Impressão 3D de scaffolds ósseos a base de amido de batata modificado por aquecimento a seco - Sponchiado, Pedro Augusto Invernizzi (2023)
O amido vem demonstrando grande potencial como ingrediente gelificante para uso em formulações para produzir biomateriais impressos em 3D (scaffolds ósseos). Essa fonte oferece vantagens como disponibilidade mundial, biocompatibilidade e biodegradabilidade, que é essencial para aplicação em biomateriais para enxertos ósseos. No entanto, os hidrogéis à base de amido apresentam dificuldades de processamento, principalmente associadas às suas propriedades reológicas. Alguns métodos de modificação do amido podem ser usados para superar essas dificuldades. Por exemplo, o tratamento de aquecimento a seco (DHT) é um tratamento simples, seguro, físico e \"verde\". Nesse contexto, essa dissertação mostra os efeitos do DHT (1 h, 2 h e 4 h a 130 °C) sobre as propriedades estruturais (microscopia e DRX; teor de amilose, distribuição do tamanho molecular) e físico-químicas (pH, teor de açúcar redutor, teor de carbonilae carboxila e grupos funcionais) do amido de batata, bem como o efeito sobre as propriedades doshidrogéis visando aplicações de impressão 3D (firmeza, reologia, propriedades de pasta e capacidade de impressão). A modificação do amido de batata por DHT alterou todas estas propriedades e resultou em 3 novos materiais (amidos modificados: DHT_1h, DHT_2h, DHT_4h) com distintas propriedades entre si e em relação ao amido nativo. O DHT_1h foi selecionado como o melhor material, tendo em vista a melhor imprimibilidade (melhor resolução em termos de área e orifícios, quando comparado ao projeto original 3D), além de propriedades mecânicas mais favoráveis. Nesta dissertação também foi otimizado os parâmetros de impressão 3D para uso de hidrogeís a base de amido visando a produção de scaffolds ósseos (10 mm/s de velocidade de impressão, 20% de preenchimento, 100% de vazão, 5 camadas e geometria cilíndrica 20 x 2 mm). Além disso, foi avaliado o pós-processamento dos materiais impressos, sendo a liofilização escolhida como o melhor método frente a secagem em estufa. Os hidrogéis de amido nativo e DHT_1h foram adicionados de nanopartículas de hidroxiapatita (HAp) e impressos com os parâmetros otimizados, e foram avaliados em termos de propriedades reológicas e morfológicas. Scaffolds produzidos como amido modificado adicionados de HAp apresentaram menor taxa de biodegradabilidade e maior porosidade, sendo com propriedades mais adequadas para essa aplicação. Por fim, esse estudo concluiu que a modificação do amido por DHT foi eficiente para funcionalizar o amido de batata com propriedades promissoras para fabricação via impressão de scaffolds ósseos.