Estudo de reticulação de colágeno derivado de pele de tilápia (Oreochromis niloticus) com compostos fenólicos de extratos vegetais
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-25032025-083505/ |
Resumo: | O colágeno é um biopolímero natural que compõe a matriz extracelular (MEC) e é fundamental para a resistência de diversos tecidos. Devido a suas características, como biocompatibilidade e biodegradabilidade, o colágeno é amplamente utilizado em biomateriais, especialmente na medicina regenerativa e engenharia de tecidos. O colágeno extraído da pele de peixe, como a tilápia, tem se destacado por ser mais fácil de extrair, ter maior solubilidade e menor risco de doenças em comparação com colágeno de mamíferos. Além disso, o colágeno de tilápia apresenta boa estabilidade térmica e mecânica. Entretanto, suas propriedades mecânicas e térmicas são limitadas, o que pode ser melhorado através de reticulações, que envolvem a interligação de moléculas de colágeno. Extratos vegetais ricos em compostos fenólicos, como os da romã e da uva, têm sido investigados como agentes reticulantes, pois não apenas melhoram as propriedades do colágeno, mas também oferecem benefícios adicionais, como ação anti-inflamatória, antiviral e antioxidante. O objetivo do estudo é desenvolver e caracterizar matrizes (esponjas e filmes) e géis de colágeno pepsinizado de pele de tilápia, incorporando extratos de casca de romã e semente de uva. O colágeno foi extraído da pele de tilápia por meio de tratamento básico seguido de extração ácida, utilizando pepsina em concentrações de 5% e 10%. Os géis resultantes foram preparados com diferentes concentrações dos extratos. Os géis foram submetidos a ensaios de reologia, que mostraram que a adição dos extratos aumentou o comportamento elástico e a resistência à deformação, além de elevar a temperatura de desnaturação. Os filmes e matrizes porosas resultantes foram caracterizados quanto à desnaturação térmica, absorção de tampão fosfato salino, porosidade e resistência à degradação enzimática. A análise por FT-IR indicou que a adição de pepsina preservou a estrutura da tripla hélice do colágeno, enquanto a inclusão dos extratos gerou novas bandas espectrais. A análise térmica (DSC) revelou um aumento de até 20% na temperatura de desnaturação das matrizes com a adição de extrato. O ensaio de absorção mostrou que a máxima absorção aumentou com os extratos. A porosidade também foi influenciada: o extrato de semente de uva aumentou a porosidade, enquanto o de casca de romã apresentou um efeito inverso. O tamanho dos poros também cresceu nas amostras com maior concentração de extrato de semente de uva. Por fim, a estabilidade biológica dos géis melhorou com a adição dos extratos, que reduziram a degradação. O aumento na resistência à deformação, na temperatura de desnaturação e na estabilidade à degradação enzimática indicam a eficácia da reticulação do colágeno, sendo essa mais acentuada para o extrato de semente de uva. Esses resultados sugerem que a incorporação de extratos vegetais não apenas melhora as propriedades do colágeno, mas também pode oferecer novas aplicações em biomateriais. |
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Estudo de reticulação de colágeno derivado de pele de tilápia (Oreochromis niloticus) com compostos fenólicos de extratos vegetaisCross-linking study of tilapia (Oreochromis niloticus) skin collagen with phenolic compounds from plant extractscolágenocollagenextratos vegetaisgrapepele de tilápiapepsinaplant extractspomegranateromãtilapia skinuvaO colágeno é um biopolímero natural que compõe a matriz extracelular (MEC) e é fundamental para a resistência de diversos tecidos. Devido a suas características, como biocompatibilidade e biodegradabilidade, o colágeno é amplamente utilizado em biomateriais, especialmente na medicina regenerativa e engenharia de tecidos. O colágeno extraído da pele de peixe, como a tilápia, tem se destacado por ser mais fácil de extrair, ter maior solubilidade e menor risco de doenças em comparação com colágeno de mamíferos. Além disso, o colágeno de tilápia apresenta boa estabilidade térmica e mecânica. Entretanto, suas propriedades mecânicas e térmicas são limitadas, o que pode ser melhorado através de reticulações, que