Neste trabalho, a irradiação por feixe de elétrons foi estudada como uma ferramenta para a reticulação do tecido de pericárdio bovino (PB). A conjugação de quitosana e fibroína de seda no tecido de PB liofilizado também foi objeto de estudo deste trabalho. Para isto, amostras de PB foram liofilizadas e irradiadas em um acelerador de elétrons utilizando-se diferentes doses e taxas de dose. Essas amostras foram analisadas por calorimetria exploratória diferencial (DSC), análises termogravimétricas (TGA), espectroscopia Raman, teste de intumescimento, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), testes de tração e quanto sua biofuncionalidade. Após as análises foi possível concluir que a irradiação do tecido na ausência de oxigênio favorece a reticulação das fibras de colágeno, enquanto na presença de oxigênio observou-se preferencialmente a cisão das fibras de colágeno. Ambas as amostras apresentaram diminuição de suas propriedades mecânicas. Também pôde-se concluir que a irradiação tanto na ausência quanto na presença de oxigênio produz um novo biomaterial cuja adesão e proliferação de células endoteliais é favorecida ao longo do tecido. Na segunda etapa deste trabalho amostras de PB liofilizadas foram incorporadas em soluções de quitosana, fibroína de seda e suas misturas (1:3, 1:1, 3:1). Depois de modificadas, as amostras foram novamente liofilizadas e submetidas à irradiação. Estas amostras foram caracterizadas por espectroscopia Raman, e avaliadas quanto sua citotoxicidade, biofuncionalidade e potencial de calcificação. Após lavagens das amostras de biomaterial com solução aquosa (NaCl 0,9%), as mesmas não apresentaram toxicidade. O teste de biofuncionalidade mostrou que as amostras de PQSFI (todas as proporções) favoreceram a adesão e crescimento das células endoteliais. Todas as amostras induziram a calcificação, entretanto apresentaram uma relação Ca/P menor do que a da hidroxiapatita. / In this work, electron beam irradiation was studied as a crosslinker of bovine pericardium tissue (BP). The treatment of BP with chitosan and silk fibroin was also the goal of this study. Samples of BP were freeze-dried and irradiated in an electron beam accelerator using different doses and dose rates. Samples were analyzed by differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), Raman spectroscopy, water uptake tests, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), tensile tests and evaluation as biofunctionality. After analysis, it was concluded that irradiation of the tissue in the absence of oxygen promotes crosslinking of collagen fibers. On the other hand, in the presence of oxygen the chain scission of the collagen fibers was observed, and both samples suffered a decrease in their mechanical properties. It was also concluded that irradiation, both in the absence or presence of oxygen, promotes the adhesion and proliferation of endothelial cells throughout the tissue. In the second part of this work, lyophilized BP were incorporated into chitosan, silk fibroin solutions and mixtures of chitosan/silk fibroin in the ratio of 1:3, 1:1, 3:1. Then, the samples were again lyophilized and submitted to irradiation. These samples were characterized by Raman spectroscopy, and tested for their cytotoxicity, biofunctionality, and calcification. After washing the biomaterial with aqueous solution (NaCl 0.9%), the samples did not show cytotoxicity. Biofunctionality test showed that PQSFI samples (all proportions) promoted the adhesion and growth of endothelial cells. All samples induced calcification, but they exhibited a Ca/P ratio lower than hydroxyapatite.

