Dissertations / Theses on the topic 'PCL nanofibers'

Orientador: Ana Cláudia Rossi
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba
Made available in DSpace on 2018-08-26T07:37:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Groppo_MonicaFeresini_M.pdf: 1793041 bytes, checksum: 85a537401a5b84975a441824072b9e89 (MD5) Previous issue date: 2014
Resumo: O objetivo do presente estudo foi observar o efeito de uma membrana de nanofibras poliméricas a base de poli-epsilon-caprolactona (PCL), impregnadas ou não com hidroxiapatita (HA), na reparação óssea em defeitos críticos produzidos artificialmente na calvária de ratos. Foram utilizados 36 ratos, divididos aleatoriamente em seis grupos de seis animais. Para a indução do defeito ósseo padronizado foram realizadas duas perfurações, por meio de trefina de 3 mm de diâmetro, na calvária dos animais, uma em cada lado, sendo que o lado direito recebeu os tratamentos (HA ou PCL-HA) e os controles (coágulo ou PCL) foram feitos no lado esquerdo. Decorridos 30, 60 e 90 dias da cirurgia, os animais foram mortos por aprofundamento da anestesia. As cabeças foram submetidas à tomografia, considerando um voxel de 0.12 mm, com campo visual de 06 × 16 cm e tempo de aquisição de 40s. Foram utilizados 120 kV, 8 mA e 36.12 mA/s na aquisição. Os diâmetros dos orifícios foram medidos por meio do software Invesalius 3.0. As cabeças foram fixadas com solução de formol tamponado (pH 7,2) em tampão fosfato de sódio a 0,1 M, durante 72 horas e submetidas à descalcificação em solução de EDTA a 7% e formol a 5% até verificação de completa descalcificação (aproximadamente 30 dias). Cortes semi-seriados de 7 ?m foram corados por Hematoxilina-Eosina e foram observadas as características histológicas do processo de cicatrização óssea nas lâminas nos diferentes tempos do estudo. A comparação quantitativa das medidas dos orifícios obtidas com a tomografia foi feita pelo teste de Kruskal-Wallis (teste de Dunn como post hoc), considerando um nível de significância de 5%. As imagens tomográficas revelaram uma tendência de redução do volume do orifício ao longo do tempo, a qual foi maior após 90 dias para todos os tratamentos. O tratamento com PCL+HA mostrou menor volume de orifício do que os outros tratamentos independentemente do período. As medidas histológicas mostraram maior formação de osso induzida pela membrana de PCL com ou sem HA do que os outros tratamentos independentemente do período. A HA mostrou maior aumento da cicatrização óssea com ou sem o PCL. Concluímos que a HA adicionada às nanofibras de PCL melhorou significativamente a cicatrização óssea em defeitos provocados na calvária de ratos
Abstract: The aim of the present study was to observe the effect of a polymeric-nanofiber membrane of poly-epsilon-caprolactone (PCL) with or without hydroxyapatite (HA) on bone healing of critical defects induced in rat calvaria. 36 animals were randomly divided into six groups. The standardized bone defects were obtained by two perforations with 3.0 mm diameter trephine directly into the animals¿ calvaria, one in each side. The right side received the treatments (HA or PCL-HA) and the left side the controls (blood clot or PCL). After 30, 60 and 90 days of the surgical procedure, all animals were killed; the head was sectioned and submitted to tomography (voxel of 0.12 mm, visual field of 6x16 cm, acquisition time of 40s, 120 kV, 8mA and 36.12 mA/s). The perforation diameters were measured using the software Invesalius 3.0. After tomography, all heads were fixed by buffered formol (pH=7.2) in 0.1M sodium-phosphate buffer during 72 hours and submitted to decalcification in 7% EDTA/5% formol solution until complete decalcification (approximately 30 days). Semi-serial 7 µm cuts were stained with Hematoxicilin-Eosin. Histological characteristics of bone healing were observed according to groups and periods. Quantitative comparisons of perforation measurements from both tomography and histological analysis were performed by Kruskal-Wallis (Dunn post hoc) test with a 5% significance level. Tomography images revealed a tendency to reduce the perforation volume along time, which was higher after 90 days for all treatments. The treatment with PCL+HA showed the lower volumes of perforations than the other treatments irrespectively of the period. Histological measurements showed more osseous formation induced by treatment with PCL with or without HA than the other treatments irrespectively of the period. HA appear to increase bone healing with or without PCL. We concluded that HA added to PCL nanofibers significantly improved the bone healing in bone defects of rat calvaria
Mestrado
Anatomia
Mestra em Biologia Buco-Dental

The diploma thesis deals with the treatment of polycaprolactone (PCL) nanofibers. PCL fibers were subjected to the deposition of plasma amine polymers in a low pressure pulsed radiofrequency capacitively coupled discharge using cyclopropylamine monomer (CPA). Collagen as an extracellular matrix (ECM) protein was immobilized and cell proliferation on the modified nanofiber surface was monitored. Untreated PCL fibers were also subjected to the deposition of an antibacterial copper layer, and the fibers were characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and energy dispersive spectroscopy (EDX).

