Biocompósitos de xSiO2.(y-n)CaO.zP2O5.nCuO/PVA obtidos por tape casting aquoso: propriedades osteogênica e antibacteriana
xSiO2.(y-n)CaO.zP2O5.nCuO/PVA biocomposites obtained by aqueous tape casting: osteogenic and antibacterial properties
| dc.contributor | Santos, Euler Araujo dos | |
| dc.creator | Santos, Silmara Caldas | |
| dc.date | 2022-02-24T22:14:54Z | |
| dc.date | 2022-02-24T22:14:54Z | |
| dc.date | 2021-09-27 | |
| dc.date.accessioned | 2023-09-28T23:13:49Z | |
| dc.date.available | 2023-09-28T23:13:49Z | |
| dc.identifier | SANTOS, Silmara Caldas. Biocompósitos de xSiO2.(y-n)CaO.zP2O5.nCuO/PVA obtidos por tape casting aquoso: propriedades osteogênica e antibacteriana. 2021. 119 f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2021. | |
| dc.identifier | https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/15078 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/9086798 | |
| dc.description | The guided bone regeneration (GBR) technique is characterized by the use of barrier membranes to close critical bone defects, preventing the invasion of epithelial cells and fibroblasts, complicating actors in the regenerative process. To increase the bioactivity and mechanical properties of materials used as a GBR membrane, some polymer-based biocomposites with bioactive ceramics as filler particles have been developed. Among these, bioactive glass/polymer biocomposites have attracted a lot of attention, since such materials have osteoconductivity. This is due to the presence of bioactive glass, which has the ability to induce the formation of an apatite layer on the surface very similar to the bone mineral phase. The current challenges in the production of biomaterials for GBR are the development of more biocompatible, resorbable and antibacterial systems, since these materials are more exposed to contamination. Thus, the objective of this work was the preparation and characterization of poly(vinyl alcohol) (PVA) polymeric matrix biocomposites and bioactive glass particles containing copper capable of presenting both osteogenic and antibacterial properties, aiming application in GBR. The biocomposites were obtained by aqueous tape casting using PVA as polymer matrix and a bioactive glass obtained by sol-gel composition 60% SiO2 ∙ (36-x)% CaO ∙ 4% P2O5 ∙ x% CuO, where x = 0 , 1 and 3% (mol %). The aqueous tape casting process did not induce significant changes in the composition and structure of bioactive glasses even after 28 h in contact with solvents. The presence of copper decreased the swelling capacity of the biocomposites while inhibiting the increase in degradation in aqueous media over time. Regardless of the copper content, a layer of low crystallinity hydroxyapatite was precipitated on the surface of all samples after immersion in simulated blood plasma (SBF), confirming the bioactivity of the biocomposites. Although there were no evident effects on the adhesion of MG-63 osteoblastic cells, the presence of copper improved cell proliferation and decreased the expression of alkaline phosphatase (ALP) by osteoblasts, compared to samples without copper. Unlike osteoblastic cells, the membranes of Escherichia coli (Gram -) bacteria were clearly damaged by the presence of copper, confirming its antibacterial effect. These results demonstrated that the insertion of bioactive glass containing copper into biocomposites added the antibacterial property so desirable in GBR barrier membranes without compromising the osteogenic properties of the proposed system, which is, therefore, a promising candidate for the GBR technique. | |
| dc.description | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | |
| dc.description | A técnica de regeneração óssea guiada (ROG) caracteriza-se pelo uso de membranas de barreira para fechar defeitos ósseos críticos evitando a invasão de células epiteliais e fibroblastos, atores complicadores no processo regenerativo. Para o aumento da bioatividade e propriedades mecânicas de materiais usados como membrana de barreira na ROG, alguns biocompósitos de base polimérica com cerâmicas bioativas como partículas de carga, têm sido desenvolvidos. Dentre esses, os biocompósitos de vidro bioativo/polímero têm atraído muita atenção, uma vez que tais materiais apresentam ostecondutividade. Isso se deve à presença do vidro bioativo, que possui a capacidade de induzir a formação de uma camada de apatita na superfície muito semelhante à fase mineral óssea. Os desafios atuais na produção de biomateriais para ROG consistem no desenvolvimento de sistemas mais biocompatíveis, reabsorvíveis e antibacterianos. Assim, o objetivo desse trabalho foi a preparação e caracterização de biocompósitos de matriz polimérica de poli (álcool vinílico) (PVA) e partículas de vidro bioativo contendo cobre capaz de apresentar tanto propriedades osteogênicas quanto propriedades antibacterianas, visando aplicação em ROG. Os biocompósitos foram obtidos por tape casting de meio aquoso usando PVA como matriz polimérica e um vidro bioativo obtido por sol-gel de composição 60% SiO2∙(36-x)% CaO∙4% P2O5∙x% CuO, onde x = 0, 1 e 3% (% em mol). O processo de tape casting de meio aquoso não induziu modificações significativas na composição e estrutura dos vidros bioativos mesmo após 28 h em contato com os solventes. A presença do cobre diminuiu a capacidade de intumescimento dos biocompósitos ao passo inibiu o aumento da degradação em meio aquoso ao longo do tempo. Independentemente do teor de cobre, uma camada de hidroxiapatita de baixa cristalinidade foi precipitada na superfície de todas as amostras após imersão em plasma sanguíneo simulado (SBF), confirmando a bioatividade dos biocompósitos. Apesar de não haver efeitos evidentes na adesão das células osteoblásticas do tipo MG-63, a presença do cobre melhorou a proliferação celular e diminuiu a expressão da fosfatase alcalina (ALP) pelos osteoblastos, comparativamente às amostras sem cobre. Ao contrário das células osteoblásticas, as membranas das bactérias do tipo Escherichia coli (Gram -) foram claramente danificadas pela presença do cobre, confirmando seu efeito antibacteriano. Esses resultados demonstraram que a inserção de vidro bioativo contendo cobre nos biocompósitos adicionou a propriedade antibacteriana tão desejável em membranas de barreira ROG sem comprometer as propriedades osteogênicas do sistema proposto, o qual se mostra, portanto, um candidato promissor para a técnica de ROG. | |
| dc.description | São Cristóvão | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais | |
| dc.publisher | Universidade Federal de Sergipe | |
| dc.subject | Ciência dos materiais | |
| dc.subject | Nanocompósitos (Materiais) | |
| dc.subject | Álcool | |
| dc.subject | Vidros bioativos | |
| dc.subject | Bactericidas | |
| dc.subject | Biocompósitos | |
| dc.subject | Poli(álcool vinílico) (PVA) | |
| dc.subject | Vidro bioativo | |
| dc.subject | Cobre | |
| dc.subject | Atividade osteogênica | |
| dc.subject | Antibacteriano | |
| dc.subject | Biocomposites | |
| dc.subject | Poly(vinyl alcohol) (PVA) | |
| dc.subject | Bioglass | |
| dc.subject | Copper | |
| dc.subject | Osteoblast behavior | |
| dc.subject | Antibacterial activity | |
| dc.subject | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA | |
| dc.title | Biocompósitos de xSiO2.(y-n)CaO.zP2O5.nCuO/PVA obtidos por tape casting aquoso: propriedades osteogênica e antibacteriana | |
| dc.title | xSiO2.(y-n)CaO.zP2O5.nCuO/PVA biocomposites obtained by aqueous tape casting: osteogenic and antibacterial properties | |
| dc.type | Tese |