Elaboração e validação de bioimpressora 3D de extrusão coaxial
| dc.contributor.advisor | Ortega, Fernando dos Santos | |
| dc.contributor.author | Cardoso, Gustavo Luiz Bueno | |
| dc.contributor.coadvisor | Oliveira, Ivone Regina de | |
| dc.contributor.event2 | São José dos Campos | |
| dc.contributor.referee | Carvalho, Paulo Henrique Salles de | |
| dc.contributor.referee | Nono, Daniel Alessander | |
| dc.contributor.referee | Vasconcellos, Luana Marotta Reis de | |
| dc.date.accessioned | 2024-10-21T14:12:52Z | |
| dc.date.available | 2024-10-21T14:12:52Z | |
| dc.date.issued | 2024-03-25 | |
| dc.description.abstract | A engenharia de tecidos possui aplicação em diversos campos de estudo, como curativos, enxertos e próteses. As diferentes técnicas de produção destes produtos estão correlacionadas com as particularidades de cada material e o processo mais adequado para obtê-los, sendo a bioimpressão 3D uma grande inovação aos sistemas pela estabilização de sistemas tridimensionais a partir de hidrogéis e sistemas reológicos complexos. A partir de técnicas de manufatura aditiva desenvolvidas em áreas mais tradicionais, mecanismos de biomanufatura aditiva surgiram com foco em adaptar técnicas existentes para estruturas biológicas ou de uso biológico. Dentre tais técnicas, destaca-se a bioimpressão 3D por extrusão, emulando sistemas de impressão 3D tradicional (FDM – Fused deposition modeling) para produzir scaffolds, curativos e organs-on-a-chip por meio da extrusão de fios de hidrogéis com viscosidade adequada para bioimpressão, em geral com alto custo de matéria-prima. A dificuldade de obtenção de hidrogéis com características reológicas adequadas para bioimpressão trouxe a necessidade de adaptações ao sistema tradicional, como a bioimpressão 3D por extrusão para que hidrogéis mais simples e de menor custo sejam utilizados nesta técnica. Assim, este trabalho estudou a adaptação de uma bioimpressora 3D de baixo custo para um sistema de bioimpressão coaxial a partir de peças projetadas e fabricadas por impressão 3D FDM tradicional. Paralelamente estudou-se o comportamento reológico do Poloxâmero 407, considerado um hidrogel “padrão ouro” na bioimpressão e de um hidrogel de baixo custo à base de alginato de sódio, cujo comportamento reológico é insuficiente para o uso em uma bioimpressora convencional. Os hidrogéis de alginato de sódio e Poloxâmero 407 estudados apresentaram características reológicas distintas, com diferenças de viscosidade sob 7 ordens de grandeza. A bioimpressora projetada apresentou resultados promissores para a produção de hidrogéis em funcionamento para bioimpressão 3D para hidrogéis de baixa viscosidade, otimizando o funcionamento dos sistemas. | |
| dc.description.abstract2 | Tissue engineering has applications in several fields of study, such as dressings, grafts and prosthetics. The different production techniques for these products are correlated with the particularities of each material and the most appropriate process to obtain them, with 3D bioprinting being a major innovation in systems for stabilizing three-dimensional systems from hydrogels and complex rheological systems. Based on additive manufacturing techniques developed in more traditional areas, additive biomanufacturing mechanisms have emerged with a focus on adapting existing techniques to biological structures or for biological use. Among such techniques, 3D extrusion bioprinting stands out, emulating traditional 3D printing systems (FDM – Fused deposition modeling) to produce scaffolds, curatives, and organs-on-a-chip through the extrusion of hydrogel threads with adequate viscosity. for bioprinting, generally with high raw material costs. The difficulty in obtaining hydrogels with rheological characteristics suitable for bioprinting has brought about the need for adaptations to the traditional system, such as 3D bioprinting by extrusion so that simpler and lower-cost hydrogels can be used in this technique. Thus, this work studied the adaptation of a low-cost 3D bioprinter to a coaxial bioprinting system using parts designed and manufactured by traditional FDM 3D printing. In parallel, the rheological behavior of Poloxamer 407, considered a “gold standard” hydrogel in bioprinting, and a low-cost hydrogel based on sodium alginate, whose rheological behavior is insufficient for use in a conventional bioprinter, was studied. The sodium alginate and Poloxamer 407 hydrogels studied presented distinct rheological characteristics, with viscosity differences over 7 orders of magnitude. The designed bioprinter showed promising results for production of functioning hydrogels for 3D bioprinting for low viscosity hydrogels, optimizing the functioning of the systems. | |
| dc.description.physical | 90 f. | |
| dc.format.mimetype | ||
| dc.identifier.affiliation | Universidade do Vale do Paraíba | |
| dc.identifier.affiliation | Unesp | |
| dc.identifier.bibliographicCitation2 | CARDOSO, Gustavo Luiz Bueno. Elaboração e validação de bioimpressora 3D de extrusão coaxial. São José dos Campos, SP, 2024. 90 f.; PDF. Dissertação (Mestrado em Processamento de Materiais) - Universidade do Vale do Paraíba, Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento, São José dos Campos, 2024. | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.univap.br/handle/123456789/403 | |
| dc.language.iso | pt_BR | |
| dc.publisher.country | Brasil | |
| dc.publisher.initials | Univap | |
| dc.publisher.institution | Universidade do Vale do Paraíba | |
| dc.publisher.program | Mestrado Profissional em Processamento de Materiais | |
| dc.publisher.spatial | São José dos Campos | |
| dc.subject.keyword | Manufatura aditiva | |
| dc.subject.keyword | Impressão tridimensional | |
| dc.subject.keyword | Hidrogéis | |
| dc.subject.keyword | Coextrusão | |
| dc.title | Elaboração e validação de bioimpressora 3D de extrusão coaxial | |
| dc.title.alternative | Design and validation of coaxial extrusion 3D bioprinter | |
| dc.type | Dissertação | |
| dc.type.masterDegree | Mestrado Profissional |