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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74265
Type: | Dissertação |
Title: | Avaliação da hemocompatibilidade de revestimentos poliméricos de quitosana sulfatada sobre ligas metálicas de aço inoxidável e ligas de titânio modificadas com crescimento de nanotubos de TiO2 |
Authors: | Gomes, Sandy Danielle Lucindo |
Advisor: | Vieira, Rodrigo Silveira |
Keywords: | Hemocompatibilidade;Quitosana Sulfatada;Stents metálicos |
Keywords in Brazilian Portuguese : | Hemocompatibilidade;Quitosana sulfatada;Stents metálico |
Issue Date: | 2023 |
Citation: | GOMES, S. D. L. Avaliação da hemocompatibilidade de revestimentos poliméricos de quitosana sulfatada sobre ligas metálicas de aço inoxidável e ligas de titânio modificadas com crescimento de nanotubos de TiO2. 2023. 110f. Dissertação ( Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, 2023. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | Segundo a Organização Mundial da Saúde, as doenças cardiovasculares (DCV) matam 17,7 milhões de pessoas a cada ano, correspondendo a 31 % de todas as mortes globais em 2020, desse modo, o aumento das doenças cardiovasculares vem impulsionando o uso de stents coronarianos. O tratamento atual inclui stents metálicos recobertos com matriz polimérica rica em fármacos imunossupressores como a rapamicina que embora contribuam para uma redução a restenose, apresentam a formação de coágulos e trombos tardiamente. Muitas vezes os stents metálicos, ao interagirem com o sangue, podem sofrer corrosão do material e favorecerem à formação de trombos no local do implante resultando na falha do dispositivo. A fim de melhorar a performance destes dispositivos, recentemente a quitosana modificada foi proposta como revestimento polimérico aumentando a hemocompatibilidade das superfícies metálicas dos stents cardiovasculares. De fato, a quitosana é um polímero biocompatível com grupos amino e hidroxilas ao longo da cadeia, facilitando assim a sua modificação química. Neste trabalho foram produzidos revestimentos poliméricos de quitosana sulfatada (QS) sobre as ligas de aço inoxidável 316L e de titânio (Ti10Mo8Nb6Zr) modificada com crescimento de nanotubos de TiO2, além disso foi realizado um estudo comparativo com a quitosana natural. Inicialmente, a quitosana natural (QN) foi sulfatada com ácido clorosulfonico, em seguida foram desenvolvidos filmes de quitosana sulfatada e natural reticulados ou não com glutaraldeído para avaliação da citotoxicidade. Posteriormente, as superfícies metálicas comercialmente utilizadas para produção de stent cardiovascular, aço inoxidável e ligas de titânio, foram recobertas com quitosana sulfatada e quitosana natural por meio de uma camada de polidopamina e um braço de ligação de polietileno glicol. A quitosana sulfatada desenvolvida apresentou no espectro do FTIR as bandas referentes aos grupos sulfatados adicionados na cadeia polimérica, ademais na concentração de 200 µg/mL o material foi capaz de prolongar o tempo de coagulação em 2,5 vezes quando comparado ao controle e a quitosana natural. Além disso, diferente da quitosana natural a quitosana sulfatada não foi capaz de induzir a agregação plaquetária e os filmes de quitosana sulfatada e quitosana natural contendo a menor concentração do agente de glutaraldeído (0,03% v/v) não foram tóxicos às células da linhagem L929 (fibroblastos). Através do ensaio de adesão plaquetária, foi possível identificar que, dentre as superfícies metálicas, as superfícies de titânio demonstraram maior hemocompatibilidade quando comparadas às amostras de aço inoxidável, apresentando uma menor porcentagem de área coberta por plaquetas 27,2 ± 4,9 versus 60,5 ± 4,3. Já em relação aos recobrimentos, as superfícies metálicas revestidas com quitosana sulfatada apresentaram uma menor ativação plaquetária sendo a superfície de titânio recoberta com quitosana sulfatada a amostra que apresentou a menor porcentagem de cobertura de plaquetas (13,7% ± 3,5), podendo inferir que esse foi o material que apresentou maior potencial para o recobrimento de dispositivos médicos que permanecem em contato com o sangue e que poderão auxiliar no tratamento de doenças cardiovasculares. Ademais esse dispositivo mostrou vantagens em potenciais se comparadas aos stents existentes atualmente no mercado. |
