Impressão 3D de estruturas treliçadas baseadas em poli (ácido lático) (PLA) e óxido de grafeno funcionalizado com amina para aplicações em biomateriais

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dc.contributor.advisorSantos, João Paulo Ferreira
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1053336670259691
dc.contributor.authorPinto, Isabella Nayara
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9615377899373904
dc.contributor.refereeSilva, Sidney Nicodemos da
dc.contributor.refereeLisboa Filho, Paulo Noronha
dc.date.accessioned2025-04-07T11:40:37Z
dc.date.available2025-04-07T11:40:37Z
dc.date.issued2023-09-28
dc.description.abstractEstruturas treliçadas foram impressas a partir da técnica de modelagem por deposição de fundido (FDM), para aplicação como scaffolds na engenharia de tecidos. A principal função do scaffold é promover a adesão e proliferação celular para restauração do tecido danificado, sendo fundamental considerar o modelo da estrutura, material e técnica de fabricação empregada. Com o avanço dos métodos de manufatura aditiva, estruturas complexas e personalizadas podem ser rapidamente obtidas. Dessa forma, esse trabalho propôs o desenvolvimento de filamentos em poli(ácido lático) (PLA) com a incorporação de óxido de grafeno (GO) e óxido de grafeno funcionalizado com amina (N-GO), para serem empregados na impressão FDM das estruturas treliçadas. As amostras foram caracterizadas por meio de ensaios de porosidade, ângulo de contato, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia óptica (MO), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TGA), ensaios reológicos, espectroscopia no infravermelho com transformada de fourier (FTIR), ensaio de compressão, além da análise de citotoxidade dos compósitos para sua potencial aplicação na regeneração do tecido ósseo. A avaliação morfológica indicou a melhor dispersão do compósito de PLA com a incorporação de GO aminado, além da melhora na hidrofilicidade dos compósitos. Os resultados do ensaio de reometria de placas paralelas mostraram que as estruturas impressas em PLA com GO liofilizado apresentaram viscosidade 9,2 vezes menor, sendo que o GO funcionalizado com amina apresentou graus mais altos de interação com a matriz polimérica. As análises térmicas indicaram que a incorporação dos nanomateriais obtido por duas rotas diferentes, não influenciou significativamente nas propriedades térmicas do PLA, com destaque para o N-GO. As propriedades mecânicas analisadas por meio do ensaio de compressão, indicaram que peças impressas a partir dos compósitos obtiveram propriedades inferiores às das peças impressas em PLA, devido dispersão não homogênea dos nanomateriais na matriz polimérica. Por fim, a análise de citotoxidade indicou que os compósitos não foram tóxicos para as células e ainda induziram a viabilidade celular.
dc.description.abstractotherLattice structures were printed using the fused deposition modeling (FDM) technique for application as scaffolds in tissue engineering. The scaffold's main functions are to promote mechanical support, adhesion and cell proliferation in order to restore damaged tissue and it is essential to consider the structure model, material and manufacturing technique used. With the advance of additive manufacturing methods, complex and customized structures can be quickly obtained. This work therefore proposed the development of poly(lactic acid) (PLA) filaments with the incorporation of graphene oxide (GO) and amine-functionalized graphene oxide(N-GO), to be used in the FDM printing of lattice structures. The samples were characterized using porosity tests, contact angle, scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy (OM), differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), rheological tests, fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), compression test, as well as cytotoxicity analysis of the composites for potential application in bone tissue regeneration. The morphological evaluation indicated that the lattices were properly formed for the PLA and composites, as well as an improvement in the hydrophilicity of the composites. The results of the parallel plate rheometry test showed that the structures printed on PLA with freeze-dried GO had 9.2 times lower viscosity, and the amine-functionalized GO showed higher degrees of interaction with the polymer matrix. Thermal analysis indicated that the incorporation of graphene oxide obtained by two different routes did not significantly influence the thermal properties of PLA, with N-GO standing out. The mechanical properties analyzed using the compression test indicated that parts printed from the composites had lower properties than parts printed in PLA, due to the inhomogeneous dispersion of the nanomaterials in the polymer matrix. Finally, the cytotoxicity analysis indicated that the composites were not toxic to cells and also induced cell viability.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/1109
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais
dc.subjectImpressão tridimensional
dc.subjectPoliácido lático
dc.subjectÓxido de grafeno
dc.subjectAminas
dc.subjectModelagem por deposição de material fundido
dc.titleImpressão 3D de estruturas treliçadas baseadas em poli (ácido lático) (PLA) e óxido de grafeno funcionalizado com amina para aplicações em biomateriais
dc.typeDissertação

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