Submitted by GABRIELA DE FÁTIMA SANTANA-MELO (gabrieladsantana@yahoo.com.br) on 2016-05-15T23:21:48Z No. of bitstreams: 1 Tese Gabriela F. Santana-Melo.pdf: 2618239 bytes, checksum: 2bf460d87225bef3f4ce02747616a638 (MD5)
Rejected by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: No campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” foi informado que seria disponibilizado o texto completo porém no campo “Data para a disponibilização do texto completo” foi informado que o texto completo deverá ser disponibilizado apenas 6 meses após a defesa. Caso opte pela disponibilização do texto completo apenas 6 meses após a defesa selecione no campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” a opção “Texto parcial”. Esta opção é utilizada caso você tenha planos de publicar seu trabalho em periódicos científicos ou em formato de livro, por exemplo e fará com que apenas as páginas pré-textuais, introdução, considerações e referências sejam disponibilizadas. Se optar por disponibilizar o texto completo de seu trabalho imediatamente selecione no campo “Data para a disponibilização do texto completo” a opção “Não se aplica (texto completo)”. Isso fará com que seu trabalho seja disponibilizado na íntegra no Repositório Institucional UNESP. Por favor, corrija esta informação realizando uma nova submissão. Agradecemos a compreensão. on 2016-05-18T18:11:13Z (GMT)
Submitted by GABRIELA DE FÁTIMA SANTANA-MELO (gabrieladsantana@yahoo.com.br) on 2016-07-08T17:12:34Z No. of bitstreams: 1 Tese Gabriela F. Santana-Melo.pdf: 2618239 bytes, checksum: 2bf460d87225bef3f4ce02747616a638 (MD5)
Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-07-11T14:52:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santanamelo_gf_dr_sjc.pdf: 2618239 bytes, checksum: 2bf460d87225bef3f4ce02747616a638 (MD5)
Made available in DSpace on 2016-07-11T14:52:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santanamelo_gf_dr_sjc.pdf: 2618239 bytes, checksum: 2bf460d87225bef3f4ce02747616a638 (MD5) Previous issue date: 2016-02-01
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
A necessidade da fabricação de novos biomateriais que possam, além de mimetizar o tecido ósseo, fornecer resistências mecânicas favoráveis próximas às do tecido ósseo natural têm despertado interesse de pesquisadores com o objetivo de melhorar a qualidade de vida de pessoas que sofreram algum tipo de lesão. Scaffolds de nanofibras poliméricas fabricados por eletrofiação apresentam características tridimensionais (3D) e poros interconectados que permitem a colonização de toda a superfície 3D por células com a consequente formação de tecidos. O scaffold de poli (butileno adipato-co-tereftalato) (PBAT) mostra-se um biomaterial promissor para regeneração óssea, porém tem sido pouco explorado até a data. Embora do uso da HA seja consagrado para uso biomédico, sua utilização em polímeros ainda é pouco estudada, principalmente em associação ao PBAT. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar a efetividade in vitro de scaffolds poliméricos (PBAT) com incorporação de nanopartículas de HA (nHAp) em diferentes concentrações, produzidos por eletrofiação, por meio da bioatividade celular e expressão gênica de osteoblast-like MG63. Células (MG63) foram cultivadas sobre scaffolds de PBAT; PBAT/3%nHAp e PBAT/5% nHAp e sem a presença dos mesmos (controle) e avaliadas pelos testes qualitativo (MEV) e quantitativo de adesão e proliferação celular (1 e 7 dias e aos 1, 3, 7, 14 e 21 dias, respectivamente), citotoxicidade celular (1, 3 e 7 dias), corante vermelho de alizarina e formação de mineralização (14 dias) e análise da expressão de genes relacionados à osteogênese por qRT-PCR aos 7, 14 e 21 dias de cultura celular. Os dados foram analisados estatisticamente por variância (ANOVA) e Tukey (p<0,05). Os scaffolds de PBAT e PBAT/nHAp não apresentaram efeito citotóxico e sua arquitetura tridimensional influenciou positivamente na adesão e proliferaçãocelular, formação de matriz mineralizada bem como em alguns períodos na expressão dos genes ALP, Col I, Runx2, OC e OPN em relação ao grupo controle. O efeito osteocondutor e osteoindutor da nHAp promoveu melhor resposta celular nos scaffolds de PBAT/nHAp, independente da concentração. Esses resultados demonstram a efetividade in vitro dos scaffolds de PBAT e PBAT/nHAp, apresentando grande potencial para aplicação biomédica.
