Polímeros insaturados derivados de pantenol e isosorbídeo para a impressão 3D de dispositivos médicos biodegradáveis

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Dourado, Isabela Lima Autran
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: 3D printing; Biodegradable polymers; Engenharia de tecidos; Impressão 3D; Isosorbide; Isosorbídeo; Pantenol; Panthenol; Polímeros biodegradáveis; Tissue engineering
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-28012026-170310/

Visando a melhoria da qualidade de vida e aumento da longevidade da população, a pesquisa em Engenharia de Tecidos tem o ousado desafio de desenvolver tecnologias inovadoras para o restauro, manutenção ou melhoria da função de tecidos. Representativas do estado-da-arte na produção de arcabouços, as técnicas estereolitográficas de impressão 3D consolidaram-se como uma sofisticada ferramenta de biofabricação por permitirem alta resolução especial, escalabilidade e versatilidade somadas à manipulação precisa da luz. No entanto, a falta de materiais que cumpram com os requisitos mínimos de processamento e de aplicação final ainda representa o principal fator limitante na fabricação de novos arcabouços biodegradáveis. Neste trabalho, propomos resinas fotorreticuláveis de impressão 3D inéditas baseadas em poliésteres insaturados biocompatíveis e biodegradáveis derivados de pantenol e isosorbídeo. Para tanto, foram exploradas as seguintes frentes de trabalho: (i) estratégias sintéticas para o desenvolvimento de polímeros saturados de pantenol; (ii) modificação do poli(adipato de pantenila) com cloreto de acriloíla; (iii) modificação do poli(sebacato de pantenila) com isocianato de alila; e (iv) a copolimerização de isosorbídeo com diésteres saturados e insaturados. Os polímeros insaturados foram associados a fotoiniciador e a diferentes comonômeros e correticulantes vinílicos e tiolados, o que conferiu aos materiais estudados uma característica imprescindível à aplicação desejada: o potencial de personalização fina dos arcabouços para a obtenção de características químicas, físicas e biológicas adaptáveis a diferentes tecidos-alvo.Todas as resinas produzidas a partir dos poliésteres de pantenol apresentaram gelificação em tempos inferiores a 10 segundos e frações géis superiores a 75%. Além disso, o potencial de degradação hidrolítica dos filmes produzidos foi demonstrado em condições aceleradas e neutras. Os testes biológicos, por sua vez, confirmaram que os materiais produzidos são não-tóxicos e demonstraram, em sua vasta maioria, capacidade de aderir as duas linhagens celulares testadas (NIH-3T3 e HEK-293). Embora os poliésteres produzidos a partir do copolímero de isosorbídeo tenham apresentado gelificação mais lenta, trata-se de um tipo de insaturação muito menos reativo e, ainda assim, a fotorreticulação não foi somente bem-sucedida, como também permitiu a impressão 3D de estruturas de alta resolução, como giroides. Todos os poliésteres derivados de pantenol foram desenvolvidos originalmente por nosso grupo - sendo inéditos para a literatura - assim como suas respectivas modificações e aplicações em manufatura aditiva. Além disso, a aplicação de copolímeros de isosorbídeo em sistemas fotocuráveis e como resinas para impressão 3D via DLP também é relatada aqui de forma inédita.