Biomateriais - Trabalho 3

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RESUMO OBJETIVO DO PROBLEMA:  
	O problema se consiste em dois engenheiros que discutiam sobre novas tecnologias para biomateriais. Um deles disse ter visto um artigo publicado sobre um stent polimérico biocompatível e absorvível que foi desenvolvido através de blenda polimérica de PLGA com IR. O outro destacou resultados que mostram um método para adesivar polímeros em gel ou tecidos biológicos através do uso de nanopartículas de sílica.
 
OBJETIVOS: 
· Relatar a importância das aplicações da biofabricação;
· Compreender os processos de biofabricação;
· Entender sobre a blenda polimérica;  
· Estudar as propriedades da blenda polimérica; 
 
TERMOS DESCONHECIDOS:  
· Stent polimérico: É um dispositivo médico usado para aumentar artérias que estão congestionadas a fim de melhorar a o fluxo e sangue e oxigênio para o coração, seu formato se assemelha a uma rede tubular e seu material geralmente é metálico ou polimérico. Eles também podem ser usados no esôfago, para tratar uma constrição; no ureter, para manter a drenagem da urina nos rins ou no tubo biliar, para mantê-lo aberto10.
Figura 1: Exemplo de como um STENT funciona.
· Blenda polimérica de PLGA com IR: É uma mistura de polímeros, normalmente da mesma família química, sem existir ligação entre eles. São normalmente usados para constituírem alternativas na obtenção de polímeros com propriedades que não são usualmente encontradas em um único material. 
	O PLGA e o IR são componentes da formação de uma blenda, a adição de um sobre outro pode mudar a característica desse conjunto a fim de melhora-lo, como por exemplo a incorporação do Poli (Isopreno) (IR) ao Poli (Ácido láctico-Co-Glicólico) (PLGA) muda o comportamento do material de frágil para dúctil 5,9. 
· Processo de adsorção: É a adesão (fixação) de moléculas, ou íons, de um fluído (o adsorvido) em uma superfície sólida (o adsorvente), elas ficam retidas por interações químicas e físicas. Um exemplo de substância adsorvente é o carvão ativo no tratamento de água para retirar impurezas contaminantes como material orgânico, gases e partículas menores. 
	Apesar de parecido com a palavra absorção, uma grande diferença entre seus significados é que a adsorção NÃO altera o volume e a absorção sim11. 
Figura 2: Exemplo do processe de adsorção e absorção.
 
QUESTÕES: 
1. Quais são os tipos de polímeros em gel para blendas bioabsorviveis? 
Hipótese: Geralmente são misturas de PLGA e outros polímeros de acordo com a necessidade. 
Resposta: Como a blenda é a junção de diversos polímeros, é mais coerente responder quais são os tipos de polímeros mais utilizados; porém como estamos nos referindo ao estado gelatinoso de um polímero, devemos dizer que ele é um hidrogel. Higrogéis são feitos por polímeros que reagem muito bem com a água, normalmente usados como curativos no tratamento de feridas (queimaduras), pois promove a remoção de tecido morto e promove a hidratação, cicatrização e proteção da pele.
	Hidrogéis preparados a partir de polímeros naturais podem apresentar propriedades vantajosas como: Biocompatibilidade, biodegradabilidade e reconhecimentos de moléculas biológicas; mas apresentam péssimas propriedades mecânicas. Por outro lado, os sintéticos apresentam excelentes propriedades mecânicas e hidrofílicas. Portanto a misturas de polímeros sintéticos e naturais tem se tornando uma excelente estratégia para contornar essas dificuldades, ampliando a gama de aplicações tecnológicas1.
	Segue abaixo uma tabela com alguns exemplos de polímeros naturais e monômeros sintéticos utilizados na preparação de hidrogéis:
		
Validação da Hipótese: A hipótese está incorreta.
2. Caracterize o PLGA.  
Hipótese: A estudar.
Resposta: Segue abaixo uma tabela com as propriedades mecânicas do PLGA ou Poli (Ácido láctico-Co-Glicólico) 4,6,7.
	Propriedade mecânicas do PLGA
	
	
	
	
	
	
	
