Injetabilidade De Grânulos De β-Tcp E Wollastonita Obtidos Pelo Método De Spray Drying Para Preenchimento De Defeito Ósseo
Data
2017-05-29
Autores
Almeida, Gleice Ellen Morais De 
Orientadores
Motisuke, Mariana
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Resumo
The need for biomaterials to treat bone defects is growing considerably. Thereby, the importance of studies that seek alternatives to treat bone tissue and postpone the need for more severe surgeries increases every day. To this end, the use of bioceramics, such as calcium silicates (wollastonite - CaSiO3) and β-TCP becomes interesting since they are bioactive and osteoconductive. There are many studies in the literature evaluating the possibility of using these bioceramics for filling bone defects. Therefore, the production of granules with controlled shape and porosity becomes interesting since it may allow cell adhesion, assist bone growth and facilitates the filling of an irregular defect. The granules can be obtained by spray drying, which is a granulation process widely used in industry and, in the last recent years, this process has been used to the manufacture of granules for biomedical applications because it is a versatile process that allows the production in a large scale, with low risk of contamination and high reproducibility. The application of granules for filling bone defects through minimally invasive surgical techniques becomes interesting since its spherical morphology improves the fluidity of the material and, consequently, improves the injectability of the material. The use of minimally invasive surgical techniques allows quick recovery of the paicent due to rapid bone repair and more simple procedures. From this context, the objective of this work is to obtain and characterize wollastonite and β-TCP granules obtained by the spray drying process to be applied in bone defects by means of minimally invasive techniques. It was possible to obtain cohesive granules when using β-TCP and calcium silicate samples with PEG binder. It was possible to obtain spherical granules and with high fluidity when using gelatin as a binder. The mixture of granules and with a sodium alginate solution lead to an injectable paste, which was homogenized by two different mixing methods, amalgamator and glass plate. After mixing, it observed greater presence of intact granules when the paste was mixed in the glass plate. Injectable pastes obtained by calcined granules and a polymer phase with lower viscosity favored the injectability and cohesion of the paste, becoming the best condition analyzed. The calcination of the granules resulted in higher mechanical properties and, consequently, granules integrity after mixing and injection, being the best condition to be used.
Há um crescimento constante na necessidade da utilização de implantes biomédicos que corrigem defeitos esqueléticos. Com isso, a importância de estudos que buscam alternativas que tratam o tecido ósseo e retardem a necessidade de intervenções cirúrgicas mais severas aumenta a cada dia. Para tal, a utilização das biocerâmicas, como o silicato de cálcio (wollastonita – CaSiO3) e do β-TCP torna-se interessante, pois possuem alto potencial bioativo para serem utilizados como implantes ósseos. Existem muitos estudos na literatura que avaliam a possibilidade da utilização dessas biocerâmicas para o preenchimento de defeitos ósseos. Para isso, a produção de grânulos com formas e porosidade controladas torna-se interessante uma vez que possibilita a adesão celular, auxilia o crescimento ósseo e facilita o preenchimento de defeitos irregulares. Os grânulos podem ser obtidos pelo processo de secagem por atomização ou spray drying, que é um processo de granulação muito utilizado na indústria e, nos últimos anos, tem recebido destaque para a fabricação de grânulos com aplicações biomédicas já que é um processo versátil e que permite a produção em larga escala, com baixo risco de contaminação e com alta reprodutibilidade. A aplicação dos grânulos para preenchimento de defeito ósseo, por meio de técnicas cirúrgicas minimamente invasivas, se torna interessante uma vez que sua morfologia esférica melhora a fluidez do material, e consequentemente, melhora a injetabilidade da pasta a ser injetada. A utilização de técnicas cirúrgicas minimamente invasivas permite rápida recuperação do paciente devido à rápida reparação óssea e menor lesão durante o procedimento. A partir deste contexto, o objetivo deste trabalho consiste na obtenção e caracterização de grânulos de wollastonita e β-TCP obtidos pelo processo de spray drying para serem aplicados em defeitos ósseos por meio de técnicas minimamente invasivas. Foi possível obter grânulos de baixa fluidez quando utilizou β-TCP e amostras de silicato de cálcio com ligante PEG. Observou-se também grânulos esféricos e com elevada fluidez quando se utilizou gelatina como ligante, sendo essa o aditivo escolhido para produzir os grânulos injetáveis. A mistura dos grânulos com uma solução de alginato de sódio permitiu a obtenção de uma pasta injetável, sendo essa, homogeneizada por dois métodos de mistura, amalgamador e placa de vidro. Após mistura, observou-se maior presença de grânulos íntegros nas pastas homogeneizadas na placa de vidro. As pastas injetáveis obtidas por grânulos calcinados e uma fase polimérica com menor viscosidade, favoreceu a injetabilidade e coesão em meio líquido, tornando-se a melhor condição analisada. A realização da calcinação dos grânulos permitiu ganho de propriedades mecânicas e, consequentemente, sua integridade após a mistura e injeção, sendo então a melhor condição para ser utilizado como biomaterial injetável para o reparo de defeitos ósseos.
