Reologia e Manufatura Aditiva de Hidrogéis Nanocompósitos para Aplicações em Medicina Regenerativa

• Processo: 17/23776-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2018
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2021
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Marcos Akira d'Ávila
• Beneficiário: Marcos Akira d'Ávila
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Ângela Cristina Malheiros Luzo
• Auxílio(s) vinculado(s): 19/23361-5 - Reologia e manufatura aditiva de tintas de hidrogéis nanocompósitos para aplicações em liberação de fármacos e engenharia tecidual, AP.R SPRINT
• Assunto(s): Polímeros Reologia Biomateriais Medicina regenerativa Impressão tridimensional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomateriais | Hidrogéis nanocompósitos | Manufatura Aditiva | Medicina regenerativa | Reologia | Polímeros

Resumo

Hidrogéis nanocompósitos vêm encontrando grande potencial em aplicações biomédicas, tais como biofabricação de scaffolds para engenharia tecidual, sistemas de liberação controlada de fármacos e sistemas injetáveis para recuperação de ossos e cartilagens. A característica principal desses sistemas é a presença de nanopartículas que promovem interações secundárias com as cadeias poliméricas de um ou mais polímeros, o que pode resultar em materiais com propriedades mecânicas e reológicas únicas, como alta pseudoplasticidade e autorrecuperação (self healing). Este Projeto consiste no desenvolvimento de scaffolds de hidrogéis nanocompósitos por manufatura aditiva de polímeros biocompatíveis fabricados por manufatura aditiva (MA), utilizando o método de deposição por extrusão. Os sistemas a serem estudados serão compostos pelos polímeros alginato ou glucomanana de Konjac, onde a fase particulada será composta por Laponite ou nanocelulose. A fim de estudar as composições ideais para impressão tridimensional dos scaffolds, serão realizados estudos da reologia de soluções poliméricas com nanopartículas dispersas em água; baseando-se nas propriedades reológicas das soluções será possível identificar as composições nas quais a MA é viável, bem como correlacionar as características reológicas com a estrutura dos hidrogéis. Uma vez realizada a MA, os scaffolds serão reticulados e caracterizados utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e análises reológicas. As propriedades mecânicas sob compressão também serão avaliadas. Ensaios in vitro com células tronco mesenquimais de tecido adiposo serão realizadas para avaliar a biocompatibilidade e viabilidade biológica dos scaffolds para aplicações em engenharia tecidual. Resultados preliminares desse projeto mostram a viabilidade de sua execução. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DA FONSECA, JESSICA HELINE LOPES; D'AVILA, MARCOS AKIRA. Rheological behavior of carboxymethylcellulose and cellulose nanocrystal aqueous dispersions. RHEOLOGICA ACTA, v. 60, n. 9, JUL 2021. (17/23776-5)

KARINA FELICIANO SANTO; JOSÉ LUIS DÁVILA; MARCOS AKIRA D'ÁVILA; ANDREA CECÍLIA DORION RODAS; JORGE VICENTE LOPES DA SILVA; JULIANA KELMY MACÁRIO BARBOZA DAGUANO. Estudo da reologia de hidrogéis compósitos de PEG-Laponita-alginato visando impressão 3D baseada em extrusão. MATERIA-RIO DE JANEIRO, v. 27, n. 2, 2022-12-05. (17/23776-5, 19/11950-6)

CORZO, INGRI JULIETH MANCILLA; DA FONSECA, JESSICA HELINE LOPES; D'AVILA, MARCOS AKIRA. Influence of carboxymethyl cellulose solutions on rheological properties of Laponite dispersions. RHEOLOGICA ACTA, v. 62, n. 7-8, p. 12-pg., 2023-06-15. (17/23776-5)