Environmentally friendly high-performance nanomaterials for active packaging and bone tissue engineering

Autor(es)

Filipe Vargas Ferreira

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química
• Data de defesa: 2020-12-01

Membros da banca

Liliane Maria Ferrareso Lona; Angela Maria Moraes; Rubens Maciel Filho; Luiz Henrique Capparelli Mattoso; Luiz Antonio Pessan

• Orientador: Liliane Maria Ferrareso Lona; Rubia Figueredo Gouveia

Resumo

O desenvolvimento de materiais ambientalmente amigáveis para diferentes setores deve ser considerado para garantir o desenvolvimento sustentável do nosso planeta. Nesta tese, desenvolvemos dois materiais poliméricos biodegradáveis de alto desempenho para serem utilizados como embalagem ativa e na medicina regenerativa, ou seja, setores em que os polímeros não biodegradáveis são amplamente utilizados e a reciclagem não é recomendada, pois alguns compostos ativos ou fármacos não são removidos durante o processo. (i) Nanocristais de celulose funcionalizados (CNCs) isolados do resíduo do bagaço de cana-de-açúcar foram montados em poli(butileno adipato-co-tereftalato) - PBAT pelo método de casting. Este método permitiu a formação de uma rede de percolação tridimensional que entrelaçou os CNCs dentro do polímero, modulando as propriedades térmicas e mecânicas em um material flexível que não pode ser sintetizado por outras abordagens de fabricação. Para atingir uma atividade antibacteriana, os nanocompósitos CNCs/PBAT foram cobertos com filme fino de prata por pulverização catódica de magnetron. O material versátil proposto e dotado de funcionalidades avançadas revelou seu potencial para abordagens notavelmente inovadoras, incluindo embalagens ativas biodegradáveis. (ii) Criogéis à base de nanofibras de celulose altamente interconectados, tridimensionais, leves e não tóxicos contendo partículas de vidro bioativo (BG 45S5®) foram sintetizados para serem usados na engenharia de tecido ósseo. O material preparado por um método novo, escalonável, ecologicamente correto e fácil, combinou morfologia e características mecânicas de forma otimizada e facilitou a formação de hidroxiapatita, enquanto libera íons essenciais para estimular a diferenciação óssea. Enquanto as características rugosas e porosas favoreciam várias funções celulares, os íons foram considerados críticos para aumentar a produção da proteína morfogenética do osso a partir das células dentro da área fraturada, acelerando assim o reparo ósseo in vivo. A biocompatibilidade sistêmica não indicou efeitos negativos em órgãos vitais, como fígado e rins. Juntos, os resultados demonstraram o potencial desse novo biomaterial verde para regeneração óssea, podendo ser utilizado como implante para o tratamento de defeitos ósseos in vivo (AU)

• Processo FAPESP: 16/09588-9 - Funcionalização de nanocristais de celulose para o desenvolvimento de nanocompósitos biodegradáveis PBAT/CNC
• Beneficiário: Filipe Vargas Ferreira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado