ISEL - Engenharia Biomédica - Dissertações de Mestrado
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Browsing ISEL - Engenharia Biomédica - Dissertações de Mestrado by advisor "Baptista, Ricardo Miguel Gomes Simões"
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- Fabrico de scaffolds para substituição óssea utilizando pós de titânio e agentes poragéneosPublication . Ekoh, Elisabeth; Baptista, Ricardo Miguel Gomes Simões; Guedes, Ana Mafalda SaldanhaO desenvolvimento de soluções alternativas ao enxerto ósseo é fundamental para o sucesso da engenharia de tecido ósseos, baseada na utilização de scaffolds como alternativa para a substituição e regeneração óssea. Um scaffold é fabricado utilizando materiais biocompatíveis de origem metálica, cerâmica ou polimérica. Os materiais poliméricos possuem propriedades mecânicas adequadas, mas baixa bioatividade; os cerâmicos embora estruturalmente semelhantes ao osso, resultam habitualmente em scaffolds com baixa resistência mecânica. As espumas metálicas surgiram na literatura como uma alternativa viável. Neste contexto, neste trabalho testa-se o fabrico de corpos porosos a partir de pós metálicos de titânio e de diferentes agentes poragéneos. O objetivo é obter uma boa relação entre comportamento mecânico, propriedades físico-químicas e bioatividade do scaffold, o mais semelhantes possível às do osso trabecular humano. O procedimento de fabrico consistiu na mistura e homogeneização de titânio na forma pó com um agente poragéneo. Para este fim testou-se cloreto de sódio (NaCl) e amido de batata, com diferentes relações mássicas metal/poragéneo - 30/70, 50/50, 70/30. As foram compactadas, seguindo-se a eliminação do agente poragéneo por dissolução em água destilada para o sal ou por calcinação, respetivamente no caso do cloreto de sódio e do amido. A última etapa de processamento foi a sinterização dos corpos verdes, testando-se as temperaturas de 800ºC, 900ºC e 1000ºC. Para a compactação das amostras foi necessário projetar e fabricar um molde metálico. Após o fabrico dos scaffolds, caracterizaram-se as respetivas propriedades físicas, químicas, mecânicas e de biocompatibilidade de microscopia eletrónica de varrimento, ensaio mecânico de compressão, testes de citotoxicidade. Os melhores resultados foram obtidos para scaffolds com 30 % em massa de amido de batata, que apresentaram propriedades mecânicas semelhantes às do osso trabecular, nomeadamente módulo de Young de 0.82 GPa e tensão de carga máxima de 115.18 MPa. Estes scaffolds apontam para um efeito de crescimento de células animais. No entanto, a partir de 50 % de amido de batata as amostras perderam integridade estrutural o que inviabilizou o seu fabrico. A utilização de 30 %, 50 % e 70 % em massa de cloreto de sódio como agente poragéneo resultou em scaffolds com integridade estrutural. Os melhores resultados obtiveram-se para 70 % de cloreto de sódio, resultando em poros de grande dimensão, com diâmetro até 3 mm. Os scaffolds com 30 % de cloreto de sódio apresentaram módulo de 0.56 GPa e tensão de carga máxima de 18.86 MPa. Todos scaffolds sinterizados apresentaram uma camada exterior de óxido de titânio e porosidade.