Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/6545
Type: Tese
Title: 3D printed-poly(lactic acid) scaffolds with improved bioactivity for bone tissue engineering
Author(s)/Inventor(s): Teixeira, Bruna Nunes
Advisor: Thiré, Rossana Mara da Silva Moreira
Co-advisor: Thiré, Rossana Mara da Silva Moreira
Abstract: Arcabouços de poli(ácido láctico) (PLA) produzidos por impressão 3D são uma alternativa promissora na engenharia tecidual. A funcionalização da superfície baseada no modelo de mexilhão – Polidopamina (PDA), foi proposta como uma maneira eficiente de aumentar a bioatividade e promover a imobilização covalente de biomoléculas, tais como o colágeno (COL) tipo I, nas superfícies. Este estudo teve como objetivo caracterizar arcabouços de PLA produzidos por impressão 3D, com diferentes espaçamentos entre os filamentos, concomitantemente à influência do recobrimento com PDA como plataforma para aumentar a bioatividade e a imobilização de COL I na superfície dos arcabouços. A geometria influenciou diretamente na porosidade e na resistência à compressão das peças impressas. A camada de PDA melhorou a imobilização de COL I na superfície dos arcabouços em 92% e aumentou a adesão de células-tronco mesenquimais. A sobreposição de PDA e COL I forneceu as melhores condições para adesão celular e proliferação no estágio inicial da cultura celular. Além disso, nessa condição, células produziram quantidade expressivamente maior de fosfatase alcalina, um conhecido marcador de osteogênese, após 21 dias em cultura. Os arcabouços com poros projetados de 700 µm (espaçamento intermediário = 1 mm) e revestidos com PDA/COL proporcionam porosidade, tamanho de poro, propriedades mecânicas e condições biológicas adequadas para permitir a regeneração do tecido ósseo.
Abstract: PLA scaffolds produced by 3D printing are a promising alternative to bone tissue engineering. A simple mussel inspired method, polydopamine (PDA) surface functionalization, has being proposed as an efficient way to enhance the bioactivity of biomaterials, such as PLA, and to promote covalent immobilization of a variety of proteins such as collagen (COL) type I. This study aimed to characterize PLA scaffolds produced by FDM with different pore size, concomitantly to the influence of PDA coating as platform to enhance the bioactivity and the immobilization of COL I onto printed PLA. Scaffolds geometry influenced directly in the porosity and compressive strength of printed parts. The PDA layer improved the COL immobilization onto the surface of PLA scaffolds in 92% and enhanced the adhesion of porcine Bone Marrow Stem Cells (MSCs). The combination of PDA and COL layers provided the best conditions for early stage cell adhesion and proliferation. Cells cultured onto PDA/COL scaffolds produced substantially higher amounts of Alkaline Phosphatase (ALP), a marker of osteogenesis, by 21 days in culture. Scaffolds with projected pores of 700 µm in size (strut spacing = 1 mm) and coated with PDA plus COL I provides appropriate porosity, mechanical properties and biological conditions to allow bone tissue regeneration.
Keywords: Engenharia metalúrgica e de materiais
Modificação de superfície
Engenharia de tecido ósseo
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Dec-2017
Publisher country: Brasil
Language: eng
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Metalúrgica e de Materiais

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