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Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
Ciência e Engenharia dos Materiais (21001014024P6)
PROCESSAMENTO DE MATERIAIS COM PROPRIEDADES DE BARREIRAS E APLICAÇÕES NA ENGENHARIA DE TECIDOS
MOISES DAS VIRGENS SANTANA
TESE
17/10/2024

Este estudo investigou o desenvolvimento de materiais multifuncionais utilizando técnicas avançadas de fabricação, com aplicações voltadas tanto para dispositivos de proteção pessoal quanto para a engenharia de tecidos. A primeira abordagem utilizou a técnica de eletrofiação para produzir nanofibras de poliamida destinadas à fabricação de filtros de alta eficiência para máscaras respiratórias. A eletrofiação permitiu o controle preciso do diâmetro das fibras, resultando em uma estrutura porosa adequada para a captura de partículas finas, mantendo simultaneamente uma alta taxa de permeabilidade ao ar, essencial para a respirabilidade e conforto do usuário. Os filtros eletrofiados demonstraram desempenho superior em termos de eficiência de filtração, resistência mecânica e estabilidade térmica, sendo promissores para utilização em ambientes críticos que exigem proteção eficaz contra agentes patogênicos e poluentes. A segunda técnica investigada foi a bioimpressão 3D de hidrogéis de GelMA (gelatina metacrilada) com adição de grafeno, realizada em condições de baixa temperatura para preservar as propriedades físico-químicas dos materiais durante a fabricação dos scaffolds. A combinação de GelMA e grafeno resultou em scaffolds tridimensionais com características mecânicas aprimoradas, como maior resistência à compressão e elasticidade, além de aumentar a condutividade elétrica, o que torna esses materiais adequados para a regeneração de tecidos que requerem sinalização elétrica, como o tecido cardíaco e o neural. Ensaios in vitro confirmaram a biocompatibilidade dos scaffolds, demonstrando que o material suporta a adesão, proliferação celular e angiogênese. Os resultados deste estudo indicam que tanto a eletrofiação quanto a bioimpressão 3D de GelMA/grafeno são técnicas complementares, que podem ser combinadas para o desenvolvimento de materiais híbridos. Esses materiais multifuncionais apresentam um grande potencial para aplicações na fabricação de dispositivos médicos avançados, proteção pessoal e engenharia de tecidos.

Eletrofiação;Bioimpressão 3D;GelMA;Grafeno;Engenharia de tecidos;Filtros de máscaras
This study investigated the development of multifunctional materials using advanced manufacturing techniques, with applications aimed at both personal protective devices and tissue engineering. The first approach employed the electrospinning technique to produce polyamide nanofibers intended for the manufacture of high-efficiency filters for respiratory masks. Electrospinning enabled precise control over fiber diameter, resulting in a porous structure suitable for capturing fine particles while simultaneously maintaining a high air permeability rate, essential for user breathability and comfort. The electrospun filters demonstrated superior performance in terms of filtration efficiency, mechanical strength, and thermal stability, making them promising for use in critical environments requiring effective protection against pathogenic agents and pollutants. The second technique investigated was the 3D bioprinting of GelMA (gelatin methacrylate) hydrogels with the addition of graphene, carried out under low-temperature conditions to preserve the physicochemical properties of the materials during scaffold fabrication. The combination of GelMA and graphene resulted in three-dimensional scaffolds with enhanced mechanical characteristics, such as increased compressive strength and elasticity, while also improving electrical conductivity, making these materials suitable for the regeneration of tissues requiring electrical signaling, such as cardiac and neural tissues. In vitro assays confirmed the biocompatibility of the scaffolds, demonstrating that the material supports cell adhesion, proliferation, and angiogenesis. The results of this study indicate that both electrospinning and 3D bioprinting of GelMA/graphene are complementary techniques that can be combined for the development of hybrid materials. These multifunctional materials present significant potential for applications in the manufacturing of advanced medical devices, personal protection, and tissue engineering.
Electrospinning;3D bioprinting;GelMA;Graphene;Tissue engineering;Mask filters.
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
O trabalho possui divulgação autorizada
Tese Final - Moises das Virgens.pdf

Contexto

MATERIAIS CONJUGADOS E POLIMÉRICOS
POLIMEROS E BIOMATERIAIS
BIOIMPRESSÃO DE PLATAFORMAS BIOMIMÉTICAS UTILIZANDO HIDROGÉIS INTELIGENTES PARA APLICAÇÕES OSTEOCONDRAIS

Banca Examinadora

ANDERSON DE OLIVEIRA LOBO
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
ANDERSON DE OLIVEIRA LOBO Docente - PERMANENTE
RAMON RAUDEL PENA GARCIA Docente - PERMANENTE
PEDRO PIRES GOULART GUIMARAES Participante Externo
FRANCILIO DE CARVALHO OLIVEIRA Participante Externo
BARTOLOMEU CRUZ VIANA NETO Docente - PERMANENTE

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
CONS NAC DE DESENVOLVIMENTO CIENTIFICO E TECNOLOGICO - Chamada CNPq/MCTI Nº 10/2023 - UNIVERSAL 22

Vínculo

Bolsa de Fixação
Instituição de Ensino e Pesquisa
Ensino e Pesquisa
Sim
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Capes UFRN RNP
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