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http://hdl.handle.net/10773/41562
Título: | Biofabrication of biomimetic three-dimensional structures for tissue engineering |
Outros títulos: | Biofabricação de estruturas tridimensionais biomiméticas para engenharia de tecidos |
Autor: | Arvins, Mariana Pinto |
Orientador: | Gonçalves, Gil Marques, Paula |
Palavras-chave: | 3D printing Tissue engineering Collagen Hydrogels |
Data de Defesa: | 30-Jun-2023 |
Resumo: | One of the greatest challenges associated with tissue engineering is the development of biomimetic three-dimensional structures that closely emulate
the complexity and functionality of native tissues. The main objective of
this work was the biofabrication of biomimetic three-dimensional structures
for tissue engineering, aiming to achieve enhanced emulation of native tissue
complexity and functionality, by the addition of different fractions of carbon
dots. In an initial phase this work consists of the state of the art related
to tissue engineering, biomaterials and scaffolds. Research was also carried
out on biofabrication and its main steps and the extrusion-based bioprinting
process was described. In another phase, the experimental plan was carried
out, containing the materials and methods used to achieve the obtained
results, such as compressive tests and 3D printing methods. Compression
tests were carried out on 15 types of hydrogels composed of ColMA, CDs,
and GQDs and the influence of their addition to the hydrogels was studied.
It was found that the viscosity of the prepared solutions increased linearly
with increasing ColMA concentration. For the same ColMA concentration,
the hydrogels composed of ColMA and CDs, as the CDs concentration increased, the Young’s modulus increased. The addition of GQDs did not
benefit all hydrogels, as is the case with hydrogels with a concentration of
1% ColMA, causing a decrease in Young’s modulus. 3D printing depends on
several parameters such as ink viscosity, feed rate, printing pressure, needle
diameter. If the feed rate is too slow, an excessive amount of material is
pushed out, leading to the possibility of printing undefined structures that
lack microarchitecture. On the other hand, if the feed rate is too high,
there may not be enough material extruded from the nozzle, resulting in
the inability to obtain any printed structures. The results obtained prove
that the addition of 5% CDs can be beneficial for 3D printing, obtaining
filaments with excellent uniformity, well-defined lines and angles, and good
filament width. Um dos maiores desafios associados à engenharia de tecidos é o desenvolvimento de estruturas tridimensionais biomiméticas que reproduzam a complexidade e a funcionalidade dos tecidos nativos. O principal objetivo deste trabalho foi a biofabricação de estruturas tridimensionais biomiméticas para engenharia de tecidos, com objetivo de retratar a complexidade e funcionalidade do tecido nativo, através da adição de diferentes rácios de carbon dots. Numa fase inicial, este trabalho consiste no estado da arte relacionado com engenharia de tecidos, biomateriais e scaffolds. Também foram realizadas pesquisas sobre biofabricação e suas principais etapas, e foi descrito o processo de bioimpressão por extrusão. Numa outra fase, foi realizado o plano experimental, contendo os materiais e métodos utilizados para alcançar os resultados obtidos, como ensaios de compressão e métodos de impressão 3D. Foram realizados ensaios de compressão em 15 tipos de hidrogéis compostos por ColMA, CDs e GQDs, e a influência da sua adição aos hidrogéis foi estudada. Verificou-se que a viscosidade das soluções preparadas aumentou linearmente com o aumento da concentração de ColMA. Para a mesma concentração de ColMA, nos hidrogéis compostos por ColMA e CDs, à medida que a concentração de CDs aumentava, o módulo de Young aumentava. A adição de GQDs não beneficiou todos os hidrogéis, como é o caso dos hidrogéis com concentração de 1% ColMA, causando uma diminuição no módulo de Young. A impressão 3D depende de vários parâmetros, como a viscosidade da tinta, velocidade de impressão, pressão de impressão, e diâmetro da agulha. Se a velocidade de impressão for muito lenta, é extrudida uma quantidade muito elevada de material, levando à impressão de estruturas indefinidas e sem microarquitetura. Por outro lado, se a velocidade de impressão for muito alta, o material extrudido pode ser insuficente, resultando na impossibilidade de obter quaisquer filamentos. Os resultados obtidos comprovam que a adição de 5% de CDs pode ser benéfica para impressão 3D, obtendo-se filamentos com excelente uniformidade, linhas e ângulos bem definidos, e com boa largura. |
URI: | http://hdl.handle.net/10773/41562 |
Aparece nas coleções: | UA - Dissertações de mestrado DEM - Dissertações de mestrado |
Ficheiros deste registo:
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