Hidrogéis de alginato para bioimpressão 3d : um estudo exploratório

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Santos, Natália Kohlrausch Vernetti dos
• Orientador(a): Santos, Joao Henrique Zimnoch dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Alginato; Bioimpressão; Reticulação; Encapsulamento de células; Sol-gel
• Palavras-chave em Inglês: Alginate; 3D bioprinting; Ionic crosslinking; Cell encapsulation; Stöber method
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/292511

O alginato de sódio é um dos polímeros mais estudados na pesquisa de encapsulamento celular, devido ao histórico de desenvolvimento da área e às suas características apropriadas para essa aplicação, nas modalidades de microencapsulamento e macroencapsulamento. A nova tecnologia de bioimpressão 3D permite construir dispositivos com células encapsuladas que contornam os principais problemas enfrentados nas outras modalidades. Todavia, o alginato de sódio apresenta características que impedem uma impressão precisa, sendo inapropriado para a bioimpressão. Este trabalho teve como objetivo investigar a influência de diferentes composições de hidrogel baseado em alginato de sódio nas propriedades reológicas e nas características estruturais de dispositivos impressos em 3D visando futura aplicação como tecnologia de encapsulamento celular. Como íons reticulantes, foram avaliados Ca2+, Ba2+, Cu2+ e Fe3+. O alginato utilizado foi caracterizado por GPC ( ̅̅̅̅ = 74,607 kDa) e teve sua razão M/G avaliada por RMN 1H, sendo o valor encontrado de 1,46. As nanopartículas de sílica foram sintetizadas através de uma rota sol-gel básica baseada no método de Stöber. A composição dos hidrogéis foi otimizada através de testes de triagem com uma escala Likert. Nessa etapa, os hidrogéis reticulados com íon Fe3+ resultaram em materiais impróprios para impressão por extrusão. Para a caracterização dos hidrogéis produzidos, utilizou-se as técnicas de FT-IR, Potencial Zeta, MEV, ensaios reológicos e de intumescimento. As medidas de potencial Zeta apresentaram carga negativa para todas as composições, variando de -36,6 ± 4,9 mV a -62,3 ± 1,8 mV. A adição de nanopartículas de SiO2 nas formulações resultou em um aumento no valor de potencial zeta. Isso indica que sua presença aumenta a estabilidade das dispersões de forma significativa, o que também foi constatado nas análises de MEV e de grau de intumescimento. As varreduras de frequência resultaram em valores de tan(δ) superiores à 0,1 para todos os hidrogéis avaliados, indicando a necessidade de uma etapa de pós-reticulação. Os hidrogéis pré-reticulados com Ca2+, Ba2+ e Cu2+ apresentaram resultados promissores para aplicação de encapsulamento celular através da bioimpressão 3D por extrusão.