Há um crescimento constante na necessidade da utilização de implantes biomédicos que corrigem defeitos esqueléticos. Com isso, a importância de estudos que buscam alternativas que tratam o tecido ósseo e retardem a necessidade de intervenções cirúrgicas mais severas aumenta a cada dia. Para tal, a utilização das biocerâmicas, como o silicato de cálcio (wollastonita – CaSiO3) e do β-TCP torna-se interessante, pois possuem alto potencial bioativo para serem utilizados como implantes ósseos. Existem muitos estudos na literatura que avaliam a possibilidade da utilização dessas biocerâmicas para o preenchimento de defeitos ósseos. Para isso, a produção de grânulos com formas e porosidade controladas torna-se interessante uma vez que possibilita a adesão celular, auxilia o crescimento ósseo e facilita o preenchimento de defeitos irregulares. Os grânulos podem ser obtidos pelo processo de secagem por atomização ou spray drying, que é um processo de granulação muito utilizado na indústria e, nos últimos anos, tem recebido destaque para a fabricação de grânulos com aplicações biomédicas já que é um processo versátil e que permite a produção em larga escala, com baixo risco de contaminação e com alta reprodutibilidade. A aplicação dos grânulos para preenchimento de defeito ósseo, por meio de técnicas cirúrgicas minimamente invasivas, se torna interessante uma vez que sua morfologia esférica melhora a fluidez do material, e consequentemente, melhora a injetabilidade da pasta a ser injetada. A utilização de técnicas cirúrgicas minimamente invasivas permite rápida recuperação do paciente devido à rápida reparação óssea e menor lesão durante o procedimento. A partir deste contexto, o objetivo deste trabalho consiste na obtenção e caracterização de grânulos de wollastonita e β-TCP obtidos pelo processo de spray drying para serem aplicados em defeitos ósseos por meio de técnicas minimamente invasivas. Foi possível obter grânulos de baixa fluidez quando utilizou β-TCP e amostras de silicato de cálcio com ligante PEG. Observou-se também grânulos esféricos e com elevada fluidez quando se utilizou gelatina como ligante, sendo essa o aditivo escolhido para produzir os grânulos injetáveis. A mistura dos grânulos com uma solução de alginato de sódio permitiu a obtenção de uma pasta injetável, sendo essa, homogeneizada por dois métodos de mistura, amalgamador e placa de vidro. Após mistura, observou-se maior presença de grânulos íntegros nas pastas homogeneizadas na placa de vidro. As pastas injetáveis obtidas por grânulos calcinados e uma fase polimérica com menor viscosidade, favoreceu a injetabilidade e coesão em meio líquido, tornando-se a melhor condição analisada. A realização da calcinação dos grânulos permitiu ganho de propriedades mecânicas e, consequentemente, sua integridade após a mistura e injeção, sendo então a melhor condição para ser utilizado como biomaterial injetável para o reparo de defeitos ósseos.