Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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Tipo: Dissertação
Título: Obtenção, caracterização e estudo in vitro do vidro bioativo VH30 e compósitos vidro bioativo/polihidroxibutirato
Autor(es): PAIVA, André Oliveira
Primeiro Orientador: COSTA, Necésio Gomes
Resumo: O polihidroxibutirato (PHB) é um polímero sintetizado por microorganismos sob deficiência de nutrientes e tem como principal característica a biodegradabilidade. Os vidros bioativos são vidros de sistemas especiais, como o SiO2-MgO-CaO-P2O5. Um compósito vidro bioativo/PHB tem por finalidade auxiliar na reparação e regeneração ósseas. Este compósito pode oferecer suporte através do PHB para o crescimento ósseo mantendo a funcionalidade do órgão lesado, enquanto a bioatividade do vidro auxilia a neoformação óssea. O vidro bioativo produzido no presente trabalho é denominado VH30 e pertence ao sistema SiO2-MgO-CaO-P2O5. Os compósitos foram produzidos em duas composições: 30Bio/70PHB e 40Bio/60PHB. O vidro foi caracterizado quanto ao tamanho e área superficial das partículas através de Coulter Counter e B.E.T., respectivamente, quanto a sua estrutura por Difração de Raios-X (DRX) e submetido a estudos in vitro em solução acelular que simula o plasma sanguíneo com e sem albumina (SBFA e SBF-K9, respectivamente). O vidro teve sua morfologia observada em Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) com Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) acoplado e Microscopia de Força Atômica (MFA). O PHB foi caracterizado através de DRX e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). Os compósitos produzidos foram submetidos a ensaios de microdureza Vickers e caracterizados por DRX. Os compósitos foram também submetidos a ensaios in vitro em SBF e observados através de MEV-EDS. As soluções de SBF nas quais foram mergulhados os compósitos foram analisadas por Espectroscopia de Massa com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP) para avaliar as trocas iônicas da solução e do compósito. Os resultados dos ensaios in vitro do vidro bioativo indicam bioatividade quando imerso SBFA ao formar uma camada de Ca-P, porém quando o mesmo foi imerso em SBF a camada de Ca-P se formou e se destacou, indicando uma influência da albumina na adesão desta camada. Os resultados dos ensaios de microdureza dos compósitos indicaram valores de 24,291 ± 8,76 HV e 25,273 ± 10,82 HV para os compósitos Bio40/60PHB e Bio30/70PHB, respectivamente. Os resultados dos ensaios in vitro em SBF dos compósitos sugerem uma bioatividade em ambos. Porém, a formação da camada de Ca-P foi mais rápida para o compósito 30Bio/70PHB do que para o Bio40/60PHB. A formação da camada de Ca-P nos compósitos aconteceu por deposição de íons Ca e P provenientes da solução, de acordo com os resultados de ICP. Palavras-chave: Vidro bioativo, Polihidroxibutirato, Compósitos, Bioatividade
Abstract: Polyhydroxybutyrate (PHB) is a polymer synthesized by microorganism under nitrogen deficiency and has as main characteristic the biodegradability. Bioactive glasses belong to special systems as SiO2-MgO-CaO-P2O5. A composite bioactive glass/PHB has as main aim to help bone reparation and regeneration. This composite can offers support to bone growth (PHB) maintaining the function of the damaged organ while the bioactivity is provided by glass helping the formation of new bone. The glass produced in the present work is named VH30 and belongs to the system SiO2-MgO CaO-P2O5. These composites were produced in two compositions: 30Bio/70PHB with 30% of reinforcement and 40Bio/60PHB with 40% of reinforcement. Bioactive glass had the size and superficial area of the particles characterized by Coulter Counter and B.E.T, respectively; and its phases characterized by X-Ray Diffraction (XRD). Bioactive glass was submitted to in vitro test in Simulated Body Fluid with and without albumin (SBFA and SBF, respectively) and had its morphology observed via Scanning Electron Microscopy (SEM) with Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) coupled and by Atomic Force Microscopy (AFM). The PHB was characterized by XRD and Differential Scanning Calorimetry (DSC). Composites produced had the microhardness Vickers measured and were characterized by XRD. These composites were also undertook to in vitro studies with SBF and observed by SEM-EDS. The SBF solutions that soaked the composites were analyzed by Inductively Coupled Plasma (ICP) to evaluate the ionic changes. In vitro results of VH30 when it was immersed in SBFA suggest a bioactivity presented a Ca-P layer formation; however when it was immersed in SBF the Ca-P layer was also formed and detached. These results indicating an albumin influence in the layer adhesion. Microhardness results of composites indicated values of 24,291 ± 8,76 HV and 25,273 ± 10,82 HV to the composites Bio40/60PHB and Bio30/70PHB, respectively. In vitro results of composites, when immersed in SBF, suggests that both present bioactivity. Nevertheless, the formation of Ca-P layer was faster to composite 30Bio/70PHB than Bio40/60PHB. The formation of Ca-P layer on composites occurs by deposition of Ca and P ions from solution, according to ICP results.
Palavras-chave: Vidro bioativo
Polihidroxibutirato
Compósitos
Bioatividade
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALÚRGICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IFQ - Instituto de Física e Química
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Materiais para Engenharia
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3229
Data do documento: 3-Mar-2006
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