Abstract: | According to the World Health Organization, cardiovascular diseases (CVD) kill 17.7 million people each year, corresponding to 31% of all global deaths in 2020, thus, the increase in cardiovascular diseases has been driving the use of coronary stents. The current treatment includes metallic stents covered with a polymeric matrix rich in immunosuppressive drugs such as rapamycin that, although they contribute to a reduction in restenosis, present the formation of clots and thrombi late. Metal stents, when interacting with blood, can often suffer corrosion of the material and favor the formation of thrombi at the implantation site resulting in device failure. In order to improve the performance of these devices, modified chitosan has recently been proposed as a polymeric coating increasing the hemocompatibility of the metallic surfaces of cardiovascular stents. Indeed, chitosan is a biocompatible polymer with amino and hydroxyl groups along the chain, thus facilitating its chemical modification. In this work, polymeric coatings of sulfated chitosan (QS) were produced on 316L stainless steel and titanium alloys (Ti10Mo8Nb6Zr) modified with TiO2 nanotubes growth, in addition, a comparative study with natural chitosan was carried out. Initially, natural chitosan (QN) was sulfated with chlorosulfonic acid, then sulfated and natural chitosan films cross-linked or not with glutaraldehyde were developed for cytotoxicity evaluation. Subsequently, the metal surfaces commercially used for cardiovascular stent production, stainless steel and titanium alloys, were covered with sulfated chitosan and natural chitosan by means of a polydopamine layer and a polyethylene glycol bonding arm. The sulfated chitosan developed showed in the FTIR spectrum the bands referring to the sulfated groups added in the polymer chain, moreover at the concentration of 200 µg/mL the material was able to prolong the clotting time by 2.5 times when compared to the control and natural chitosan. In addition, unlike natural chitosan, sulfated chitosan was not able to induce platelet aggregation and the sulfated chitosan and natural chitosan films containing the lowest concentration of glutaraldehyde agent (0.03% v/v) were not toxic to L929 cells (fibroblasts). Through the platelet adhesion assay, it was possible to identify that, among the metallic surfaces, titanium surfaces showed greater hemocompatibility when compared to stainless steel samples, presenting a lower percentage of area covered by platelets 27.2 ± 4.9 versus 60.5 ± 4.3. Regarding the coatings, the metallic surfaces coated with sulfated chitosan presented a lower platelet activation, being the titanium surface coated with sulfated chitosan the sample that presented the lowest percentage of platelet coverage (13.7% ± 3.5), inferring that this was the material that presented the greatest potential for the coating of medical devices that remain in contact with the blood and that may assist in the treatment of cardiovascular diseases. In addition, this device showed potential advantages compared to stents currently on the market. |
Description in Brazilian Portuguese: | Gomes, S. D. L. Avaliação da hemocompatibilidade de revestimentos poliméricos de quitosana sulfatada sobre ligas metálicas de aço inoxidável e ligas de titânio modificadas com crescimento de nanotubos de TiO2. 2023. 110f. Dissertação ( Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, 2023. |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74265 |
Author's Lattes: | http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4318334E8&tokenCaptchar=03ADUVZwDi-wXBNXgvlqITogzJPwSthrZ8MsTGB20YZNbiYHZc56MsWjy8AgAschxYEthWWufUCY4OTJEV8AkoZOymHG4_0MTHFdz2cppVglz_C-z5xd_KJiIRthKdlH8h7JCAT4roGi4UpKcTQ_efL41CfKVoq-IFzF_IMbZ2PlasuPSpf6MTqelWqJ9cT7yd5c7nYMtSxc1Ybazqsncmum6niAC8nWH5SVIWZwdT6-gYTjEKrgU73zjLZO4KfT5eEnm1JI2XVksvO98NRVjvLUiI8CQzBtoMiH4HsIC9YrWuVfIX9zND9B3SP05KUVuQuoJdginq4lh74mqtclcTbrZnAZnYivCL7rijRHKqKWozUDdmh7AjeagEOal_6H3Xs4qzQCsfEgmBf16R1iVpGCbwBJEPmMRw-Q9kvWSNVtYGbE0FQhrA_80vRVU5pRM7466MltJyoJR5O5PojhmK0RF9L1oy8e6AmzM2ZiKqbN7LuieuIvvZBvooSzEWcJXxr9R-ifXRcl9k7CXZgtJ_dTRqg9awx4cydCDlU9NFfh_VOW2Dt6FoTUE |
Advisor's Lattes: | http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do |
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Appears in Collections: | DEQ - Dissertações defendidas na UFC |
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