Diversos biomateriais podem ser aplicados na engenharia de tecidos, mas poucos são utilizados em contato direto com células-tronco na forma de suportes de micropartículas, devido à falta de adesão, espalhamento e toxicidade do material, de forma que os tornam inviáveis junto ao cultivo celular. Um biomaterial promissor para bioengenharia é a fibroína, proteína fibrosa presente no casulo do bicho da seda (Bombyx mori), devido à sua resistência mecânica, biocompatibilidade e mínima reação inflamatória, porém, suas caracteristicas são pouco conhecidas na literatura. O mesmo não ocorre com o colágeno que já é bastante estudado por pesquisadores e, assim como a fibroína, apresenta propriedades naturais que incluem baixa resposta imunológica, baixa toxicidade e habilidade de promover o crescimento celular, porém o uso do colágeno em sua maior parte é em forma de filmes, esponjas e membranas. Como existem poucos métodos relacionados para preparação e caracterização de micropartículas em formatos esféricos e porosos, este trabalho teve por objetivo desenvolver e caracterizar micropartículas à base de colágeno ou fibroína, tratadas ou não com glutaraldeído (GA), para ser utilizado como suporte para células-tronco mesenquimais e avaliar a citotoxicidade destes materiais em cultura celular.Nos resultados de Calorimetria Exploratória Diferencial para ambos os materiais, colágeno e fibroína quando submetidas a tratamento com GA, a temperatura de desnaturação e degradação aumenta, respectivamente. Na microscopia ótica, eletrônica de varredura e birrefringência, observa-se o aparecimento de rugosidade e poros e/ou bolhas de ar no interior das micropartículas em maior quantidade quando tratadas com GA, o que pode ser um fator positivo para aderência celular no suporte. A porcentagem de água absorvida é maior no colágeno devido às estruturas hidrofóbicas em maior quantidade na fibroína, porém, quando tratadas com GA, a absorção é estabilizada em um curto tempo em ambos os materiais. Os picos nos espectros de FTIR mostram as bandas amidas I, II e III dos materiais e as alterações sofridas quando em contato com GA e os testes de citotoxicidade que ambos materiais tratados ou não, são atóxicos, mas o desenvolvimento celular nas micropartículas de fibroína é mais lento e diminui quando tratados com GA, por possuir mais estruturas ordenadas na forma de -folha quando se necessita de um crescimento mais controlado das células nas micropartículas. / There are several biomaterials can that be used in tissue engineering, but few are used in direct contact with stem cells like scaffold in the microparticle form, because of the lack of adhesion, spreading and toxicity of the biomaterial, in order to make them nonviable in the cell culture. A promising biomaterial for bioengineering is fibroin, a fibrous protein present in the fibers of silkworm (Bombyx mori) cocoon, because of its mechanical strength, biocompatibility and minimal inflammatory reaction; however, little is still described in the literature. Not so with the collagen that is already well studied by researchers and as the fibroin, has natural properties that include low immune response, low toxicity and ability to promote cell growth, but the use of collagen is mostly in form of films, sponges and membranes. As there are few methods reported for preparation and characterization of microparticles in spherical shapes and porous, this study aimed to develop and characterize microparticles based on collagen or fibroin, treated or not with glutaraldehyde (GA), to be used as a support for cells mesenchymal stem cells and evaluating the cytotoxicity of these materials in cell culture.In the results of Differential Scanning Calorimetry (DSC) curves for both materials, collagen and fibroin when subjected to treatment with GA, the denaturation and degradation temperatures increases, respectively. In Optical Microscopy, MSCanning electronic Microscopy and Birefringence results, it is observed the onset of surface roughness and porosity and or air pockets within the microparticles in greater quantity when treated with GA, which may be a positive factor for cell attachment on the support. The percentage of water absorbed is greater in the collagen structures due to more hydrophobic structure than silk fibroin, but when in treated with GA, absorption is stabilized in a shorter time in both materials. The peaks in FTIR spectra show bands amide I, II and III of the materials and the changes suffered when in contact with GA and cytotoxicity tests are non-toxic to both biomaterials treated or not, however, in the growth of cells, the fibroin microparticles is slower and decreases when treated with GA, due to its more ordered structure in the form of -sheet and more spherical than collagen due to its more ordered -sheet structures, which may be very interesting when it needs a more controlled growth of cells on microspheres.