The need for the manufacture of new biomaterials that may, in addition to mimic to bone tissue, providing favorable mechanical strength close to natural bone have aroused the interest of researchers in order to improve the quality of life of people who have suffered some kind of injury. Scaffolds polymer nanofibers fabricated by electrospinning have three dimensional features (3D) and interconnected pores that allow the colonization of the entire 3D surface of cells with the consequent formation of tissue. Poly (butylene adipate-co-terephthalate) (PABT) scaffold showed to be a promising biomaterial for bone regeneration, however, has been underexplored to date. Although the use of HA is consecrated to biomedical use, their use in polymers is not well known, especially in association with PBAT. The aim of this study was evaluating in vitro effectiveness of polymeric (PABT) scaffolds with incorporated HA (nHAp) nanoparticles, obtained by electrospinning, through cellular bioactivity and osteoblast-like MG63 gene expression. MG63 cells were grown on PABT; PABT/3%nHAp and PABT/5%nHAp scaffolds and without their presence (control), and evaluated by qualitative (MEV) and quantitative tests of cell adhesion and proliferation (1 and 7 days and at 1, 3, 7, 14 and 21 days, respectively), cell cytotoxicity (1, 3 and 7 days), alizarin red dye and mineralization formation (14 days) and expression of genes related to osteogenesis by qRT-PCR to 7, 14 and 21 days of cell culture. Data were statistically analyzed by variance (ANOVA) and Tukey test (p<0.05). The PBAT and PBAT/nHAp scaffolds showed no cytotoxic effect and its three-dimensional architecture influenced positively in the cell adhesion and proliferation, mineralized matrix formation as well as in some periods the expression of genes ALP, Col I, Runx2, OC and OPN in relation the control group. The osteoconductive and osteoinductive effect of nHAp promoted better cellular response in scaffolds of PABT/nHAp independent of concentration. These results demonstrate the in vitro effectiveness of PABT and PABT/nHAp scaffolds, presenting great potential for biomedical application.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-04-19T11:42:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Natércia Antunes Gonçalves.pdf: 4208190 bytes, checksum: b60c1953389fb9ccc50987db955906d5 (MD5)
Made available in DSpace on 2016-04-19T11:42:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Natércia Antunes Gonçalves.pdf: 4208190 bytes, checksum: b60c1953389fb9ccc50987db955906d5 (MD5) Previous issue date: 2015-08-28
FACEPE
O poli(ε-caprolactona) (PCL) é um poliéster biocompatível, biodegradável e semicristalino utilizado na confecção de artefatos médico-farmacêuticos, especialmente como suporte para cultivo de células e tecidos. Por outro lado, sua hidrofobicidade e baixas taxas de hidrólise in vivo impedem a expansão do uso destes polímeros em aplicações biológicas. Nesta pesquisa, empregamos três estratégias na tentativa de aumentar a taxa de hidrólise da PCL: a) preparação do material em morfologia fibrilar, para aumentar a superfície de contato com o meio; b) irradiação com raios gama, para induzir dano molecular e acelerar a hidrólise; e c) blenda com o polímero