Navegando por Assunto "Engenharia biomédica"
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- DissertaçãoDesenvolvimento de dispositivo portátil para irradiação extravascular a laser do sangue: elib device(2019) Vieira, Luiz FernandoO laser é uma fonte de luz coerente, colimada, monocromática e de polarização uniforme. Na medicina há a interação da radiação laser com os tecidos biológicos com fins diagnósticos ou terapêuticos. As variáveis fundamentais dessa interação são comprimento de onda, densidade de potência e tempo de exposição. A terapia ILIB estimula as células sanguíneas com a irradiação do laser, proporcionando benefícios ao sistema imunológico, a microcirculação sanguínea e alívio de dores e inflamações. O objetivo do trabalho é desenvolver um equipamento eletrônico portátil capaz de realizar o ILIB de forma tópica. Este projeto não inclui testes em pessoas ou animais. Este trabalho faz a revisão bibliográfica mostrando a natureza da luz e do laser. Em seguida, trata das interações do laser com os tecidos biológicos e apresenta a laserterapia ILIB e suas ações ao organismo. A partir dessas informações, demonstram-se todas as fases de elaboração do protótipo. Faz-se a verificação do funcionamento do protótipo construído e suas características, demonstrando que essas atendem às exigências preestabelecidas para a laserterapia em questão.
- DissertaçãoDesenvolvimento e caracterização de scaffold com potencial para aplicação na regeneração de tecido ósseo(2015) Rebelo, Marcia de AraújoScaffolds são suportes tridimensionais porosos, temporários, usados para mimetizar a estrutura da matriz extracelular e estimular respostas celulares específicas em nível celular/molecular para regeneração de tecido orgânico. Os biomateriais que compõem os scaffolds conferem requisitos físico-químicos e arquitetônicos necessários para a estabilidade física, química e biológica da estrutura, resultando em uma estrutura com porosidade, resistência mecânica adequada e biocompatibilidade. O objetivo desse estudo foi desenvolver e avaliar as propriedades físico-químicas e biológicas (in vitro) dos scaffolds. Os scaffolds foram obtidos por liofilização das dispersões poliméricas aquosas de quitosana (Ch2), quitosana/alginato de sódio sem tratamento (ChNaAlg4), tratados com CaCl2 (Ch/NaAlg4B) e quitosana/alginato de sódio/hidroxiapatita (Ch/NaAlg4/Hap). Os scaffolds contendo hidroxiapatita foram preparados nas proporções 1:1:0,2, 1:1:0,4 e 1:1:0,6. A quitosana utilizada neste estudo apresentou grau de desacetilação de 81%. Todas as dispersões poliméricas apresentaram comportamento nãoNewtoniano (pseudoplástico) e propriedade tixotrópica. A porosidade, interconectividade e tamanho dos poros variou em função da composição dos scaffolds, ficou respectivamente entre 88-98%, 23,671-35,554 mm3 e 25-1425 µm. O scaffold Ch/NaAlg4B apresentou maior resistência a tração (4,47±0,9 kg/seg-1), flexibilidade (2,11±0,25 kg/seg-1) e elasticidade (1,78±0,01 kg/seg-1). O scaffold Ch2 apresentou maior resistência a perfuração (1,45±0,30 kg/seg-1). O perfil de intumescimento dos scaffolds variou em função do pH e da quantidade de eletrólitos contidos no fluído. A maior capacidade de intumescimento dos scaffolds em água, HCl (pH 4,4) e FSS (pH 6,80) foi, respectivamente, Ch/NaAlg4B, Ch/NaAlg4/Hap (1:1:0,4), Ch/NaAlg4/Hap (1:1:0,6) e Ch2. Em meio alcalino (pH 9,8) a capacidade de intumescimento dos scaffolds não apresentou diferença estatística (p>0,05). O teor de umidade após a liofilização dos scaffolds variou entre 8-11%. Os resultados da DSC indicam a formação de um novo compósito para os scaffolds contendo Hap. Os espectros FTIR apresentaram ausência do grupamento amino (1175 cm-1) nos scaffolds Ch/NaAlg4 e contendo Hap o que sugere a formação de um complexo ChNaAlg. Os ensaios de MTT, após 96 h, apresentaram proliferação celular entre 105-110% e células sem alterações morfológicas. O teste de bioatividade in vitro apresentou espessamento das paredes do scaffold Ch/NaAlg4/Hap (1:1:0,6) e redução da porosidade e interconectividade dos poros. Os scaffolds obtidos por liofilização das dispersões poliméricas de Ch2, Ch/NaAlg4, Ch/NaAlg4B e contendo Hap (Ch/NaAlg4/Hap), apresentaram estrutura com elevado grau de porosidade e interconectividade entre os poros. As propriedades mecânicas mostraram, simultaneamente, resistência à tração, perfuração, flexibilidade e elasticidade. O scaffolds testados induziram a proliferação celular e as células permaneceram sem alterações morfológicas. A análise dos resultados indicam que estes scaffolds podem ser uma alternativa promissora para a regeneração do tecido ósseo.