Blendas poliméricas de biopolímeros, além de apresentarem uma melhora das propriedades do material, ainda possuem as vantagens de serem biocompatíveis, biodegradáveis e apresentar baixa toxicicidade, como no caso de blendas de alginato de sódio e fibroína de seda. Membranas confeccionadas a partir desta mistura apresentam grande potencial no desenvolvimento de curativos de alto desempenho, proporcionando condições ótimas de cicatrização. Entretanto, o processo de mistura destes biopolímeros é bastante complexo e resulta na separação de fases, processo que ainda não foi muito explorado. Este trabalho buscou explorar experimentalmente o comportamento do equilíbrio de fases dos sistemas aquosos contendo fibroína de seda e alginato de sódio em diversos valores de pH. Soluções aquosas de fibroína foram previamente preparadas por meio de processo de diálise, e soluções de alginato, por meio de dissolução direta em água. Ambas as soluções eram misturadas em concentrações em que se desejava avaliar o comportamento de fases. Após a separação de fases, a fase líquida sobrenadante era coletada, a fibroína quantificada via espectrofotometria e o alginato, via calcinação. Observou-se que a região monofásica do diagrama de fases é pequena, e a separação de uma segunda fase ocorre em concentrações baixas dos dois biopolímeros. A separação de fases pôde ser descrita como a precipitação da fibroína pela adição de alginato, e a solubilidade da fibroína pôde ser descrita por meio da equação de Cohn. As curvas de solubilidade obtidas não apresentaram diferenças significativas em função do pH. Medidas do potencial Zeta de soluções de alginato e fibroína em diversas faixas de pH não mostraram diferenças significativas quanto à carga superficial das moléculas, o que é compatível com a ausência de influência do pH no equilíbrio de fases. / Polymer blends formed by biopolymers may show an improvement of material properties (compared to the pure biopolymers), and present advantages such as biocompatibility, biodegradability and low toxicity. An interesting biopolymer blend is that formed by sodium alginate and silk fibroin. Membranes prepared with this mixture show great potential in the development of high-performance wound dressing, since it provides optimum healing conditions. However, the mixing process of these two biopolymers is complex and has not been extensively explored. In this work the phase equilibrium behavior of aqueous systems containing silk fibroin and sodium alginate was experimentally studied at different pH values. Fibroin aqueous solutions were previously prepared through dialysis, and alginate solutions were prepared by direct dissolution in water. Both solutions were mixed at the concentration range in which the phase behavior of the system was to be assessed. After phase separation, the supernatant liquid phase was separated, the fibroin was quantified through spectrophotometry. and the alginate was quantified through calcination. The single-phase region of the phase diagram is small, and the separation of a second phase occurs at low concentrations of both biopolymers. The phase separation could be described as the precipitation of fibroin due to the addition of alginate, and the solubility of fibroin was described by the Cohn equation. The solubility was not significantly affected by the pH. The Zeta potential of either alginate or fibroin, measured in solutions of different pH values, did not present any significant difference concerning the surface charges of these macromolecules. This finding agrees with the absence of pH influence upon the phase equilibrium.

Blendas poliméricas de biopolímeros, além de apresentarem uma melhora das propriedades do material, ainda possuem as vantagens de serem biocompatíveis, biodegradáveis e apresentar baixa toxicicidade, como no caso de blendas de alginato de sódio e fibroína de seda. Membranas confeccionadas a partir desta mistura apresentam grande potencial no desenvolvimento de curativos de alto desempenho, proporcionando condições ótimas de cicatrização. Entretanto, o processo de mistura destes biopolímeros é bastante complexo e resulta na separação de fases, processo que ainda não foi muito explorado. Este trabalho buscou explorar experimentalmente o comportamento do equilíbrio de fases dos sistemas aquosos contendo fibroína de seda e alginato de sódio em diversos valores de pH. Soluções aquosas de fibroína foram previamente preparadas por meio de processo de diálise, e soluções de alginato, por meio de dissolução direta em água. Ambas as soluções eram misturadas em concentrações em que se desejava avaliar o comportamento de fases. Após a separação de fases, a fase líquida sobrenadante era coletada, a fibroína quantificada via espectrofotometria e o alginato, via calcinação. Observou-se que a região monofásica do diagrama de fases é pequena, e a separação de uma segunda fase ocorre em concentrações baixas dos dois biopolímeros. A separação de fases pôde ser descrita como a precipitação da fibroína pela adição de alginato, e a solubilidade da fibroína pôde ser descrita por meio da equação de Cohn. As curvas de solubilidade obtidas não apresentaram diferenças significativas em função do pH. Medidas do potencial Zeta de soluções de alginato e fibroína em diversas faixas de pH não mostraram diferenças significativas quanto à carga superficial das moléculas, o que é compatível com a ausência de influência do pH no equilíbrio de fases. / Polymer blends formed by biopolymers may show an improvement of material properties (compared to the pure biopolymers), and present advantages such as biocompatibility, biodegradability and low toxicity. An interesting biopolymer blend is that formed by sodium alginate and silk fibroin. Membranes prepared with this mixture show great potential in the development of high-performance wound dressing, since it provides optimum healing conditions. However, the mixing process of these two biopolymers is complex and has not been extensively explored. In this work the phase equilibrium behavior of aqueous systems containing silk fibroin and sodium alginate was experimentally studied at different pH values. Fibroin aqueous solutions were previously prepared through dialysis, and alginate solutions were prepared by direct dissolution in water. Both solutions were mixed at the concentration range in which the phase behavior of the system was to be assessed. After phase separation, the supernatant liquid phase was separated, the fibroin was quantified through spectrophotometry. and the alginate was quantified through calcination. The single-phase region of the phase diagram is small, and the separation of a second phase occurs at low concentrations of both biopolymers. The phase separation could be described as the precipitation of fibroin due to the addition of alginate, and the solubility of fibroin was described by the Cohn equation. The solubility was not significantly affected by the pH. The Zeta potential of either alginate or fibroin, measured in solutions of different pH values, did not present any significant difference concerning the surface charges of these macromolecules. This finding agrees with the absence of pH influence upon the phase equilibrium.

