Desenvolvimento de um material estratificado para substituição da cartilagem articular: hidrogel à base de PVA unido a um scaffold de HAp

• Main Author: Cabalú, Joana Rebelo
• Publication Date: 2024
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10400.26/54371
• topic: Cartilagem articular; Hidrogel; Álcool Polivinílico; Polivinilpirrolidona; Nanofibras de Celulose; Scaffold; Articular cartilage; Hydrogel; Polyvinyl Alcohol; Polyvinylpyrrolidone; Cellulose Nanofibers

São diversos os traumas e patologias que desencadeiam defeitos na cartilagem articular que, contrariamente ao tecido ósseo, é um tecido avascular e consequentemente com baixa capacidade de regeneração. Doenças como a osteoartrite, uma patologia degenerativa progressiva que afeta a cartilagem articular, resulta não apenas na perda gradual das propriedades mecânicas e de absorção de impacto da cartilagem, mas também no aumento da dor, inflamação crónica e limitação funcional das articulações. Esta condição leva a uma redução significativa da mobilidade e autonomia dos pacientes. Existem várias alternativas em estudo para a minimização deste problema, sendo uma delas a substituição da car5lagem danificada por um biomaterial. Como tal, este trabalho teve como objetivo desenvolver uma estrutura estratificada com diferentes propriedades biomecânicas e funcionais a fim de substituir adequadamente a cartilagem articular. Para isso, foram produzidos por cast-drying, vários hidrogéis compostos por 15% pp de PVA, 4,5% pp de PVP e diferentes concentrações de NFCs (0,4 % pp, 0,8% pp e 1,1% pp) e submetidos posteriormente a um recozimento a 140°C. Estes hidrogéis foram caraterizados em termos da quan5dade de água absorvida, módulo tangente à compressão e coeficiente de atrito, de forma a ser selecionado um hidrogel com propriedades semelhantes à da car5lagem. Tendo em vista a seleção do hidrogel também foram realizados os mesmos ensaios em plugs de car5lagem natural de porco. Nos ensaios de intumescimento, todos os hidrogéis revelaram uma taxa significa5vamente inferior à da car5lagem natural, enquanto os módulos tangentes à compressão dos hidrogéis 4,5PVP0CR e 4,5PVP0,8CR ob5dos foram semelhantes aos da car5lagem. Rela5vamente ao coeficiente de atrito, os valores ob5dos para os diferentes hidrogéis com NFCs foram semelhantes ao da car5lagem natural. Por ter as propriedades mais adequadas, o hidrogel 4,5PVP0,8CR foi selecionado para ser unido a scaffolds de hidroxiapa5te (ob5dos por impressão 3D) com porosidade controlada a fim de facilitar a integração do hidrogel no osso subcondral. O conjunto foi subme5do a testes de adesão, os quais demonstraram que a união entre os dois materiais é suficiente para esta aplicação. De forma geral, este trabalho demonstra que é possível desenvolver um material que consiste num hidrogel unido a um scaffold (formando um laminado) com potencial para ser usado como subs5tuto da car5lagem ar5cular.