Article Sidebar

Enviado
Mai 18, 2020
Accepted
Jun 8, 2020
Publicado
Jul 30, 2020
Download
PDF (English)
Statistic
Read Counter : 269 Download : 154

Downloads

Não há dados estatísticos.

Main Article Content

Resumo

Dispositivos médicos, principalmente implantes ortopédicos, existentes no mercado para aplicação de fixação óssea (titânio, aço inoxidável e etc.) apresentam limitações em relação  à incompatibilidade de propriedades mecânicas do tecido  ósseo,  como módulo de elasticidade, propriedade esta que está relacionada com a quantidade de carregamento suportado pelo material em um solicitação mecânica. O objetivo deste trabalho foi a obtenção de um material compósito biodegradável e biocompatível de matriz polimérica de poli-hidroxibutirato (P3HB) reforçado com uma segunda fase de nanodiamantes (ND) através da técnica de evaporização de solvente Spray-Dryer, que nunca foi utilizada para obtenção de compósitos, sob conhecimento dos autores, e sua caracterização térmica, mecânica, morfológica e in vitro. Como resultado da técnica de Spray-Dryer, partículas de diamantes encapsuladas pela matriz foram obtidas em diferentes concentrações de ND/P3HB. O objetivo principal deste trabalho é avaliar a eficiência da técnica de Spray-Dryer utilizada na dispersão da carga na matriz e em sua homogeneidade, refletindo nas propriedades mecânicas e térmicas do compósito, aplicando modelos mecânicos para esta avaliação. Análises de citotoxicidade in vitro serão discutidas na Parte 2 deste artigo.

Palavras-chave

Poli-3-hidroxibutirato nanodiamantes nanocompositos

Article Details

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Declaração de Direito Autoral

Os artigos submetidos a Revista Perspectivas Online: Exatas & Engenharia estão licenciados conforme CC BY. Para mais informações sobre essa forma de licenciamento,  consulte: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0

A disponibilização é gratuita na Internet, para que os usuários possam ler, fazer download, copiar, distribuir, imprimir, pesquisar ou referenciar o texto integral dos documentos, processá-los para indexação, utilizá-los como dados de entrada de programas para softwares, ou usá-los para qualquer outro propósito legal, sem barreira financeira, legal ou técnica.

1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.

2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.

3) Autores têm permissão para publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.

 

 

Biografia do Autor

Lucivan Pereira Barros Junior

n. Master in Materials Science and Engineering at State University of North FLuminense (UENF), in the field of polymers and composites materials, acting on the development of a nanoparticlulated biocomposite using polymer matriz on the formulation. I have a specialization in Shipbuilding and Welding Engineering ate Federal Institute Fluminense (IFF) and I am undergraduated in Metallurgical and Materials Engineering at UENF, where I had scholarship of scientific initiation on projects that deal with: polymers, composites, diamond, DGEBA and aliphatic.

Como Citar
Barros Junior, L. P., Pereira, P. P., & Maia, Y. Y. V. A. (2020). Estudo do biocompósito de P3HB/nanodiamante para aplicações em dispositivos médicos, parte 1: propriedades mecânicas e térmicas. Exatas & Engenharias, 10(29), 13-29. https://doi.org/10.25242/885X102920202037