hidrofílico e lixiviável poli(óxido de etileno) (PEO), para aumentar a molhabilidade e permitir maior percolação da água. Tapetes de PCL, apresentando nanofibras com diâmetros menores que 100nm e de microfibras com diâmetros entre 1,9 e 7,5μm da blenda PCL/PEO 10% m/m foram preparados pela técnica de eletrofiação, irradiados com raios gama em doses de 25 e 50kGy e submetidos à hidrólise por submersão em tampão fosfato salino (PBS) pH 7,4 a 37 0C. Para comparação, filmes de PCL e da blenda de PCL/PEO foram confeccionados por derrame em solução (film casting) e submetidos ao mesmo tratamento. Nada se pode afirmar sobre as mudanças de Massa Molar Viscosimétrica Média (Mv) em filmes de PCL irradiados, pois não foi possível observar nem o efeito de cisão, nem reticulação da cadeia principal. A irradiação gama não influenciou nas propriedades térmicas dos filmes de PCL e os cálculos de energia de ativação para reações de decomposição térmica evidenciaram que filmes de PCL têm boa estabilidade térmica. Ensaios espectrométricos no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e difratométricos de raios X dos filmes de PCL não foi possível observar mudanças significativas de estrutura molecular ou cristalinidade com a irradiação gama. As estratégias adotadas para melhorar a degradação hidrolítica do PCL funcionaram. Blendas de PCL/PEO (10% m/m) apresentaram taxa de degradação hidrolítica maiores do que as amostras de PCL, tanto na forma de tapetes microfibrilares eletrofiados como na forma de filmes espessos. Sendo a primeira com taxa de degradação mais acentuada. A irradiação gama exerce influência significativa na degradação hidrolítica apenas em blendas PCL/PEO na forma de filmes. A degradação hidrolítica dos filmes de PCL se mostrou muito lenta, não sendo possível observar diferenças significativas entre amostras irradiadas e não irradiadas.
Poly (ε-caprolactone) (PCL) is a biocompatible, biodegradable, semicrystalline polyester used in medical-pharmaceutical devices, specially as scaffolds in cell and tissue culture. Nevertheless, its hydrophobicity and low in vivo hydrolysis rates are obstacles to the expansion of its use in biological applications. In this work, we designed three strategies to address PCL hydrophobicity issues: a)prepare electrospun fibers to enhace contact surface with aqueous media; b)irradiation with gamma rays to induce molecular damage and increase hydrolysis rate; and c) blending with the hydrophilic, leacheble polymer poly(ethylene oxide) (PEO), in order to increase wettability and allow larger water percolation rates. Mats of PCL electrospun nanofiber with less than 100nm in diameter; and of electrospun PCL/PEO (10%wt) blend microfibers presenting diameters in the range of 1.9 - 7.5 μm were irradiated with gamma rays in 25 and 50 kGy dose and submitted to in vitro hydrolysis in phosphatebuffered saline (PBS) solution, pH 7,4 at 37 0C. PCL and PCL/PEO (10%wt) films were also prepared by film casting and treated in the same way, for comparison. Nothing can be said about mass changes Viscosity Average Molar Mass (Mv) in irradiated PCL films because it was not possible to observe nor the effect of spin-off, or crosslinking of the backbone. Good thermal stability was also evidenced by calculations of activation energy for thermal degradation of PCL. Fourier Transform Infrared espectrometry and X-ray difractometry data did not evidence significant changes in molecular structure or crystallitiny of PCL after irradiation. Strategies to improve PCL in vitro hydrolysis degradation rate were successful. Blends of PCL/PEO (10% wt) presented higher hydrolysis rates than PCL samples, either in mat fibers or film forms. Hydrolysis degradation of PCL films was very slow, and no differences between non irradiated or irradiated samples were observed.

