Técnicas de impressão 3D baseadas em luz aplicadas a polímeros derivados de pantenol

• Processo: 22/09992-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 27 de outubro de 2022
• Data de Término da vigência: 26 de outubro de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
• Pesquisador responsável: Luiz Henrique Catalani
• Beneficiário: Isabela Lima Autran Dourado
• Supervisor: Sandra Van Vlierberghe
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Ghent University (UGent), Bélgica
• Vinculado à bolsa: 18/12602-9 - Síntese e fotorreticulação de poliésteres insaturados derivados de isosorbídeo e pantenol para a impressão 3D de dispositivos médicos reabsorvíveis, BP.DD
• Assunto(s): Impressão tridimensional Biomateriais poliméricos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biodegradable Scaffolds | Computed Axial Lithography | Digital Light Processing | Panthenol | Two-photon Polymerization | 3D printing | Biomateriais Poliméricos

Resumo

Este trabalho tem como objetivo estudar a impressão 3D de resinas biocompatíveis baseadas em pantenol por meio de diferentes técnicas baseadas em luz, tais como Digital Light Processing (DLP), Two-Photon Polymerization (2PP), and Computed Axial Lithography (CAL, também chamada de Impressão 3D Volumétrica). Os arcabouços impressos utilizando essas modalidades de impressão serão comparados e explorados no que tange às suas propriedades morfológica, química, mecânica e biológica. O campo biomédico vem mostrando uma demanda especial por materiais seguros que possam ser usados com arquiteturas complexas na regeneração de tecidos. A impressão 3D baseada em luz de materiais fotorreticuláveis e biodegradáveis é de grande interesse devido à alta resolução dos arcabouços finais e alta velocidade de fabricação. Apesar de muitos materiais fotossensíveis terem sido desenvolvidos nos últimos anos, não há nenhuma resina comercialmente disponível no mercado que seja, além de biocompatível, biodegradável. Recentemente, nosso Laboratório de Biomateriais Poliméricos (LBP), no IQ-USP, tem desenvolvido um sistema fotocurável baseado em um polímero inédito derivado de pantenol - este é um composto altamente biocompatível que possui um papel crucial como pró-vitamina B5 em inúmeros processos metabólicos, especialmente nos processos relacionados à pele.A capacidade de fotorreticulação dos sistemas baseados em polímeros de pantenol acrilados tem sido investigada em nosso grupo apenas em objetos de duas dimensões, como filmes. No entanto, inúmeros desafios surgem quando da impressão 3D de arcabouços desses materiais. Neste projeto, nós investigaremos sistemas de impressão em tecnologias do tipo DLP, 2PP e CAL. Vale ressaltar que as impressões por 2PP e CAL são técnicas que representam importantes especificidades: a primeira destaca-se pela maior resolução espacial (na ordem de submicrons); a segunda, introduzida à literatura pela primeira vez em 2019, destaca-se pelos tempos muito baixos de impressão, reduzindo imensamente o tempo de residência. Nesse contexto, o grupo de Química de Polímeros e Biomateriais (PBM-UGent), sob a liderança da Prof. Sandra Van Vlierberghe e do Prof. Peter Debruel, é considerado uma referência na área. Eles focam ativamente em síntese, funcionalização, processamento e caraterização de polímeros, e mostram expertise em várias técnicas de impressão 3D, o que inclui técnicas baseadas em luz (estereolitografia, DLP, 2PP, e CAL) e técnicas baseadas em extrusão (com filamentos ou hidrogeis combinados ou não com células). (AU)