FERNANDO JOSÉ COSTA BARATÉLA
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Artigo IPEN-doc 23149 Fabrication of electrospun HPGL scaffolds via glycidyl methacrylate cross-linker: Morphology, mechanical and biological properties2017 - BARATELA, FERNANDO J.C.; HIGA, OLGA Z.; PASSOS, ESDRAS D. dos; QUEIROZ, ALVARO A.A. deElectrospinning is a suitable method to produce scaffolds composed of nanoscale to microscale fibers, which are comparable to the extracellular matrix (ECM). Hyperbranched polyglycerol (HPGL) is a highly biocompatible polyether polyol potentially useful for the design of fibrous scaffolds mimicking the ECM architecture. However, scaffolds developed from HPGL have poor mechanical properties and morphological stability in the aqueous environments required for tissue engineering applications. This work reports the production of stable electrospun HPGL scaffolds (EHPGLS) using glycidyl methacrylate (GMA) as cross-linker to enhance the water stability and mechanical property of electrospun HPGL The diameter and morphology of the produced EHPGLS were analyzed by scanning electron microscopy (SEM). It was observed that electrical fields in the range of 0.2 kV.cm(-1) to 1.0 kV.cm(-1) decrease the average fiber diameter of EHPGLS. The increase in porosity of EHPGLS with GMA concentration indicates the in situ formation of a heterogeneous structure resultant from the phase separation during crosslinking of HPGL by GMA. EHPGLS containing 20% (w/w) GMA concentration possessed highest tensile strength (295.4 +/- 1132 kPa), which is approximately 58 times higher than that of non-crosslinked EHPGLS (5.1 +/- 2.12 kPa). The MTS cell viability results showed that the EHPGLS have no significant cytotoxicity effect on Chinese hamster ovary (CHO-K1) cells. Scanning electron microscopy (SEM) indicates that the cultured BALB/3T3 fibroblasts cells were able to keep contact each other's, thus forming a homogeneous monolayer on the internal surface of the EHPGLS.Dissertação IPEN-doc 21745 Estudo das propriedades biocompatíveis de arcabouços poliméricos derivados de óleos vegetais para aplicação na engenharia de tecidos2015 - BARATELA, FERNANDO J.C.A engenharia de tecidos e a medicina regenerativa possuem como objetivo principal o restabelecimento morfológico/funcional de tecidos e órgãos lesionados com a utilização de células, matrizes celulares e células tronco, controlando as respostas imunológicas/bioquímicas promovidas pelo organismo. Adicionalmente, a ciência dos materiais busca desenvolver biomateriais biocompatíveis que não promovam reações imunológicas indesejadas e proporcionem o reestabelecimento das funções do tecido/órgão. Polímeros de origem natural destacam-se como biomateriais por assemelharem-se a macromoléculas biológicas, similaridade com a matriz extracelular, menor possibilidade de estimulação de inflamação crônica e baixa ou ausência de toxicidade. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver matrizes macromoleculares originadas do óleo de soja epoxidado (OSE), analisando a relação estrutura química/atividade biológica das matrizes macromoleculares para uso como biomaterial na engenharia de tecidos. A síntese do OSE foi efetuada pela rota oleoquímica, cuja eficiência foi determinada por espectroscopia de infravermelho e o rendimento da reação de 85% determinado por ressonância magnética nuclear de prótons. A partir da análise por calorimetria exploratória diferencial, detectou-se uma diminuição da temperatura de transição vítrea do polímero do óleo de soja (POSE) em relação ao OSE, sugerindo aumento do crescimento das cadeias poliméricas do POSE. Através da análise termogravimétrica, foi possível definir o perfil de degradação do OSE, com degradação em duas etapas, e do POSE, que degrada em apenas uma etapa e demonstra maior estabilidade térmica do POSE pelo aumento das interações moleculares. A reticulação e a hidrofilicidade do POSE foram promovidas com a adição de metacrilato de 2-hidroxietila (HEMA) à formulação por enxertia do monômero pela irradiação gama. Os resultados obtidos identificaram aumento da estabilidade mecânica, da gelificação e da absorção de água com o aumento do conteúdo de HEMA. Por fim, o grau de cristalinidade estimado para esses polímeros enxertados com HEMA de 27,5% foi definido através da difratometria de raios-X. A segunda etapa caracterizou-se pelo (i) desenvolvimento de POSEs com a enxertia de HEMA nas proporções OSE/HEMA 90:10 e 65:35 com irradiação por raios gama nas doses de 50 e 100kGy, (ii) caracterização físico-química dos POSE-HEMA e (iii) análise biológica desses materiais. Através da espectroscopia de infravermelho, pode-se detectar as regiões epoxidadas do POSE, assim como o sucesso da enxertia do monômero HEMA em todas as concentrações e doses de radiação utilizadas. Através da calorimetria exploratória diferencial, calculou-se a energia de ativação (Ea) dos polímeros. A cristalinidade dos materiais foi definida por difratometria de raios-X, mostrando caráter amorfo do material, bem como um pequeno incremento na porcentagem da cristalinidade com o aumento da intensidade das doses de radiação durante a síntese e um decréscimo dessa cristalinidade com o aumento na concentração de HEMA. A análise da citotoxicidade das amostras mostrou a ausência de toxicidade dos POSE-HEMA, confirmando a eficiência das lavagens dos polímeros para retirada de resíduos do processamento. A análise da hemocompatibilidade mostrou ausência de adesão de plaquetas e os testes de crescimento celular nas matrizes foram positivos. Através dos resultados obtidos nesta pesquisa, pôde-se concluir pelo potencial de utilização dos POSE-HEMA na engenharia de tecidos.