and consequently stabilization of the endoprosthesis is expected. Thus, it is apparent that nanoporous aluminum oxide could be also usable as a cell culture substrate. Due to its special porosity, the establishment of co-cultures, i.e. culturing cells on both sides of the membrane, seems to be an especially promising application in some fields of tissue engineering. The main goal of this work is the production of nanoporous AAO structures that will be produced from aluminum alloy plates in sulfuric acid electrolyte using a two-step anodization process. The influence of process parameters (applied voltage and temperature) on membrane’s pore morphology will be evaluated (pore size, inter-pore distance and thickness of the anodic layer). In addition, cytotoxicity of the substrates, the adhesion of the cell to AAO structure and cells proliferation will be evaluated by scanning electron microscopy.
TypeMaster thesis
DescriptionDissertação de mestrado integrado em Engenharia de Materiais
URIhttp://hdl.handle.net/1822/33929
AccessOpen access
Appears in Collections:BUM - Dissertações de Mestrado Integrado
CDF - GRF - Dissertações de Mestrado/Master Thesis
DBio - Dissertações de Mestrado/Master Theses

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