Resumo: A crescente necessidade por soluções biomédicas inovadoras tem motivado o desenvolvimento de técnicas avançadas de manufatura. A impressão 3D baseada em extrusão, uma técnica da manufatura aditiva, tem emergido como uma tecnologia versátil, de baixo custo e com um vasto potencial na área biomédica, onde o interesse na impressão 3D utilizando hidrogéis têm crescido nos últimos anos. Hidrogéis são estruturas tridimensionais de polímeros hidrofílicos com alta capacidade de absorção de água. Sua biocompatibilidade e biodegradabilidade os tornam atrativos para desenvolvimento de tintas e biotintas para aplicações na engenharia tecidual e cicatrização de feridas. O sistema alginato/nanocelulose (CNC) se destaca por suas propriedades mecânicas e interação celular, sendo promissor para várias aplicações biomédicas. Essa pesquisa concentrou-se na exploração da manufatura aditiva por extrusão de hidrogéis, com ênfase no sistema alginato/CNC, incluindo variantes com colágeno e quitosana, para aplicações em engenharia tecidual e tratamento tópico da leishmaniose cutânea. A viabilidade celular dos scaffolds de alginato/CNC foi avaliada, com resultados não tóxicos para fibroblastos (NIH3T3), destacando-se a mistura com melhor viabilidade após 3 dias de cultura. A biotinta do sistema não teve suas propriedades reológicas afetadas pela densidade celular de 106 células/mL, preservando sua capacidade de impressão. A bioimpressão de scaffolds alginato/CNC com células NIH3T3 foi realizada, analisando-se adesão e morfologia após 3 dias de cultivo. Seguidamente, em um segundo estudo de caso, foi avaliado as propriedades reológicas e capacidade de impressão de scaffolds multicamada do sistema alginato/CNC/quitosana e alginato/CNC/colágeno. As concentrações de CNC e quitosana influenciaram significativamente nas propriedades reológicas e capacidade de impressão devido às suas interações eletrostáticas. As caracterizações química (FTIR) e térmica (DSC) demonstraram a incorporação do óleo essencial de melaleuca (TTO) nos scaffolds do sistema alginato/CNC/colágeno e testes in vitro demonstraram boa atividade leishmanicida do TTO para parasitas da espécie L. amazonensis e L. braziliensis Ver menos

Abstract: The growing need for innovative biomedical solutions has motivated the development of advanced manufacturing techniques. Extrusion based 3D printing, an additive manufacturing technique, has emerged as a versatile, low-cost technology with vast potential in the biomedical field, where extrusion printing of hydrogels has grown in recent years. Hydrogels are three-dimensional structures of hydrophilic polymers with high water absorption capacity. Their biocompatibility and biodegradability make them attractive for the development of inks and bioinks in tissue engineering and wound healing applications. The alginate/nanocellulose (CNC) system stands out for its mechanical properties and cellular interaction, making it promising for various biomedical applications. This research has focused on exploring extrusion-based 3D printing of hydrogels, with emphasis on the alginate/nanocellulose system, including variants with collagen and chitosan, aiming tissue engineering and topical treatment of cutaneous leishmaniasis. The cell viability of the alginate/CNC scaffolds was evaluated, with non-toxic results for fibroblasts (NIH3T3), highlighting the mixture with the best viability after 3 days of culture. The bioink's rheological properties were not affected by a cell density of 106 cells/mL, preserving its printing capacity. Bioprinting of alginate/CNC scaffolds with NIH3T3 cells was carried out, and adhesion and morphology were analyzed after 3 days of cultivation. Subsequently, in a second case study, the rheological properties and printing capacity of multilayer scaffolds from the alginate/CNC/chitosan and alginate/CNC/collagen systems were evaluated. CNC and chitosan concentrations significantly influenced rheological properties and printing capacity due to their electrostatic interactions. Chemical (FTIR) and thermal (DSC) characterizations demonstrated the incorporation of tea tree oil (TTO) in the alginate/CNC/collagen system scaffolds, and in vitro tests demonstrated good leishmanicidal activity of TTO for parasites of the species L. amazonensis and L. braziliensis Ver menos