- DissertaçãoDesenvolvimento e caracterização de scaffolds laminar para regeneração de tecido cartilaginoso traqueal(2017) Amaral, Venâncio AlvesINTRODUÇÃO: O processamento tecnológico de polímeros naturais e sintéticos tem sido estudado para fabricação de dispositivos tridimensionais porosos, comumente denominados de scaffolds. OBJETIVO: Desenvolver e caracterizar scaffolds laminar, para aplicação na regeneração de tecido cartilaginoso traqueal. MÉTODOS: Os scaffolds foram preparados com poli (L-co-D,L ácido lático) (PLDLA), polietilenoglicol (PEG) 400 e 4000 e com agente porogênico, sacarose (SAC) e colágeno (COL). Preparados na proporção 1:2:2 (m/m) pela técnica de evaporação de solvente. As formulações foram avaliadas quanto as estruturas de superfície por microscopia óptica, propriedades físico-químicas por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e calorimetria diferencial exploratória (DSC), as propriedades fisiomecânicas foram medidas pela resistência a tração, compressão e mucoadesão, e no estudo in vitro, foram avaliados o perfil de desintegração e intumescimento em três diferentes meios (água ultrapura, meio tamponado e fluído salivar simulado-FSS) e avaliados até 120 horas. Após essas análises, as formulações PLDLA/PEG400/SAC e PLDLA/PEG400/COL foram selecionadas, e seguiram para análise de microscopia eletrônica de varredura, microtomografia computadorizada e ensaio de viabilidade celular. RESULTADOS: As micrografias exibiram alteração na estrutura de superfície com formação de poros. Os espectros de FTIR com os termogramas de DSC sugerem interação química entre os componentes dos scaffolds. Os resultados apresentados nas propriedades fisiomecânicas, de uma forma geral, mostraram que os scaffolds com PEG 400 e COL são favoráveis para o uso traqueal. O perfil de desintegração apresentou inicialmente uma perda de massa para todos os scaffolds, sendo menor para as que continham COL. Em contrapartida, os perfis de intumescimento para estas amostras foram maiores. O scaffold PLDLA/PEG400/SAC apresentou porosidade de 63,25% após 120h em FSS. Já o scaffold PLDLA/PEG400/COL apresentou porosidade de 58,97% após 120h em FSS. Os ensaios de viabilidade celular mostraram que os scaffolds não são citotóxicos. CONCLUSÃO: As análises dos resultados apresentados indicam que ambas as composições PLDLA/PEG400/SAC e PLDLA/PEG400/COL são estruturalmente adequados para serem utilizados na regeneração de tecido cartilaginoso.
- TeseScaffold acelular funcionalizado com cristal líquido liotrópico para condutividade do impulso elétrico: caracterização morfológica, mecânica e físico-química(2021) Souza, Juliana Ferreira deINTRODUÇÃO: As doenças cardiovasculares são as principais causas de morte após lesões causadas pelo infarto do miocárdio. Assim, alternativas terapêuticas que visem a recuperação funcional do tecido cardíaco, tem sido amplamente estudadas. OBJETIVO: O objetivo desse estudo foi desenvolver, caracterizar e avaliar scaffold funcionalizado com cristal líquido liotrópico (CLL) para promover condutividade do impulso elétrico no tecido cardíaco, após lesões causadas por infarto do miocárdio. MÉTODOS: A obtenção do scaffold funcionalizado incluem: (i) obtenção das formulações de CLL, usando monoleína (Myverol 18-92 ou Myverol 18-99) como fase oleosa, água ultrapura como fase aquosa e Poloxamer 407® como hidrótropo; (ii) fabricação de scaffold acelular usando colágeno tipo I, ácido hialurônico, fibroína da seda, Poloxamer 407® e agentes reticulantes, e (iii) a obtenção do scaffold funcionalizado pela incorporação das formulações de CLL no scaffold acelular (Scaffold-CLL). O Scaffold-CLL foi caracterizado por propriedades mecânicas, estudo de intumescimento, desintegração e condutividade elétrica, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC), microtomografia computadorizada tridimensional (µCT) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). RESULTADOS: A técnica de compressão plástica aplicada permitiu obter scaffold funcionalizado com CLL com resistência mecânica adequada. A capacidade de intumescimento e perfil de desintegração foram influenciados pela composição e grau de reticulação das formulações. O scaffold-CLL apresenta propriedade semicondutora, com potencial de aplicação no tecido cardíaco lesionado que pode influenciar na condução e propagação de estímulo mioelétrico. O FTIR e DSC indicaram, respectivamente, que houve interação química e mistura miscível entre os componentes das formulações. A µCT e MEV confirmaram, respectivamente, a orientação anisotrópica e formação estrutural dos poros. CONCLUSÃO: Os Scaffold-CLL obtidos são matrizes tridimensionais porosas, com orientação anisotrópica e propriedade semicondutora, com possibilidade de atuar como suporte temporário e influenciar positivamente na recuperação funcional do tecido cardíaco, após lesões causadas por infarto do miocárdio.