Diversos biomateriais podem ser aplicados na engenharia de tecidos, mas poucos são utilizados em contato direto com células-tronco na forma de suportes de micropartículas, devido à falta de adesão, espalhamento e toxicidade do material, de forma que os tornam inviáveis junto ao cultivo celular. Um biomaterial promissor para bioengenharia é a fibroína, proteína fibrosa presente no casulo do bicho da seda (Bombyx mori), devido à sua resistência mecânica, biocompatibilidade e mínima reação inflamatória, porém, suas caracteristicas são pouco conhecidas na literatura. O mesmo não ocorre com o colágeno que já é bastante estudado por pesquisadores e, assim como a fibroína, apresenta propriedades naturais que incluem baixa resposta imunológica, baixa toxicidade e habilidade de promover o crescimento celular, porém o uso do colágeno em sua maior parte é em forma de filmes, esponjas e membranas. Como existem poucos métodos relacionados para preparação e caracterização de micropartículas em formatos esféricos e porosos, este trabalho teve por objetivo desenvolver e caracterizar micropartículas à base de colágeno ou fibroína, tratadas ou não com glutaraldeído (GA), para ser utilizado como suporte para células-tronco mesenquimais e avaliar a citotoxicidade destes materiais em cultura celular.Nos resultados de Calorimetria Exploratória Diferencial para ambos os materiais, colágeno e fibroína quando submetidas a tratamento com GA, a temperatura de desnaturação e degradação aumenta, respectivamente. Na microscopia ótica, eletrônica de varredura e birrefringência, observa-se o aparecimento de rugosidade e poros e/ou bolhas de ar no interior das micropartículas em maior quantidade quando tratadas com GA, o que pode ser um fator positivo para aderência celular no suporte. A porcentagem de água absorvida é maior no colágeno devido às estruturas hidrofóbicas em maior quantidade na fibroína, porém, quando tratadas com GA, a absorção é estabilizada em um curto tempo em ambos os materiais. Os picos nos espectros de FTIR mostram as bandas amidas I, II e III dos materiais e as alterações sofridas quando em contato com GA e os testes de citotoxicidade que ambos materiais tratados ou não, são atóxicos, mas o desenvolvimento celular nas micropartículas de fibroína é mais lento e diminui quando tratados com GA, por possuir mais estruturas ordenadas na forma de -folha quando se necessita de um crescimento mais controlado das células nas micropartículas. / There are several biomaterials can that be used in tissue engineering, but few are used in direct contact with stem cells like scaffold in the microparticle form, because of the lack of adhesion, spreading and toxicity of the biomaterial, in order to make them nonviable in the cell culture. A promising biomaterial for bioengineering is fibroin, a fibrous protein present in the fibers of silkworm (Bombyx mori) cocoon, because of its mechanical strength, biocompatibility and minimal inflammatory reaction; however, little is still described in the literature. Not so with the collagen that is already well studied by researchers and as the fibroin, has natural properties that include low immune response, low toxicity and ability to promote cell growth, but the use of collagen is mostly in form of films, sponges and membranes. As there are few methods reported for preparation and characterization of microparticles in spherical shapes and porous, this study aimed to develop and characterize microparticles based on collagen or fibroin, treated or not with glutaraldehyde (GA), to be used as a support for cells mesenchymal stem cells and evaluating the cytotoxicity of these materials in cell culture.In the results of Differential Scanning Calorimetry (DSC) curves for both materials, collagen and fibroin when subjected to treatment with GA, the denaturation and degradation temperatures increases, respectively. In Optical Microscopy, MSCanning electronic Microscopy and Birefringence results, it is observed the onset of surface roughness and porosity and or air pockets within the microparticles in greater quantity when treated with GA, which may be a positive factor for cell attachment on the support. The percentage of water absorbed is greater in the collagen structures due to more hydrophobic structure than silk fibroin, but when in treated with GA, absorption is stabilized in a shorter time in both materials. The peaks in FTIR spectra show bands amide I, II and III of the materials and the changes suffered when in contact with GA and cytotoxicity tests are non-toxic to both biomaterials treated or not, however, in the growth of cells, the fibroin microparticles is slower and decreases when treated with GA, due to its more ordered structure in the form of -sheet and more spherical than collagen due to its more ordered -sheet structures, which may be very interesting when it needs a more controlled growth of cells on microspheres.