Referências

  1. ADAMS, D.; WILLIAMS, D. F.; HILL, J. Carbon fiber‐reinforced carbon as a potential implant material. Journal of biomedical materials research, v. 12, n. 1, p. 35-42, 1978.
  2. ALMEIDA NETO, G. R. de et al. Influence of encapsulated nanodiamond dispersion on P (3HB) biocomposites properties. Materials Research, v. 20, n. 3, p. 768-774, 2017. DOI: 10.1590/1980-5373-mr-2016-0715
  3. AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM D695 - 10. Standard Test Method for Compressive Properties of Rigid Plastics. West Conshohocken, 2010.
  4. AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM D790 - 10. Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials. West Conshohocken, 2010.
  5. AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM E384 - 11e1. Standard Test Method for Microindentation Hardness of Materials. West Conshohocken, 2011.
  6. BAKAR, M. S. A.; CHEANG, P.; KHOR, K. A. Tensile properties and microstructural analysis of spheroidized hydroxyapatite–poly (etheretherketone) biocomposites. Materials Science and Engineering: A, v. 345, n. 1-2, p. 55-63, 2003. DOI: 10.1016/S0921-5093(02)00289-7
  7. BARCELOS, M. V. et al. Thermo-mechanical properties of P (HB-HV) nanocomposites reinforced by nanodiamonds. Materials Research, v. 20, p. 167-173, 2017. DOI: 10.1590/1980-5373-mr-2017-0077
  8. BARROS JR, L. P. Caracterização térmica, mecânica e in vitro de nanocompõsito de poli(3-hidroxibutirato) (PHB) para aplicações emdispositivos ortopédicos. 2014. 153p. Dissertação (Mestrado) – Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, 2014.
  9. CARASCHI, J.; RAMOS, U.; LEÃO, A. Compósitos biodegradáveis de polihidroxibutirato (PHB) reforçado com farinha de madeira: propriedades e degradação. Acta Scientiarum, v. 24, n. 6, p. 1609–1614, 2008. DOI: 10.4025/actascitechnol.v24i0.2475
  10. CHRISTEL, P.; CLAES, L.; BROWN, S. A. Carbon reinforced composites in orthopedic surgery. In: SZYCHER, M. (Ed.) High performance biomaterials: A comprehensive guide to medical and pharmaceutical applications. Technomic, 1991. p. 499–518.
  11. COELHO, M. DE B. Desenvolvimento de metodologia para produção de estruturas tridimensionais porosas de vidro bioativo para aplicação em engenharia de tecidos. 2003. 146 p. Tese (Doutorado) – Escola de Engenharia da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2003.
  12. COELHO, N. S.; ALMEIDA, Y.; VINHAS, G. M. A biodegradabilidade da blenda de poli (β-Hidroxibutirato-co-Valerato)/amido anfótero na presença de microrganismos. Polímeros, v. 18, n. 3, p. 270-276, 2008. DOI: 10.1590/S0104-14282008000300014
  13. ALMEIDA NETO, G. R. et al. Formulation and characterization of a novel PHBV nanocomposite for bone defect filling and infection treatment. Materials Science and Engineering: C, v. 104, p. 110004, 2019. DOI: 10.1016/j.msec.2019.110004
  14. FARUK, O. et al. Biocomposites reinforced with natural fibers: 2000–2010. Progress in polymer science, v. 37, n. 11, p. 1552-1596, 2012.
  15. FU, S.-Y. et al. Effects of particle size, particle/matrix interface adhesion and particle loading on mechanical properties of particulate–polymer composites. Composites Part B: Engineering, v. 39, n. 6, p. 933–961, set. 2008.
  16. GARCIA, E. E. C. Nanocompósitos: Novas opções em materiais de embalagem. Boletim de tecnologia e desenvolvimento de embalagem, v. 15, n. 1, p. 6, 2003.
  17. HAN, L.; DONG, L. Improving biodegradable polymer nanocomposites. Plastic Research Online, n. c, p. 1–2, 2011.
  18. HOLMES, P. Applications of PHB-a microbially produced biodegradable thermoplastic. Physics in technology, v. 32, 1985. DOI: 10.1088/0305-4624/16/1/305
  19. JEE, A.-Y.; LEE, M. Thermal and mechanical properties of alkyl-functionalized nanodiamond composites. Current Applied Physics, v. 11, n. 5, p. 1183-1187, 2011. DOI: 10.1016/j.cap.2011.02.016
  20. SIQUEIRA, L. C. B. Formulação e caracterização de biomateriais compósitos com hidroxiapatita. 2009. 136 p. Dissertação (Mestrado) – Laboratório de Materiais Avançados - Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, 2009.
  21. CHEN, L. J.; WANG, M. Production and evaluation of biodegradable composites based on PHB–PHV copolymer. Biomaterials, v. 23, n. 13, p. 2631-2639, 2002.
  22. MORGAN, E. F.; UNNIKRISNAN, G. U.; HUSSEIN, A. I. Bone mechanical properties in healthy and diseased states. Annual review of biomedical engineering, v. 20, p. 119-143, 2018. DOI: 10.1146/annurev-bioeng-062117-121139
  23. OLIVEIRA, F. C. et al. Characterization of poly (3-hydroxybutyrate) produced by Cupriavidus necator in solid-state fermentation. Bioresource technology, v. 98, n. 3, p. 633-638, 2007. DOI: 10.1016/j.biortech.2006.02.022
  24. PUPPI, D. et al. Polymeric materials for bone and cartilage repair. Progress in polymer Science, v. 35, n. 4, p. 403-440, 2010. DOI: 10.1016/j.progpolymsci.2010.01.006
  25. RAMAKRISHNA, S. et al. Biomedical applications of polymer-composite materials: a review. Composites science and technology, v. 61, n. 9, p. 1189-1224, 2001. DOI: 10.1016/S0266-3538(00)00241-4
  26. REYNAUD, E. et al. Nanofillers in polymeric matrix: a study on silica reinforced PA6. Polymer, v. 42, p. 8759–8768, 2001. DOI: 10.1016/S0032-3861(01)00446-3
  27. SATO, M.; WEBSTER, T. J. Nanobiotechnology: implications for the future of nanotechnology in orthopedic applications. Expert review of medical devices, v. 1, n. 1, p. 105–114, 2004. DOI: 10.1586/17434440.1.1.105
  28. SCHOLZ, M.-S. et al. The use of composite materials in modern orthopaedic medicine and prosthetic devices: A review. Composites Science and Technology, v. 71, n. 16, p. 1791–1803, 2011. DOI: 10.1016/j.compscitech.2011.08.017
  29. SILVA, L. F. DA et al. Produção biotecnológica de poli-hidroxialcanoatos para a geração de polímeros biodegradáveis no Brasil. Química Nova, v. 30, n. 7, p. 1732–1743, 2007. DOI: 10.1590/S0100-40422007000700040
  30. XIE, Y. et al. Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) nanocomposites with optimal mechanical properties. Polymer, v. 50, n. 19, p. 4656–4670, 2009. DOI: 10.1016/j.polymer.2009.07.023
  31. ZHANG, Q. et al. Fluorescent PLLA-nanodiamond composites for bone tissue engineering. Biomaterials, v. 32, n. 1, p. 87–94, 2011. DOI: 10.1016/j.biomaterials.2010.08.090
  32. ZHAO, Y.-Q. et al. Nanodiamond/poly (lactic acid) nanocomposites: Effect of nanodiamond on structure and properties of poly (lactic acid). Composites Part B: Engineering, v. 41, n. 8, p. 646–653, 2010. DOI: 10.1016/j.compositesb.2010.09.003