	
	Módulo de Young
	Limite de resistência
	Tensão de ruptura
	≈ 2,8 MPa
	 27,0 ± 4,2 Mpa
	74,66 Mpa
	
	
	
	
	
	
	
	
	Resiliência
	
	Tenacidade
	
	4,01 J/cm3
	
	4,45 J/cm3
	
Validação da hipótese: Não possui hipótese a ser validada.
3. Como são os processos de biofabricação e quais são as aplicações? 
Hipótese: Fabricação de materiais biocompatíveis e bioabsorviveis pode ser utilizada na área médica e engenharia de tecidos. 
Resposta: Biofabricação é definida como a tecnologia para criar produtos biológicos, utilizando células e materiais biológicos; um exemplo disso são os tecidos e os órgãos criados a partir de impressoras 3D. 
	O processo para produzir esses materiais se consiste em 3 etapas, que são elas Pré-processamento e Desing, Processamento e Biofabricação, e Pós-processamento e Maturação, respectivamente.
	 No primeiro passo as imagens deverão passar por um pré-processamento de dados antes da obtenção das informações referente aos dados dos pontos utilizados. Logo após a obtenção desses dados, acontece o pós-processamento que consiste na construção do modelo 3D. 
	A segunda etapa é a fase em que ocorre a bioimpressão do órgão ou tecido. A bioimpressão é o processo em que as células vivas são precisamente impressas em certo padrão.
	No terceiro e último caso acontece a maturação e o monitoramento do tecido vivo por biorreatores. Os biorreatores são geralmente definidos como dispositivos que, na maioria das vezes, são utilizados para o monitoramento e controle de processos biológicos, para que estes possam ser desenvolvidos sob condições ambientais e operacionais adequadas como por exemplo: pH, temperatura, pressão, fornecimento de nutrientes e remoção de resíduos. Outra característica, como o alto grau de reprodutividade é introduzida por biorreatores utilizados em bioprocessos, e, ultimamente, tem sido a chave para a sua aplicação em larga escala.	
	A principal aplicação dessa técnica consiste no avanço da engenharia biomédica em implantes médicos personalizados e em projetos de engenharia de tecidos3.
Validação da Hipótese: A hipótese está parcialmente correta.
4. Como é o processo de adesivação a partir de nanopartículas de sílica? 
Hipótese: A estudar.
Resposta: A maioria das empresas brasileiras vem utilizando nanopartículas para melhorar a eficiência de adesivos. Um bom exemplo são as feitas a base de sílica que a empresa Novelprint, de São Paulo, especializada em rótulos e etiquetas auto-adesivas para grandes empresas como Nestlé, Ambev, Heliar, Monsanto, Texaco e Cervejaria Kaiser; conseguiu produzir. O adesivo feito teve a redução de um terço da quantidade de cola, o que gera um ponto positivo, que é o aumento no lucro.
	A adição de cargas de nanopartículadas em resinas sintéticas e naturais para melhorar a adesão entre componentes lignocelulósicos é uma técnica que vem sendo pesquisada para melhorar o desempenho e reduzir os custos do produto. Nanopartículas de sílica misturadas ao adesivo ureia-formaldeído, melhoram a resistência da ligação,propriedades mecânicas e diminuem a emissão de formaldeído do adesivo.
	A sílica é normalmente usada como um agente de reforço em polímeros termoplásticos para melhorar as propriedades mecânicas, tais como a tração e tenacidade. Porém, um maior carregamento de cargas inorgânicas ou retardadores de chama conduziria a precoce quebra dos compósitos. Assim, a resistência à tração dos compósitos aumenta com a adição de sílica fumada, no entanto, pode ser observada a diminuição da resistência quando são acrescentadas partículas de sílica com tamanhos maiores. Isso ocorre, em decorrência do processo de aglomeração da sílica. Esses aglomerados podem atuar como concentradores de tensão e pontos de falhas mecânicas, que pode iniciar a fratura do material 2,8. 
Validação da Hipótese: Não possui hipótese para a ser validada.
 
