Orientadores: Vitor Baranauskas, William Dias Belangero

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação

Resumo: O hidrogel de polivinil álcool puro e reforçado com duas diferentes nanopartículas de carbono, produzidas pelo método de deposição química a partir da fase vapor, foi avaliado por ensaios in vitro e in vivo, para verificar seu potencial de uso para tratamento de defeitos osteocondrais. A...

Resumo: O hidrogel de polivinil álcool puro e reforçado com duas diferentes nanopartículas de carbono, produzidas pelo método de deposição química a partir da fase vapor, foi avaliado por ensaios in vitro e in vivo, para verificar seu potencial de uso para tratamento de defeitos osteocondrais. A caracterização das nanopartículas foi feita por microscópio Raman, microscopia eletrônica por emissão de campo e microscopia eletrônica de alta transmissão. Foi avaliada a citotoxicidade dos materiais com células do Vero do tipo fibroblasto e células-tronco mesenquimais derivadas da medula óssea de ratos Wistar-kyoto por ensaios de viabilidade e análise citoquimica e a diferenciação osteogênica pela atividade da enzima fosfatase alcalina e corante vermelho de alizarina. Os materiais foram implantados por 3 e 12 semanas em defeitos osteocondrais de ratos Wistar e analisados por microscopia eletrônica de varredura, microscopia óptica, ensaio mecânico de indentação e espectrometria de fluorescência de raios X. Os resultados sugerem que os materiais não interferiram na viabilidade e morfologia de nenhum tipo celular. Foi identificada a atividade da enzima fosfatase alcalina e formação de matriz orgânica mineralizada. Após implante os materiais não apresentaram sinais de desgaste ou mudança de cor. A região de interface apresentou tecido conjuntivo denso e ósseo neoformado após 3 e 12 semanas. Foi observado aumento do módulo de fluência e maior concentração de cálcio nos materiais ao longo do tempo. Os resultados indicaram que os hidrogéis com nanopartículas de carbono não interferiram na atividade metabólica de ambas as células e na diferenciação osteogênica das células mesenquimais. O desempenho destes materiais pode ser considerado melhor que o hidrogel sem nanopartículas

Abstract: Poly(vinyl alcohol) hydrogel pure and reinforced with two different carbon nanoparticles, produced by hot-filament chemical vapor deposition method, was evaluated by in vitro and in vivo assays, to assess its potential employment for the treatment of osteochondral defects. Nanoparticles...

Abstract: Poly(vinyl alcohol) hydrogel pure and reinforced with two different carbon nanoparticles, produced by hot-filament chemical vapor deposition method, was evaluated by in vitro and in vivo assays, to assess its potential employment for the treatment of osteochondral defects. Nanoparticles characterization was done by Raman microscope, field emission scanning electron microscopy and high-resolution transmission electron microscopy. It evaluated the cytotoxicity of the materials with Vero fibroblast-type cellular and mesenchymal stem cells derived from bone marrow of Wistar-Kyoto rats by assays of viability and citochemistry analyses and osteogenic differentiation by alkaline phosphatase activity and alizarin red staining. The materials were implanted by 3 and 12 weeks in the osteochondral defects of Wistar rats and analyzed by scanning electron microscopy, optical microscopy, creep indentation and X-ray fluorescence spectroscopy. The results suggest that the materials didn't interfere in the viability and morphology of any cell type. Alkaline phosphatase activity and nodules of mineralized organic matrix formation was identified. After implantation the materials did not showed signs of wear or color change. The interface region showed connective dense tissue and bone tissue neoformed after 3 and 12 weeks. It was observed increased of creep module and more concentration of calcium of samples over time. The results indicate that the hydrogels with carbon nanoparticles not interfere in metabolic activity of both cells and osteogenic mesenchymal differentiation. The performance of these materials can be considered better than the hydrogel without nanoparticles