Orientadores: Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia, Sidney Nicodemos da Silva

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica

Resumo: A utilização de biocerâmicas a base de fosfato de cálcio encontra grande aceitação clínica na substituição de tecidos ósseos, e mesmo no preenchimento dérmico, devido à sua similaridade química com parte mineral de ossos e dentes. Em função desta similaridade, os fosfatos de cálcio...

Resumo: A utilização de biocerâmicas a base de fosfato de cálcio encontra grande aceitação clínica na substituição de tecidos ósseos, e mesmo no preenchimento dérmico, devido à sua similaridade química com parte mineral de ossos e dentes. Em função desta similaridade, os fosfatos de cálcio apresentam, dentre outras propriedades importantes, elevada biocompatibilidade, e na maioria das vezes exibem bioatividade e/ou osteocondução. Estes materiais não induzem reações inflamatórias ou imunológicas, agudas ou crônicas, ou seja, causam mínima irritação, limitada ao local de contato, e mínimas reações alérgicas. Dentre os fosfatos de cálcio, as apatitas formam a maior parte das cerâmicas de interesse biológico e podem ser constituídas de hidroxiapatita e beta-fosfato tricálcico, mistura chamada de fosfato de cálcio bifásico. Classicamente, este material se encontra disponível em blocos cerâmicos, densos ou porosos, ou na forma de materiais particulados (grânulos, pós e colóides). Na forma de grânulos ou pós, o formato esférico é preferido por se conformar melhor em locais de implantação irregulares, além de apresentarem propriedades reológicas mais satisfatórias em produtos injetáveis. Vários métodos de produção de micropartículas têm sido relatados, alguns empregando equipamentos e matériasprimas de custos elevados, e outros apresentando o inconveniente de utilizar solventes orgânicos altamente tóxicos, em pelo menos uma etapa do processamento, que devem ser removidos. Neste estudo, foi desenvolvida uma rota de produção de biocerâmicas particuladas de fosfato de cálcio bifásico, com forma esférica, eliminando a utilização de equipamentos e matérias-primas de custos elevados, e de substâncias tóxicas, reduzindo, assim, o número de etapas e o custo do processo. O processamento foi baseado na imiscibilidade de líquidos, com formação de uma emulsão água/óleo, utilizando uma mistura de solução de gelatina e fosfato de cálcio bifásico (fase dispersa) e óleo de canola alimentício (fase contínua). As micropartículas obtidas foram caracterizadas física, química e biologicamente, e foram avaliadas quanto ao potencial de incorporação e de liberação de medicamentos. Os resultados mostraram que o método aprimorado produziu micropartículas polidispersas, sem resíduos das substâncias químicas utilizadas no processamento, com morfologia esférica e estrutura porosa. As microesferas produzidas não apresentaram efeitos citotóxicos para a linhagem celular estudada e apresentaram potencial para incorporação e liberação do antibiótico gentamicina

Abstract: The biphasic calcium phosphate is greatly applied in the replacement of osseous tissues and as dermal fillers due to its chemical similarity with the mineral part of bone and teeth. Due to this similarity, the calcium phosphates present, among other important properties, high...

Abstract: The biphasic calcium phosphate is greatly applied in the replacement of osseous tissues and as dermal fillers due to its chemical similarity with the mineral part of bone and teeth. Due to this similarity, the calcium phosphates present, among other important properties, high biocompatibility, bioactivity and/or osteoconduction. They do not induce inflammatory or immune reaction, acute or chronic, causing minimal irritation that is limited to the local contact, and cause minimal allergies. Among the calcium phosphates, the apatites form the major part of the ceramics of biological interest, and can be composed of hydroxyapatite and beta-tricalcium phosphate, namely biphasic calcium phosphate. This material is classically available in ceramic blocks, dense or porous, or in particulate form (granules, powders and colloids). Granules and powders with spherical shape are preferred because they conform better in irregular implantation sites, and offer more satisfactory rheological properties when used in injectable products. Several methods for microparticles production have been reported, some employing expensive equipments and raw materials, and other presents the disadvantage of using highly toxic organic solvents, in at least one processing step, which need to be removed. In this study a production route of particulate biphasic calcium phosphate bioceramics with spherical shape was developed, eliminating the use of equipment and raw materials of high cost and toxic substances, thereby reducing the number of process steps and cost. The process was based on liquid immiscibility, generating a water/oil emulsion, using a mixture of gelatin solution and biphasic calcium phosphate (dispersed phase) and food grade canola oil (continuous phase). The microparticles obtained were physically, chemically and biologically characterized, and their incorporation and drugs release potential was also evaluated. The results showed that the improved method produced polydisperse microparticles without residues of chemicals used in processing, spherical shape and porous structure. The microspheres produced showed no cytotoxic effects for the cell line studied and showed potential for drugs incorporation and release of the antibiotic gentamicin