Fibrous PCL composites with nanoceramics produced by electrospinning and rotary jet spinning for regenerative bone applications
| dc.contributor.advisor | Lobo, Anderson de Oliveira | |
| dc.contributor.author | Paula, Mirian Michele Machado de | |
| dc.contributor.event2 | São José dos Campos | |
| dc.contributor.referee | Ferreira, Juliana | |
| dc.contributor.referee | Vieira, Lúcia | |
| dc.contributor.referee | Corat, Marcus Alexandre Finzi | |
| dc.contributor.referee | Vasconcellos, Luana Marotta Reis de | |
| dc.date.accessioned | 2025-01-28T12:49:10Z | |
| dc.date.available | 2025-01-28T12:49:10Z | |
| dc.date.issued | 2020-08-24 | |
| dc.description.abstract | Na prática clínica, o reparo de defeitos do tecido ósseo continua sendo um desafio significativo devido às limitações encontradas nos tratamentos atuais para substituição ou reparo de tecido ósseo. Biomateriais sintéticos estão sendo explorados como uma alternativa promissora para suprir tais limitações. Novas estrategias baseadas em combinações bem deliniadas entre materias osteocondutores, suporte e populações de células osteogênicas são vistos como uma abordagem para melhorar a regeneração óssea. Aqui, a eficácia de fibras de policaprolactona(PCL) com nanotubo de carbono (CNT) e nanopartículas de hidroxiapatita (nHap) incorporadas, usando dois métodos diferentes de fabricação: eletrofiação (ES) e rotofiação (RJS), foram investigadas. Além disso, células-tronco mesenquimais da medula ossea (BMMSCs) foram semadas sobre os scaffolds e implantadas em defeito ósseo crítico na calvária de ratos para avaliar seu potencial no processo de reparo ósseo, em comparação com scaffolds acelulares. Diferentes morfologias foram determinadas através do método de fabricação utilizada. Fibras rotofiadas apresentaram uma topografia especial (fibras rugosas) em comparação com fibras eletrofiadas (fibras lisas). Mostramos que os scaffolds de PCL produzidos pela RJS tem um potencial em diminuir a colonização de bactérias, no qual pode estar relacionado a mecanismos físicos (morfologia dos scaffolds) e/ou biológicos (superfície bacteriana). Posteriormente, vários parâmetros foram analisados após a incorporacao das nanoparticulas nos scaffolds. As fibras de PCL com nanoparticulas denHap: CNT mostraram um potencial em estimular atividade biológica em células de osteoblasto comparado com o PCL puro. Além disso, evidenciamos que aumento da formação óssea ocorreu através da combinação de três características: presença de nanoparticulas de nHap:CNT, superfície rugosa evidenciada pelas fibras RJS e revestimento dos scaffols com BMMSCs. Neste estudo mostramos que a escolha do biomaterial e a topografia de superfície combinados com células de interesse são fatores-chave que podem favorecer a reparação óssea. | |
| dc.description.abstract2 | In clinical practice, bone tissue defects repair remains a significant challenge due to the limitations found in current treatments for bone tissue replacement or repair. Synthetic biomaterials are being explored as a promising alternative to overcome such limitations. New strategies based on well-defined combinations between osteoconductive materials, support, and populations of osteogenic cells are seen as an approach to improve bone regeneration. Here, the efficacy of polycaprolactone (PCL)fibers with carbon nanotube (CNT) and hydroxyapatite (nHap) nanoparticles, using two different methods for fabrication: electrospinning (ES) and rotary jet spinning (RJS), were investigated. Besides, bone marrow mesenchymalstem cells (BMMSCs) were seeded on the scaffolds and implanted in a critical bone defect in the calvary of rats to assess their potential in the bone repair process, compared to acellular scaffolds. Different morphologies were determined through the manufacturing method used. RJS fibers presented a particular topography (rough fibers) compared to ES fibers (smooth fibers). We show that the PCL scaffolds produced by RJS can decrease the colonization of bacteria, which may be related to physical (scaffold morphology) and or biological (bacterial surface) mechanisms. Subsequently, several parameters were analyzed for the scaffolds after the incorporation of the nanoparticles. PCL fibers with nHap:CNT nanoceramicsshowed the potential to stimulate biological activity in osteoblast cells compared to neatPCL. We also showed that increased bone formation occurred through the combination of three characteristics: the presence of nHap:CNT nanoparticles, rough surface evidenced by the RJS fibers, and scaffolds seededwith BMMSCs. In this study, we show that the choice of biomaterial and surface topography combined with cells of interest are key factors that can favor bone repair. | |
| dc.description.physical | 116 f. | |
| dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.format.mimetype | ||
| dc.identifier.affiliation | Universidade do Vale do Paraíba | |
| dc.identifier.bibliographicCitation2 | PAULA, Mirian Michele Machado de. Compósitos fibrosos de PCL com nanocerâmicas produzidas por eletrofiação e rotofiação para aplicações ósseo regenerativa. São José dos Campos, 2020. 116 f. Tese (Doutorado em Engenharia Biomédica) - Universidade do Vale do Paraíba, Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento, São José dos Campos, 2020. | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.univap.br/handle/123456789/524 | |
| dc.language.iso | en_US | |
| dc.publisher.country | Brasil | |
| dc.publisher.initials | UNIVAP | |
| dc.publisher.institution | Universidade do Vale do Paraíba | |
| dc.publisher.program | doutorado em Engenharia Biomédica | |
| dc.publisher.spatial | São José dos Campos | |
| dc.subject.keyword | Eletrofiação | |
| dc.subject.keyword | Rotofiação | |
| dc.subject.keyword | Células-tronco | |
| dc.title | Fibrous PCL composites with nanoceramics produced by electrospinning and rotary jet spinning for regenerative bone applications | |
| dc.title.alternative | Compósitos fibrosos de PCL com nanocerâmicas produzidas por eletrofiação e rotofiação para aplicações ósseo regenerativa | |
| dc.type | Tese |