envolvem a interligação de moléculas de colágeno. Extratos vegetais ricos em compostos fenólicos, como os da romã e da uva, têm sido investigados como agentes reticulantes, pois não apenas melhoram as propriedades do colágeno, mas também oferecem benefícios adicionais, como ação anti-inflamatória, antiviral e antioxidante. O objetivo do estudo é desenvolver e caracterizar matrizes (esponjas e filmes) e géis de colágeno pepsinizado de pele de tilápia, incorporando extratos de casca de romã e semente de uva. O colágeno foi extraído da pele de tilápia por meio de tratamento básico seguido de extração ácida, utilizando pepsina em concentrações de 5% e 10%. Os géis resultantes foram preparados com diferentes concentrações dos extratos. Os géis foram submetidos a ensaios de reologia, que mostraram que a adição dos extratos aumentou o comportamento elástico e a resistência à deformação, além de elevar a temperatura de desnaturação. Os filmes e matrizes porosas resultantes foram caracterizados quanto à desnaturação térmica, absorção de tampão fosfato salino, porosidade e resistência à degradação enzimática. A análise por FT-IR indicou que a adição de pepsina preservou a estrutura da tripla hélice do colágeno, enquanto a inclusão dos extratos gerou novas bandas espectrais. A análise térmica (DSC) revelou um aumento de até 20% na temperatura de desnaturação das matrizes com a adição de extrato. O ensaio de absorção mostrou que a máxima absorção aumentou com os extratos. A porosidade também foi influenciada: o extrato de semente de uva aumentou a porosidade, enquanto o de casca de romã apresentou um efeito inverso. O tamanho dos poros também cresceu nas amostras com maior concentração de extrato de semente de uva. Por fim, a estabilidade biológica dos géis melhorou com a adição dos extratos, que reduziram a degradação. O aumento na resistência à deformação, na temperatura de desnaturação e na estabilidade à degradação enzimática indicam a eficácia da reticulação do colágeno, sendo essa mais acentuada para o extrato de semente de uva. Esses resultados sugerem que a incorporação de extratos vegetais não apenas melhora as propriedades do colágeno, mas também pode oferecer novas aplicações em biomateriais.Collagen is a natural biopolymer that constitutes the extracellular matrix (ECM) and is essential for the strength of various tissues. Due to its characteristics, such as biocompatibility and biodegradability, collagen is widely used in biomaterials, especially in regenerative medicine and tissue engineering. Collagen extracted from fish skin, such as tilapia, has stood out for being easier to extract, having higher solubility, and lower disease risk compared to mammalian collagen. Furthermore, tilapia collagen exhibits good thermal and mechanical stability. However, its mechanical and thermal properties are limited, which can be improved through crosslinking, involving the interconnection of collagen molecules. Plant extracts rich in phenolic compounds, such as those from pomegranate and grape seeds, have been investigated as crosslinking agents, as they not only improve collagen properties but also offer additional benefits, such as anti-inflammatory, antiviral, and antioxidant actions. The aim of this study is to develop and characterize matrices (sponges and films) and gels of pepsinized collagen from tilapia skin, incorporating extracts of pomegranate peel and grape seed. Collagen was extracted from tilapia skin through basic treatment followed by acid extraction, using pepsin at concentrations of 5% and 10%. The resulting gels were prepared with different concentrations of the extracts. The gels underwent rheological tests, which showed that the addition of the extracts increased the elastic behavior and resistance to deformation, as well as raising the denaturation temperature. The resulting films and porous matrices were characterized for thermal denaturation, phosphate-buffered saline absorption, porosity, and resistance to enzymatic degradation. FT-IR analysis indicated that the addition of pepsin preserved the collagen triple helix structure, while the inclusion of the extracts generated new spectral bands. Thermal analysis (DSC) revealed up to a 20% increase in the denaturation temperature of the matrices