- TeseScaffolds acelulares para recuperação funcional e regeneração do miocárdio(2019) Rebelo, Marcia de AraújoA isquemia progressiva e prolongada do músculo cardíaco leva ao infarto agudo do miocárdio (IAM). As mudanças estruturais que ocorrem devido a disfunção do miocárdio faz com que indivíduos acometidos pelo IAM possam evoluir para uma insuficiência cardíaca (IC). Os tratamentos clínicos e farmacológicos apresentam limitações como escassez de doadores e uso indiscriminado de imunossupressores. A implantação de estruturas tridimensionais porosa (scaffolds), compostas por biomateriais entram como uma alternativa para regenerar o tecido do miocárdio e recuperar a função contrátil do miocário por apresentarem característica estrutural anisotrópica, propriedades fisiomecânicas e de elasticidade adequada para suportar o estresse mecânico causado pelos movimentos da sístole e diástole, além de favorecer a propagação dos impulsos elétricos gerado pelos cardiomiócitos. O objetivo deste estudo foi projetar, desenvolver e avaliar in vitro Scf microparticulado e Scf laminar, acelulares, para regeneração e recuperação funcional do músculo cardíaco afetado por isquemia do miocárdio. Para a obtenção dos Scf microparticulados foram preparadas microesferas de alginato de sódio 1,5% (m/v), colágeno tipo I 1,5% (m/v), quitosana 1,5% (m/v) e polianilina (5mg/mL) foram obtidas por geleificação ionotrópica com CaCl2 5% (m/v). Os Scfs laminares compostos por diferentes proporções de colágeno tipo I 10% (m/v), quitosana 2% (m/v), glicerol 5% e polianilina (5 mg/mL) foram obtidos pelo método de extensão e liofilização. A gelificação ionotrópica possibilitou a incorporação de colágeno tipo I, quitosana e polianilina nas microesferas de alginato de sódio. O diâmetro das microesferas variou entre 160,53 µm a 296,93 µm, com variação de formato esférico e elíptico. As microesferas F6 apresentaram maior capacidade eletrocondutiva. Os resultados de DSC mostraram aumento da energia de entalpia (∆H) para as formulações congeladas a -8ºC (A3C-110 J/g) e após a incorporação da PANI (DP3UT–147 J/g). Os espectros de FTIR apresentaram sobreposição dos grupamentos OH do glicerol, NH da QT, N-H do ColTipoI e NH evidenciando a ligação entre esses grupamentos. O Scf contendo polianilina (DP3UT) apresentou maior resistência a elongação, flexibilidade e resistência a perfuração. O Scf B3UT apresentou menor módulo de elasticidade. O Scf DP3UT apresentou maior capacidade de mucoadesão após 180s. O Scf D1UT apresentou maior grau de porosidade (77%). O perfil de intumescimento dos Scf variou em função da composição e espessura do Scf. Os Scf de menor espessura apresentaram comportamento de difusão Fickiano e os de maior espessura comportamento anômalo. O Scf B1UT apresentou maior capacidade de absorção. O ensaio de desintegração apresentou maior perda de massa para o Scf D3UT (72%) e menor para o Scf DP3UT (63%). As microesferas produzidas pela técnica de geleificação ionotrópica mostraram diâmetro adequado para serem injetados com agulha (0,23x4mm) na região anterior a lesão isquêmica, Os Scf laminares contendo polianilina apresentaram propriedades fisiomecânicas, de mucoadesão, grau de anisotropia e capacidade de conduzir impulsos elétricos, sendo promissores para a regeneração e recuperação do tecido cardíaco afetado por isquemia prolongada após infarto agudo do miocárdio.