A fibroína da seda (SF) é uma proteína fibrosa, com caráter hidrofóbico, produzida pelo bicho-da-seda (Bombyx mori L.), cuja produção e armazenamento ocorre em glândulas especializadas antes do processo de fiação em fibras. Recentemente, soluções de fibroína de seda regenerada (RSF) têm sido utilizadas para formar diferentes materiais tais como géis, membranas, filmes e esponjas, para aplicações médicas (Medicina Regenerativa) e em sistemas de liberação de fármacos. Neste trabalho, procuramos estudar o comportamento da solução RSF 2% com adição de 0,25, 0,5 e 1% de PVA (polímero sintético e hidrofílico) por meio de ensaios de reologia dos géis obtidos (SF:PVA), e caracterização das membranas obtidas por meio da secagem em moldes dos géis. Os ensaios de reologia mostraram uma inversão de módulos, com transição de caráter elástico (G\') para viscoso (G\") para SF1 a 3%, entre 230 e 900% de deformação (\'gama\'); transição de caráter viscoso para elástico para as blendas SF:PVA 0,5 e 1% em ensaio de frequência (\'ômega\'). Com o aumento de temperatura, todas as blendas mantiveram seus comportamentos elástico (SF:PVA 0,25%) e viscoso (SF:PVA 0,5 e 1%) até 49 - 51°C, com transição líquido-gel; o aumento dos módulos G\' e G\"com o resfriamento das amostras ocorreu em todas as blendas. As membranas obtidas das blendas SF:PVA tiveram maior absorção de tampão fosfato salino (PBS) após 5 min de ensaio, no qual a blenda SF:PVA apresentou maiores valores de absorção. A caracterização das membranas por FT-IR ATR e DRX mostrou que ocorreu uma transição de conformação aleatória e hélice \'alfa\' para folha \'beta\', para todas as membranas, indicando que a adição do PVA nas blendas promoveu transições silk I para silk II. Deslocamentos de modo vibracional de 1.637/cm (amida I) para 1.616/cm (amida I) com modo centrado em 1.512/cm (amida II) foram vistos em todas as blendas no FT-IR ATR, e difratogramas apresentaram picos característicos às estruturas silk I (2\'teta\' = 10,12º, 2\'teta\' = 12,2° e 2\'teta\' = 28,2º) e silk II (2\'teta\' = 20 - 21 °1). TGA e DSC mostraram uma interação entre as cadeias de RSF c PVA, pela presença de uma temperatura única ele transição vítrea (Tg) entre RSF e PVA. Imagens AFM das blendas mostraram a presença de estruturas nanofibrilares, em formato de ilhas compactas e ramos, confirmando a transição da fase amorfa de SF 2% para hélice \'alfa\' e folha \'beta\', com a adição do PVA. / Silk fibroin (SF) is a fibrous hydrophobic protein produced by silkworms (Bombyx mori L.), which production and storage occur into specialized glands previously fiber formation. Lately, regenerated silk fibroin (RSF) solutions have been used to produce different materials such as gels, membranes, films and sponges, for medical applications and drug delivery systems. In this study, the RSF with 0.25, 0.5 anel 1% PVA (synthetic and hydrophilic polymer) blends were characterized by rheological tests of the gels (SF:PVA), also membranes produced by casting process were characterized as well. Rheological tests showed moduli inversion with elastic to viscous behavior transition for SF 1 to 3%, between 230 anel 900% of strain (\'gama\'); a transition fram viscous to elastic behavior to SF:PVA 0.5 to 1% blends into frequency sweep tests was observed. With the temperature increment, all blends have kept their viscous anel elastic behavior until 49 - 51°C, and a liquid-gel transition occurred in the SF:PVA 0.5 and 1% blends, as well as all moduli have increased with the cooling stage of the samples. All membranes had the highest buffer absorption after 5 min of test, in which