with the addition of the extract. The absorption test showed that maximum absorption increased with the extracts. Porosity was also influenced: grape seed extract increased porosity, while pomegranate peel extract had the opposite effect. The pore size also increased in samples with a higher concentration of grape seed extract. Finally, the biological stability of the gels improved with the addition of the extracts, which reduced degradation. The increase in resistance to deformation, denaturation temperature, and stability to enzymatic degradation indicates the effectiveness of collagen crosslinking, with the effect being more pronounced for grape seed extract. These results suggest that incorporating plant extracts not only improves collagen properties but may also offer new applications in biomaterials.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPPlepis, Ana Maria de GuzziFolha, Leonardo Lobão2025-02-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-25032025-083505/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-03-27T13:44:02Zoai:teses.usp.br:tde-25032025-083505Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-03-27T13:44:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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O colágeno é um biopolímero natural que compõe a matriz extracelular (MEC) e é fundamental para a resistência de diversos tecidos. Devido a suas características, como biocompatibilidade e biodegradabilidade, o colágeno é amplamente utilizado em biomateriais, especialmente na medicina regenerativa e engenharia de tecidos. O colágeno extraído da pele de peixe, como a tilápia, tem se destacado por ser mais fácil de extrair, ter maior solubilidade e menor risco de doenças em comparação com colágeno de mamíferos. Além disso, o colágeno de tilápia apresenta boa estabilidade térmica e mecânica. Entretanto, suas propriedades mecânicas e térmicas são limitadas, o que pode ser melhorado através de reticulações, que envolvem a interligação de moléculas de colágeno. Extratos vegetais ricos em compostos fenólicos, como os da romã e da uva, têm sido investigados como agentes reticulantes, pois não apenas melhoram as propriedades do colágeno, mas também oferecem benefícios adicionais, como ação anti-inflamatória, antiviral e antioxidante. O objetivo do estudo é desenvolver e caracterizar matrizes (esponjas e filmes) e géis de colágeno pepsinizado de pele de tilápia, incorporando extratos de casca de romã e semente de uva. O colágeno foi extraído da pele de tilápia por meio de tratamento básico seguido de extração ácida, utilizando pepsina em concentrações de 5% e 10%. Os géis resultantes foram preparados com diferentes concentrações dos extratos. Os géis foram submetidos a ensaios de reologia, que mostraram que a adição dos extratos aumentou o comportamento elástico e a resistência à deformação, além de elevar a temperatura de desnaturação. Os filmes e matrizes porosas resultantes foram caracterizados quanto à desnaturação térmica, absorção de tampão fosfato salino, porosidade e resistência à degradação enzimática. A análise por FT-IR indicou que a adição de pepsina preservou a estrutura da tripla hélice do colágeno, enquanto a inclusão dos extratos gerou novas bandas espectrais. A análise térmica (DSC) revelou um aumento de até 20% na temperatura de desnaturação das matrizes com a adição de extrato. O ensaio de absorção mostrou que a máxima absorção aumentou com os extratos. A porosidade também foi influenciada: o extrato de semente de uva aumentou a porosidade, enquanto o de casca de romã apresentou um efeito inverso. O tamanho dos poros também cresceu nas amostras com maior concentração de extrato de semente de uva. Por fim, a estabilidade biológica dos géis melhorou com a adição dos extratos, que reduziram a degradação. O aumento na resistência à deformação, na temperatura de desnaturação e na estabilidade à degradação enzimática indicam a eficácia da reticulação do colágeno, sendo essa mais acentuada para o extrato de semente de uva. Esses resultados sugerem que a incorporação de extratos vegetais não apenas melhora as propriedades do colágeno, mas também pode oferecer novas aplicações em biomateriais. |
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