Compósitos de PCL e vidro bioativo : estudo do comportamento in vitro

Abstract

Na regeneração do tecido ósseo torna-se cada vez mais frequente o recurso a materiais capazes de interagir com o organismo, através de um conjunto de respostas específicas que conduzem à formação de novo tecido ósseo. Neste contexto, os compósitos de matriz polimérica com enchimento bioativo têm sido objeto de investigação recente pois combinam as vantagens destes dois tipos de materiais, para as aplicações pretendidas. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver compósitos de vidro bioativo e policaprolactona (PCL) e estudo do seu comportamento em meio acelular (in vitro). Quando utilizados separadamente em aplicações biomédicas, estes materiais têm revelado características promissoras. No entanto, as propriedades de compósitos de matriz de PCL reforçado com vidro bioativo ainda não estão totalmente esclarecidas. O vidro em estudo pertence ao sistema 3CaO-P2O5-SiO2-MgO, identificado em estudos anteriores, como possuindo características bioativas. O PCL foi escolhido por ser um polímero sintético biocompatível, biodegradável e aprovado pela Food and Drug Administration (FDA). Os compósitos foram preparados por duas técnicas distintas: extrusão e evaporação do solvente. Estudaram-se algumas variáveis de processamento, nomeadamente: a fração de partículas vítreas, o tamanho de partículas do enchimento, fração de partículas vítreas e respetiva distribuição granulométrica. O comportamento destes compósitos em meio fisiológico simulado indica um elevado potencial bioativo, manifestado através da formação de uma camada de fosfato de cálcio na sua superfície, o que torna estes compósitos promissores para aplicações em regeneração do tecido ósseo.

In bone regeneration it becomes more and more attractive the use of materials capable of interacting with the living tissues through adequate responses that lead to the formation of new bone. In this context, composites of polymeric matrix with bioactive filling composites have recently been investigated because they combine the advantages of these two types of materials for the envisaged application. The main goal of this work was to produce composites of polycaprolactone (PCL) and a bioactive glass as filler and to evaluate their in vitro behavior in an acelular medium When used separately in biomedical applications, these materials have revealed quite promising characteristics. However, the properties of composites based on polymeric matrix reinforced with glass are not yet entirely clarified. The bioactive glass used in this project belongs to the 3CaO-P2O5-SiO2-MgO, and system showed, in previous works, to exhibit a bioactive behavior in vitro. PCL was chosen because it is a synthetic biocompatible, biodegradable and Food and Drug Administration (FDA) approved polymer. The composites were prepared by two techniques: extrusion and solvent casting. Some variables of processing were studied, namelly: the filler containt, the particle size and particle size distribution. The behavior of these composites in simulated physiologic environment indicates a high bioactive potential confirmed by the formation of a calcium phosphate layer, making these composites very promising for bone regeneration applications.