Brasil

Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE
Ciências e Biotecnologia (31003010079P0)
CARACTERIZAÇÃO DE BIOCOMPÓSITOS DE HIDROXIAPATITA CARBONATADA NANOESTRUTURADA SUBSTITUÍDA COM ZINCO PARA TERAPIA ÓSSEA
JESSICA DORNELAS DA SILVA
DISSERTAÇÃO
02/10/2015

A hidroxiapatita (HA) tem sido utilizada clinicamente como substituto ósseo, por ser biocompatível e quimicamente similar aos componentes inorgânicos do osso. Algumas alterações podem ser feitas no processo de síntese, tais como a diminuição da temperatura de síntese e inclusão de substituições iônicas. O zinco é um íon encontrado no organismo humano que, por desempenhar um papel importante no metabolismo ósseo, pode contribuir no desenvolvimento de biomateriais “inteligentes”. No presente trabalho, o objetivo foi desenvolver e caracterizar esferas de hidroxiapatita carbonatada (CHA) e hidroxiapatita carbonatada substituída com zinco (ZnCHA), verificando o impacto da dopagem com Zn em propriedades físico-químicas e biológicas do biomaterial. CHA e ZnCHA foram sintetizadas por via húmida, a 37°C e pH 9, sendo produzidas as esferas com a adição de alginato e reticulação em solução de CaCl2. As amostras foram caracterizadas físico-quimicamente através de DRX e FTIR, demonstrando os sinais característicos de fosfato de cálcio das amostras de CHA e ZnCHA. Análises de COT e fluorescência de raios-X confirmaram a incorporação de carbonato e zinco na estrutura da HA. A análise de superfície foi feita por BET e MEV, mostrando que a ZnCHA apresenta maior área superficial e volume de poros, enquanto a CHA apresentou maior diâmetro de poros em relação a HA. Ensaios de dissolução e cinética de liberação de elementos em meio de cultura foram realizados por ICP, mostrando que ambas as amostras foram capazes de sequestrar cálcio e fosfato do meio, com concomitante aumento da presença destes na estrutura de ambos os materiais, como revelado por FTIR, indicando bioatividade. A ZnCHA também foi capaz de liberar zinco no meio, atingindo a concentração de 10 μM em 7 dias. Osteoblastos humanos (HOB) foram expostos por 24h a meios condicionados com ambos os materiais, e a viabilidade celular foi avaliada por um ensaio multiparamétrico. Os resultados indicaram aumento na proliferação celular somente para a amostra de ZnCHA. Concluímos que a incorporação de carbonato e zinco altera a cristalinidade e a dissolução dos compósitos, gerando esferas biocompatíveis, capazes de liberar zinco e de estimular a proliferação de osteoblastos, indicando um material promissor para aplicação na medicina regenerativa.

bioengenharia;osteoblastos;biomateriais;hidroxiapatita
Hydroxyapatite (HA) has been clinically used as bone substitute, mostly due to its biocompatibility and chemically similarity to the inorganic components of bone. Some changes may be made in its process of synthesis, such as decreasing the temperature of synthesis and including ionic substitutions. The zinc ion is found in the human body which, by playing an important role in bone metabolism, can contribute to the development of smart materials. In this study, the aim was to develop and characterize spheres of carbonated hydroxyapatite (CHA) and zinc-substituted carbonated hydroxyapatite (ZnCHA), assessing the impact of doping with Zn in physicochemical and biological properties of the biomaterials. CHA and ZnCHA were synthesized by wet method at 37 °C and pH 9, producing spheres with the addition of alginate and cross-linking in a CaCl2 solution. Samples were characterized physico-chemically by XRD and FTIR, showing the characteristic signs of calcium phosphates. Total organic carbon (COT) analysis x-ray fluorescence confirmed that carbonate and zinc were incorporated in the HA structure. The surface was analyzed by BET and SEM, showing that ZnCHA has a higher surface area and pore volume, while CHA presented larger pore diameter as compared to ZnCHA. Dissolution and release kinetics tests in culture medium were performed by ICP, showing that both samples were able to sequester calcium and phosphate from medium, while increasing their presence in the structure of both materials, as revealed by FTIR, indicating bioactivity. The ZnCHA was also capable of releasing zinc ions in the medium, reaching concentrations of 10 uM in 7 days. Human osteoblasts (HOB) were exposed for 24h to conditioned media with both materials, and cell viability was evaluated by a multiparametric assay. The results indicate an increase in cell proliferation only for ZnCHA samples. We conclude that the incorporation of carbonate and zinc affect the crystallinity and dissolution of the composite, generating biocompatible spheres, capable of releasing zinc ions, stimulating proliferation of osteoblasts, indicating a promising material for applications in regenerative medicine.
tissue Engineering;osteoblasts;biomaterials;hydroxyapatite
01
90
PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE

Contexto

CIÊNCIAS E BIOTECNOLOGIA - INTERAÇÕES MOLECULARES, CELULARES E SISTÊMICAS
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Banca Examinadora

GUTEMBERG GOMES ALVES
Sim
Nome Categoria
CARLOS ALBERTO SORIANO DE SOUZA Participante Externo
MARCIA SOARES SADER Participante Externo
ELENA MAVROPOULOS OLIVEIRA TUDE Participante Externo
JOSE MAURO GRANJEIRO Docente

Vínculo

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Não