SF:PVA 0.5% blend presented high absorption values. FT-IR spectra and XRD diffractograms showed a transition from random and \'alfa\'-helix to \'beta\'-sheet, for all blends, indicating that PVA addition promotes silk I to silk II transition. Modal shifts were observed from 1.637/cm (amide I) to 1.616/cm (amide I) with a central mode in 1.512/cm (amide II) in all blends in the FT-IR ATR spectra. XRD diffractograms showed characteristic peaks of silk I structures (2\'teta\' = 10,12°, 2\'teta\' = 12,2° e 2\'teta\' = 28,2°) and silk II structures (2\'teta\' = 20 - 21 °1). TGA and DSC studies showed the possibility of interaction between SF and PVA chains by acquirement of mobility at once, at an intermediate temperature between SF anel PVA glass transition (Tg). AFM images exhibited different phases for all membranes, with the presence of nanofibers, wires, rods and branch islands, suggesting the formation of more organized structures, such as and \'alfa\'-helix and \'beta\'-sheet, with PVA addition.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Hybrid composites with chitosan (CHI), fibroin (SF) and hydroxyapatite (HA) are biocompatible and attractive for bone engineering applications. The objective of this work was to prepare, to characterize and to evaluate in vitro cells behavior in contact with CHI, CHI/SF and CHI/SF/HA scaffolds. The biomaterials were produced from a CHI, CHI/SF, CHI/SF/HA solution in acetic acid and, after the production process, they were submitted the in vitro tests with STRO+1A, MC3T3-E1 and SaOS-2 cells for 07, 14 and 21 days. The scaffolds were characterized by X-ray diffraction, attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. In addition, tests of porosity, pore size and contact angle were performed. Cell viability and activity were assessed by MTT reduction and alkaline phosphate activity detection. It was possible to prepare scaffolds 3D based on chitosan, fibroin and hydroxyapatite and the interaction between this materials were observed by physicochemical characterization. The composites were considered non-toxic and they were capable to promote cell adhesion, proliferation and differentiation. Additionally, they may be used in the therapy of bone defect repair. / Compósitos híbridos de quitosana (CHI), fibroína (SF) e hidroxiapatita (HA) são biocompatíveis e atrativos para aplicações na engenharia tecidual óssea. O objetivo desse trabalho foi preparar, caracterizar e avaliar o comportamento in vitro de compósitos 3D de CHI, CHI/SF, CHI/SF/HA. Os biomateriais foram produzidos a partir de uma solução de CHI, CHI/SF e CHI/SF/HA em ácido acético e após a realização dos processos de produção foram submetidos a testes in vitro com células STRO+1A, MC3T3-E1 e SaOS-2 por 07, 14 e 21 dias. Os arcabouços foram caracterizados por difração de raios-X, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier com refletância total atenuada, análise termogravimétrica, calorimetria exploratória diferencial, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva, e submetidos a testes para verificação da porosidade, tamanho de poro e ângulo de contato. A viabilidade e a atividade celular foram avaliadas por redução de MTT e pela detecção da atividade de fosfatase alcalina. Foi possível preparar arcabouço 3D com matriz baseada em quitosana, fibroína e hidroxiapatita e houve interação entre esses materiais, sendo constatado através da caracterização físico-química. Ambos os compósitos foram considerados atóxicos e capazes de promover adesão, proliferação e diferenciação celular, podendo ser utilizados na terapia do reparo de defeito ósseo.