MAPA CONCEITUAL:  
 
 
RESUMO CRÍTICO: 
	De acordo com as pesquisas feitas, é possível concluir que tem surgido um grande aumento pela procura de métodos de biofabricação de materiais bioabsorvíveis. Devido ao fato de serem naturais e estarem, a maioria, em abundância seus custos são mais baixos e a biocompatibilidade é bem maioro que, consequentemente, acaba gerando mais lucro para as empresas e mais resultados para a área científica.
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:  
1. Aouada, Fauze. A.; Mattoso, Luiz. C. Hidrogéis Biodegradáveis: uma opção na aplicação como veículos carreadores de sistemas de liberação controlada de pesticidas. Embrapa. São Carolos, SP. 2009. Disponível em < https://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/bitstream/doc/658248/1/BPD282009.pdf > acessado em: 10/03/2020 às 23:07. 
2. Costa, Tattiane. G. Caracterização de adesivos sintéticos com adição de nanopartículas de sílica como carga de reforço. Universidade Federal de Lavras. Lavras, MG. 2016. Disponível em < http://repositorio.ufla.br/jspui/bitstream/1/10829/2/TESE_Caracteriza%C3%A7%C3%A3o%20de%20adesivos%20sint%C3%A9ticos%20com%20adi%C3%A7%C3%A3o%20de%20nanopart%C3%ADculas%20de%20s%C3%ADlica%20como%20carga%20de%20refor%C3%A7o.pdf > acessado em: 11/03/2020 às 18:57. 
3. Francisco, Luiz. Modelo computacional de descrição de projetos para impressão de biosistemas. Universidade Federal de São Carlos. São Carlos, SP. 2016. Disponível em < https://repositorio.ufscar.br/bitstream/handle/ufscar/8103/DissLAVF.pdf?sequence=1&isAllowed=y > acessado em: 10/03/2020 às 20:34. 
4. Jang, H.; Park, S.; Bedair, T.; Oh, M.; Ahn, D.; Park, W.; Joung, Y.; Han, D. Effect of various shaped magnesium hydroxide particles on mechanical and biological properties of poly(lactic-co-glycolic acid) composites. Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2018.Disponível em < https://www.researchgate.net/publication/320948580_Effect_of_various_shaped_magnesium_hydroxide_particles_on_mechanical_and_biological_properties_of_polylactic-_co_-glycolic_acid_composites > acessado em: 09/03/2020 às 22:02. 
5. Luna, C.; Silva, D.; Basílio, S.; Araújo, E.; Silva, A.; Bezerra, A. Desenvolvimento de Blendas Poliméricas visando a Tenacificação dos Polímeros: Uma revisão. Londrina, PR. 2015. 
6. Marques, Douglas. R. Obtenção e caracterização de blendas poliméricas de poli (Ácido láctico - Co - Glicólico) e poli (Isopreno) para aplicação como biomaterial. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, RS. 2011. 
7. Moura, Layla. M. Produção, caracterização e avaliação da biocompatibilidade de blandas de PLGA e PHB. Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais. Belo Horizonte, MG. 2014. Disponível em < http://www.posmat.cefetmg.br/wp-content/uploads/sites/120/2017/08/Disserta%C3%A7%C3%A3o_Layla_Moura.pdf > acessado em: 09/03/2020 às 22:44. 
8. Nanotcnologia contra microrganismos. Fundação de amparo à aesquisa do Estado de São Paulo, 2011. Disponível em < http://www.fapesp.br/6586 > acessado em: 11/03/2020 às 15:01. 
9. Senisse, Carolina. A. L. Propriedades mecânicas de blenda polimérica de Poli(Ácido láctico – Co- Glicólico) (PLGA) / Poli (Isopreno) (IR). Universidade Federal do Rio Grande do Sul. 2010. Disponível em < https://www.lume.ufrgs.br/handle/10183/60985 > acessado em: 09/03/2020 às 18:01.
10. Souza, Bruna. V. Dispositivos médicos: Uma análise de similares de implantes Cardiovasculares (STENTS). Universidade Federal do Rio Grande do Sul. 2009. Disponível em < https://lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/24737/000747638.pdf;jsessionid=07CEACDF6DAD7B253044AE5EA60F759E?sequence=1 > acessado em: 09/03/2020 às 17:26. 
11. Souza, Líria. A. Adsorver e absorver: Qual a diferença? Disponível em < https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/adsorver-absorver-qual-diferenca.htm > acessado em: 09/03/2020 às 19:53.