Modificações das superfícies de poliuretanos para aumentar a hemocompatibilidade de dispositivos cardiovasculares

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Oyama, Helena Taeko Tanaka
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Fotoenxertia
Graphene oxide
Hemocompatibilidade
Hemocompatibility
Heparin
Heparina
Óxido de grafeno
Óxido de grafeno reduzido
Photografting
Reduced graphene oxide
Surface treatment
Tratamento de superfície
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5174/tde-05022024-132816/
Resumo: A hemocompatibilidade representa um dos principais requisitos dos materiais utilizados em dispositivos médicos que entram em contato direto com o sangue. O objetivo desse trabalho foi desenvolver e avaliar estratégias de tratamentos de superfície para aumentar a hemocompatibilidade do Poliéter Poliuretano Segmentado (PU) utilizado na confecção de dispositivos cardiovasculares. Duas estratégias foram propostas e avaliadas: a) a funcionalização da heparina na superfície do polímero pelo processo de fotoenxertia e b) a incorporação de nanocargas, de óxido de grafeno (GO) e óxido de grafeno reduzido (rGO) com a heparina, na massa polimérica. Os tratamentos foram avaliados de acordo com ensaios definidos nas normas internacionais que incluem as caracterizações físico-químicas dos materiais e avaliações biológicas. As caracterizações termogravimétricas e por espectroscopias Raman mostraram a redução do GO com a heparina. As análises por FTIR também confirmaram a redução do GO e a funcionalização do heparinato de benzalcônio na superfície do PU. Os ensaios mecânicos de tração mostraram uma variação da resistência à tração entre as membranas de PU e as membranas dos nanocompósitos. As membranas de PUrGO tiveram maior tensão para uma mesma deformação de 500%. Esta membrana, na concentração de 0,2% de rGO, em 100% de deformação, apresentou um valor de módulo de Young de 16,41% maior que o PU puro. Houve redução do ângulo de contato das membranas as membranas de PU tratadas por fotoenxertia de 88,5o para 65,1o, tornando-as mais hidrofílicas. Os nanocompósitos de PU com rGO apresentaram aumento no ângulo de contato de 88,5o para 97,1o sugerindo aumento de hidrofobicidade. Os ensaios biológicos in vitro sugerem menor adesão de plaquetas em superfícies mais hidrofílicas de PUHepB do que em superfícies hidrofóbicas. A atividade hemolítica na superfície de PUrGO se mostrou menor nas superfícies mais hidrofóbicas do que nas membranas hidrofílicas. Os resultados dos ensaios de citotoxicidade sugerem que as membranas de PU e as membranas tratadas apresentaram adesão e proliferação celular o que indica boa biocompatibilidade
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Duas estratégias foram propostas e avaliadas: a) a funcionalização da heparina na superfície do polímero pelo processo de fotoenxertia e b) a incorporação de nanocargas, de óxido de grafeno (GO) e óxido de grafeno reduzido (rGO) com a heparina, na massa polimérica. Os tratamentos foram avaliados de acordo com ensaios definidos nas normas internacionais que incluem as caracterizações físico-químicas dos materiais e avaliações biológicas. As caracterizações termogravimétricas e por espectroscopias Raman mostraram a redução do GO com a heparina. As análises por FTIR também confirmaram a redução do GO e a funcionalização do heparinato de benzalcônio na superfície do PU. Os ensaios mecânicos de tração mostraram uma variação da resistência à tração entre as membranas de PU e as membranas dos nanocompósitos. As membranas de PUrGO tiveram maior tensão para uma mesma deformação de 500%. Esta membrana, na concentração de 0,2% de rGO, em 100% de deformação, apresentou um valor de módulo de Young de 16,41% maior que o PU puro. Houve redução do ângulo de contato das membranas as membranas de PU tratadas por fotoenxertia de 88,5o para 65,1o, tornando-as mais hidrofílicas. Os nanocompósitos de PU com rGO apresentaram aumento no ângulo de contato de 88,5o para 97,1o sugerindo aumento de hidrofobicidade. Os ensaios biológicos in vitro sugerem menor adesão de plaquetas em superfícies mais hidrofílicas de PUHepB do que em superfícies hidrofóbicas. A atividade hemolítica na superfície de PUrGO se mostrou menor nas superfícies mais hidrofóbicas do que nas membranas hidrofílicas. Os resultados dos ensaios de citotoxicidade sugerem que as membranas de PU e as membranas tratadas apresentaram adesão e proliferação celular o que indica boa biocompatibilidadeHemocompatibility represents one of the main requirements of materials used in medical devices that come into direct contact with blood. The purpose of this work was to develop and evaluate surface treatment strategies to increase the hemocompatibility of Segmented Polyether Polyurethane (PU) used in the manufacture of cardiovascular devices. Two strategies were proposed and evaluated: a) the functionalization of heparin on the polymer surface by the photografting process and b) the incorporation of nanofillers, graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (rGO) with heparin, in the polymer mass . The treatments were evaluated according to tests defined by international norms, which include the physical-chemical characterization of the materials and biological evaluations. Thermogravimetric and Raman characterizations spectroscopy showed the reduction of GO with heparin. FTIR analyses showed the reduction of GO and the functionalization of benzalkonium heparinate on the PU surface. The mechanical tensile tests showed a variation in tensile strength between the PU membranes and the nanocomposite membranes. The PUrGO membranes had a higher tension for the same 500% deformation. This membrane, at a concentration of 0.2% rGO, at 100% deformation, presented a Young\'s modulus value of 16.41% higher than pure PU. There was a reduction in the contact angle of the PU membranes treated by photografting from 88.5o to 65.1o, making them more hydrophilic. The PU nanocomposites with rGO showed an increase in the contact angle from 88.5o to 97.1o, suggesting increased hydrophobicity. Biological assays, in vitro, suggest less platelet adhesion to more hydrophilic PUHepB surfaces than to hydrophobic surfaces. The hemolytic activity on the PUrGO surface was lower on the more hydrophobic surfaces than the hydrophilic membranes. The results of the cytotoxicity assays suggest that the PU membranes and the treated membranes showed cell adhesion and proliferation, which indicates good biocompatibilityBiblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCestari, Idágene AparecidaOyama, Helena Taeko Tanaka2023-10-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5174/tde-05022024-132816/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/openAccesspor2024-08-22T21:20:03Zoai:teses.usp.br:tde-05022024-132816Biblioteca 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:27212024-08-22T21:20:03Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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