Resumo: O desenvolvimento de materiais biomédicos de nanocelulose têm despertado interesse devido à sua biocompatibilidade, biodegradabilidade e semelhança com tecidos biológicos, além de oferecerem uma alternativa mais sustentável em comparação aos materiais sintéticos. Nesta dissertação, o objetivo geral foi estudar a fabricação de dispositivos biomédicos utilizando a nanocelulose, de fonte bacteriana e vegetal, para potenciais aplicações em entrega de drogas e medicina regenerativa. (i) Desenvolvemos cápsulas de celulose bacteriana (CB) carregadas com curcumina (Cur) a partir do processo de biofabricação, e em seguida, estas foram revestidas com o polímero carboximetilquitosana (CMQ). As eficiências de encapsulamento (EE) e carregamento (EC) da Cur foram de 45% e 6%, respectivamente, para cápsula CB/Cur/CMQ. O recobrimento da cápsula com o polímero CMQ se manteve compacto e estável em pH 1,2 (imitando a condição do estômago), e a partir do pH 6,8 (imitando a condição do intestino), foi possível observar por MEV as fibras da CB. Na análise de viabilidade celular com as células cancerígenas de adenocarcinoma (HT29), os resultados encontrados foram promissores. Em suma, as cápsulas de CB/Cur/CMQ apresentaram potencialidade para o uso em aplicações de entrega do ativo de forma direcionada para o intestino. (ii) Fabricamos um scaffold à base de celulose nanofibrilada (CNF) via impressão 3D pela técnica direct ink writing. Para compor a tinta e proporcionar funcionalidade ao biomaterial foram adicionados nanopartículas de poli(láctico-co-glicólico ácido) contendo curcumina (PLGA-NPs) e diferentes concentrações de vidro bioativo dopado com íons gálio (Ga-BG). Foram estudadas as propriedades reológicas e a capacidade de impressão das tintas formuladas. A partir dos resultados encontrados, observou-se que a incorporação do Ga-BG aumentou o módulo de armazenamento das tintas. A fidelidade de impressão foi melhor para as tintas que continham Ga-BG, e a composição com 6% de Ga-BG se destacou. Além disso, o estudo revelou que o scaffold com adição de Ga-BG induziu in vitro a morte de células cancerígenas, Saos-2 e MG63, sugerindo uma dose dependência com a linhagem celular MG63. O estudo resultou em um scaffold multifuncional à base de CNF/Ga-BG/PLGA-NPs com adequada capacidade de impressão para potencial aplicação de engenharia de tecido Ver menos

Abstract: The development of biomedical materials from nanocellulose has garnered interest due to its biocompatibility, biodegradability, and similarity to biological tissues, in addition to offering a more sustainable alternative compared to synthetic materials. In this dissertation, the overall objective was to study the fabrication of biomedical devices using nanocellulose, from both bacterial and plant sources, for potential applications in drug delivery and regenerative medicine. (i) We developed bacterial cellulose (BC) capsules loaded with curcumin (Cur) through a biofabrication process, and then these capsules were coated with the pH-sensitive polymer carboxymethyl chitosan (CMC). The encapsulation efficiency (EE) and loading capacity (LC) of Cur were 45% and 6%, respectively, for BC/Cur/CMC capsules. The coating of the capsule with the pH-sensitive polymer remained compact and stable at pH 1.2 (replicating the stomach condition), and from pH 6.8 (replicating the intestinal condition), the BC fibers were observable by SEM. In the cell viability analysis with adenocarcinoma cancer cells (HT29), the results were promising. In summary, the BC/Cur/CMC capsules showed potential for use in targeted drug delivery applications to the intestine. (ii) We fabricated a scaffold based on cellulose nanofibrils (CNF) via 3D printing using the direct ink writing technique. To compose the ink and provide functionality to the biomaterial, poly(lactic-co-glycolic acid) nanoparticles containing curcumin (PLGA-NPs) and different concentrations of gallium-doped bioactive glass (Ga-BG) were added. The rheological properties and printability of the formulated inks were studied. The results showed that the incorporation of Ga-BG increased the storage modulus of the inks. Print fidelity was better for inks containing Ga-BG, with the 6% Ga-BG composition standing out. Additionally, the study revealed that the scaffold with the addition of Ga-BG induced in vitro cell death in cancer cells, Saos-2 and MG63, suggesting a dose dependency with the MG63 cell line. The study resulted in a multifunctional CNF/Ga-BG/PLGA-NPs scaffold with suitable printability for potential tissue engineering applications Ver menos