Recent researches in bioengineering allow the production of three-dimensional biodegradable scaffolds to act as temporary support in bone tissue regeneration. In this perspective, the in vitro behavior of porous 3D scaffolds based on sodium alginate (SA), silk fibroin (SF) and hydroxyapatite (HA) at different proportions was evaluated as follows: group I: SA (100 wt.%), group II: SA/SF/HA (25:25:50 wt.%), group III: SA/SF/HA (50:25:25 wt.%), group IV: SA/SF/HA (35:35:30 wt.%), face to MC3T3-E1 and MG-63 cells, for a possible application in bone tissue engineering. Physical-chemical analyzes were performed using Fourier transform infrared spectroscopy and X ray diffraction, in order to demonstrate the physical interaction of the materials in the composite. In addition, the thermal degradation behavior of the scaffolds was assessed by thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry which provided an understanding of possible thermal events. Morphological changes and microstructure analyzes were observed in a bioactivity assay and by computerized microtomography, respectively. Finally, we conclude that regardless of composition, all the scaffolds produced have a topography and microstructure composition capable of promoting osteogenic adhesion, proliferation and differentiation, more effectively, as verified by biological assays. However, the frameworks were considered biocompatible and therefore feasible for use as supports in the regeneration of bone tissue. / Pesquisas recentes na bioengenharia permitem a produção de arcabouços tridimensionais biodegradáveis, para atuarem como suporte temporário na regeneração tecidual óssea. Nessa perspectiva, foi produzido, caracterizado e avaliado o comportamento in vitro de arcabouços 3D porosos, à base de alginato de sódio (AS), fibroína da seda (FS) e hidroxiapatita (HA), em diferentes proporções: grupo I: AS (100 % da composição), grupo II: AS/FS/HA (25:25:50 % da composição), grupo III: AS/FS/HA ( 50:25:25 % da composição), grupo IV: AS/FS/HA (35:35:30 % composição), com o propósito de avaliar a influência da composição frente às células das linhagens MC3T3-E1 e MG-63. Análises físico-químicas foram realizadas através de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier e difração de raios X, a fim de investigar a interação física dos materiais no compósito. Além disso, o comportamento de degradação térmica dos arcabouços foi estudado, por análise termogravimétrica e calorimetria exploratória diferencial, que forneceu compreensão dos possíveis eventos térmicos ocorridos. Alterações morfológicas e análises de microestrutura foram observadas em ensaio de bioatividade e por microtomografia computadorizada respectivamente. Por fim, concluímos, que independente da composição, todos os arcabouços produzidos possuem uma composição topográfica e de microestrutura capazes de promover adesão, proliferação e diferenciação osteogênica, de forma mais eficaz, como verificado por ensaios biológicos. Entretanto os arcabouços foram considerados biocompatíveis sendo, portanto, viáveis para utilização como suportes na regeneração do tecido ósseo. / São Cristóvão, SE

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Materials based on polyhydroxybutyrate (PHB), chitosan (CHI) and fibroin (SF) are biocompatible and attractive for applications in bone tissue engineering. In this work, 3D scaffolds of PHB/CHI and PHB/CHI/SF in different proportions was prepared, characterized and evaluated the in vitro behavior: group I: PHB/CHI (50:50 wt.%), group II: PHB/CHI/SF (50:45:5 wt.%) and group III: PHB/CHI/SF (50:35:15 wt.%). The scaffolds were produced by the lyophilization method of the components mixtures. The physical-chemical characterization of the scaffolds was performed by X-ray diffraction, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy and thermogravimetric analysis. A highly porous nature was revealed by SEM analysis of the scaffolds. The FTIR analysis revealed that the constituents used in the preparation of the scaffolds interacted chemically with each other. Thermal analysis showed that fibroin increases the thermal stability of the scaffolds. The viability and cell proliferation were assessed by the MTT method and the cytotoxicity results showed that all scaffolds are non- cytotoxic. In addition, the scaffolds stimulated cell proliferation and are promising for tissue engineering applications. / Materiais à base de polihidroxibutirato (PHB), quitosana (QUI) e fibroína (SF) são biocompatíveis e atrativos para aplicações na engenharia tecidual óssea. Neste trabalho foi preparado, caracterizado e avaliado o comportamento in vitro de arcabouços 3D de PHB/QUI/SF em diferentes proporções: grupo I: PHB/QUI (50:50 % em massa), grupo II-PHB/QUI/SF (50:45:5 % em massa) e grupo III- PHB/QUI/SF (50: 35:15 % em massa). Os arcabouços foram produzidos pelo método da liofilização das misturas dos componentes dos três grupos. A caracterização físico-química dos arcabouços foi realizada por difração de raios X, espectroscopia no infravermelho, microscopia eletrônica de varredura e análise termogravimétrica. A análise de MEV mostrou que os arcabouços 3D apresentam uma boa porosidade. Por FTIR observou- se que os componentes utilizados na preparação dos arcabouços interagiram quimicamente entre si. As análises térmicas indicam que a fibroína aumenta a estabilidade térmica dos arcabouços. A viabilidade e a proliferação celular foram avaliadas pelo método do MTT e os resultados de citotoxicidade mostraram que ambos os arcabouços não são citotóxicos. Além disso, os arcabouços estimularam a proliferação celular, sendo promissores para aplicações em engenharia tecidual.