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TitleDesenvolvimento e otimização de estruturas condutoras de base polimérica para engenharia de tecidos
Author(s)Maciel, Marta Maria da Silva
Advisor(s)Lanceros-Méndez, S.
Ribeiro, Clarisse Marta Oliveira
KeywordsEngenharia de tecidos
Piezoeletricidade
Condutividade
Fibras
Poli(fluoreto de vinilideno)
Polipirrole
Tissue engineering
Piezoelectricity
Conductivity
Fibers
Poly(vinylidene fluoride)
Polypyrrole
Issue date6-Dec-2016
Abstract(s)A engenharia de tecidos é uma área científica com o objetivo de corrigir as falhas que existem a nível de regeneração e substituição de órgãos e/ou tecidos danificados impossíveis de recuperar. Através da utilização de células do indivíduo, fornecendo os estímulos necessários e numa estrutura apropriada é possível formar um novo tecido totalmente viável e funcional. Neste trabalho pretendeu-se desenvolver uma estrutura híbrida utilizando como base um polímero piezoelétrico, o poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF), revestido com polímeros condutores: o polipirrole (Ppy) e a polianilina (PANI), com o objetivo de fornecer às células os estímulos biofísicos necessários ao seu correto desenvolvimento. As fibras de PVDF foram produzidas pelo método de electrospinning de duas formas diferentes: orientadas (O) e não orientadas (NO). O diâmetro médio das fibras O e NO situa-se no intervalo dos 700-800 nm. Estas fibras possuem uma estrutura semicristalina e uma fase β no intervalo dos 80-95% o que indica uma elevada quantidade de piezoeletricidade presente nestas fibras. As propriedades mecânicas das fibras foram avaliadas e verificou-se que as fibras O possuíam um módulo de Young superior quando o stress é aplicado ao longo da direção das fibras, indicativo da morfologia anisotrópica das fibras. As fibras NO são isotrópicas e mostravam a mesma resposta independentemente da direção da aplicação da força. Posteriormente, as fibras foram revestidas com polímero condutor através da polimerização por método químico. As fibras com uma biocompatibilidade e condutividade apropriadas foram caraterizadas a nível morfológico e quanto às suas propriedades mecânicas. As fibras revestidas com Ppy e dopadas com cloreto de sódio apresentaram os melhores resultados para aplicações em engenharia de tecidos pois eram biocompatíveis, condutoras, e possuíam um revestimento uniforme à volta das fibras. Além disso, o processo de deposição não modificou significativamente as suas propriedades mecânicas. Essas amostras foram também submetidas a testes de proliferação celular, em condições estáticas, onde se verificou que as células proliferaram apesar de aderirem menos comparativamente às fibras sem revestimento.
Tissue engineering is a research field with the objective to correct the flaws that exist in the regeneration and replacement of damaged organs/tissues that are impossible to recover. Using the cells from the patient, providing necessary stimulus in appropriate structure, it is possible to form a tissue viable and completely functional. In this work was developed a hybrid structure using as a base a piezoelectric polymer, poly(vinylidene fluoride) (PVDF) coated with conductive polymers, polypyrrole (PPy) and polyaniline (PANI), with the objective to provide to the cells the biophysical stimulus needed for their functional development. The PVDF fibers were produced by electrospinning in two different ways: oriented (O) and random (NO). The diameter of O and NO fibers is in the range of 700-800 nm. These fibers have a semicrystalline structure and a β phase between 80-95% which indicates a high amount of the piezoelectric phase present in the fibers. The mechanical properties of the fibers were evaluated and it was found that O fibers show a higher Young Modulus when the stress is applied along the direction of the fibers, indicative of the anisotropic morphology of the fiber mats. The NO fibers are isotropic and show the same response independently of the direction of application of the applied force. Then, the fibers were coated with a conductive polymer through polymerization by chemical method. The fibers with proper biocompatibility and conductivity were submitted to characterization process at the level of morphology and their mechanical properties. The fibers coated with Ppy and doped with sodium chloride were the ones with the best results for tissue engineering applications as they are biocompatible, conductive, and show a uniform coating around the fibers. Furthermore, their mechanical properties are not significantly modified by the deposition process. This fibers were submitted to cellular proliferation, in static assays, where it was verified that the cells proliferate, although the cells adhere less than the fibers without coating.
TypeMaster thesis
DescriptionDissertação de mestrado em Biofísica e Bionanossistemas
URIhttp://hdl.handle.net/1822/45632
AccessOpen access
Appears in Collections:BUM - Dissertações de Mestrado
CDF - FCD - Dissertações de Mestrado/Master Thesis

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