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vinicius Muller.pdf: 5054743 bytes, checksum: 4684dd9325f819006bfd84424d666674 (MD5) Previous issue date: 2014-07-04 / Electrospinning technique was applied in the covering of fused silica fibers by regenerated silk fibroin nanofibers (RSF). The parameters of electrospinning process were evaluated through factorial experimental design 22. This study showed the variables flow of solution and capillary-collector distance were statistically significant in the medium diameter response. The model obtained was validated through variance analysis (ANOVA) and response surface methodology. The material was used at solid phase micro extraction (SPME) in the extraction of samples containing a small chain alcohol, applied at gas chromatography (GC). The recovered device was characterized through Fourier transform infrared spectroscopy with attenuated total reflectance (FTIR-ATR) and thermal analysis (DSC and TGA). The RSF nanofibers covered fibers were morphologic evaluated through scanning electronic spectroscopy (MEV). The results of MEV showed that was possible to obtain fibers in nanoscale, medium diameter around 304 ± 46 nm. The fibers were also submitted to simulated thermal treatment (100°C to 250°C). There was no fusion between the fibers until 250°C (4 hours of treatment), and a little structural damage. The thermal analysis of FRS and covered FRS nanofibers device showed that the electrospun material maintained the thermal stability, with loss due thermal degradation from 250°C. The GC assay demonstrated the standard SPME covered device didn´t interfere on the suggested method to the alcohol isopropyl analysis (AIS). The times of extraction and desorption were optimized in 20 minutes and 10 minutes, respectively. The methodology was evaluated about linearity and specificity. In the concentration between 10 to 500 ppm of AIS, the method was linear, with R2= 0,9927 and selective, with high resolution between peaks of methanol, AIS and ethyl acetate. Electrospinning process of RSF as covering device showed great potential to use in SPME due its high surface area, thermal stability and easiness process, as well as potential to application in extraction of alcohols and GC analysis. / A técnica de eletrofiação foi aplicada no revestimento de fibras de sílica fundida por nanofibras de fibroína de seda regenerada (FSR). Os parâmetros do processo de eletrofiação foram avaliados por meio de delineamento experimental fatorial 2². Este estudo mostrou que as variáveis vazão da solução e distância entre capilar-coletor foram estatisticamente significativas na resposta diâmetro médio. O modelo obtido foi validado através da análise de variância (ANOVA) e metodologia de superfície de resposta. O material foi empregado em Microextração em Fase Sólida (Solid Phase Microextraction SPME ) na extração de amostras contendo um álcool de cadeia pequena, aplicado em cromatografia gasosa (CG). O dispositivo recoberto foi caracterizado por meio de espectroscopia na região do infravermelho (FTIR-ATR) e análises térmicas (DSC e TGA). As fibras recobertas com nanofibras de FSR foram avaliadas morfologicamente através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Por meio dos resultados das análises de MEV, observou-se que foi possível obter fibras em escala nanométrica, com diâmetro médio em torno de 304 ± 46 nm. As fibras também foram submetidas a tratamento térmico em forno (100°C a 250°C). Não houve fusão das fibras até 250°C (até 4 h de tratamento), e poucos danos estruturais. As análises térmicas da FSR e do dispositivo recoberto com as nanofibras de FSR mostraram que o material eletrofiado manteve a estabilidade térmica, com perda por degradação térmica a partir de 250 °C. Os ensaios em CG demonstraram que o branco com o dispositivo de SPME recoberto não interferiu no método proposto para a análise de álcool isopropílico (AIS). Os tempos de extração e dessorção do analito foram otimizados em 20 min e 10 min, respectivamente. A metodologia foi avaliada quanto à linearidade e especificidade. Na faixa de concentração de 10 a 500 ppm de AIS, o método foi linear, com R=0,9927 e seletivo, apresentando alta resolução entre os picos de metanol, AIS e acetato de etila. O processo de eletrofiação da FSR como recobrimento do dispositivo mostrou grande potencial para emprego em SPME devido a sua grande área superficial, estabilidade térmica e facilidade no processo, bem como potencial para aplicação em extração de alcoóis e análise em CG.