Orientador: Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica
Made available in DSpace on 2018-08-23T08:49:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brito_TalitaAlmeidaVidade_M.pdf: 2327615 bytes, checksum: 1370c441c447a5a8dae05303883562b5 (MD5) Previous issue date: 2013
Resumo: Este trabalho apresenta a preparação e caracterização de nanofibras da blenda poli (L-ácido láctico) (PLLA)/poli (?-caprolactona) (PCL) através dos processos de eletrofiação e rotofiação destinada à produção de fibras visando futuras aplicações como suporte para a engenharia tecidual. As blendas foram preparadas através da dissolução do polímero em clorofórmio e clorofórmio mais acetona, resultando em uma solução de 6%. A eletrofiação é um processo relativamente simples e de baixo custo, que consiste na aceleração de uma solução polimérica, inicialmente contida em um capilar metálico, pela presença de um campo elétrico externo, para produzir fibras com diâmetro médio reduzido. Apesar da popularidade e da versatilidade, o processo de eletrofiação apresenta algumas desvantagens, tais como o uso de fonte de alta tensão, baixa taxa e longo tempo de produção das fibras. Com a necessidade de encontrar um método de produção de fibras para sanar eventuais obstáculos encontrados na eletrofiação, foi realizado um estudo com um novo processo: a rotofiação. O processo de rotofiação é um processo simples que forma fibras durante o jateamento da solução polimérica através de um orifício central utilizando alta velocidade de rotação e não utiliza campo elétrico de alta voltagem, como na eletrofiação. As fibras obtidas por meio dos dois processos foram analisadas e caracterizadas pelos seguintes métodos: microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), e espectroscopia na região do infravermelho por transformada de fourier (FTIR). A análise das fibras por microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostrou que é possível a formação de nanofibras da blenda PLLA/PCL através dos dois processos. Verificou-se que ocorreram diferenças significativas no diâmetro médio dos fios entre os processos, onde na rotofiação, os diâmetros foram maiores, os dois processos estudados permitiram a obtenção de fibras porosas, uma característica importante requerida na engenharia tecidual. Os resultados das análises térmicas indicaram o comportamento imiscível das blendas PLLA/PCL. Através da análise de FTIR foi possível demonstrar eliminação completa dos solventes durante o processamento e também a imiscibilidade dos polímeros
Abstract: This work presents the preparation and characterization of nanofibers of poly (L-lactic acid) (PLLA) / poly (?-caprolactone) (PCL) through electrospinning and rotary jet spinning processes for the production of fibers aiming future applications as scaffolds for tissue engineering. The blends were prepared using the two polymers cited above in chloroform and chloroform plus acetone, resulting in a solution of 6%. Electrospinning is relatively simple and low cost process, which consists in the acceleration of a polymer solution initially contained in a capillary, the presence of an external electric field to produce fibers with reduced average diameter reduced. Despite the popularity and versatility, the electrospinning process has some disadvantages such as the use of high voltage supply, low spinning rates and takes time for long fiber production. With the need to find a method of producing fibers to remedy any obstacles encountered in electrospinning, a study was conducted with a new process: rotary jet spinning. The process of rotary jet spinning is a simple process that forms fibers during the blasting of the polymer solution through a central hole using high-speed rotation and does not use high intensity electric fields, as in electrospinning. The fibers obtained by the two processes were analyzed and characterized by the following methods: scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC) and infrared spectroscopy fourier transform (FTIR). The fiber analysis by scanning electron microscopy (SEM) showed that it is possible to form nanofibers of PLLA / PCL through two processes. It was found that there were significant differences in the average diameter of the fibers between the processes, where higher diameters were observed in rotary jet spinning, the two processes studied allowed to obtain porous fibers, an important feature required in tissue engineering. The results of thermal analysis indicated that it was formed immiscible blends of PLLA / PCL. By FTIR analysis it was demonstrated complete elimination of the solvents during processing and also the immiscibility of the polymers
Mestrado
Materiais e Processos de Fabricação
Mestra em Engenharia Mecânica

Submitted by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-07-27T14:12:30Z No. of bitstreams: 1 DIS_CRISTINA_LORENSKI_FERREIRA_COMPLETO.pdf: 3410093 bytes, checksum: 23798c7a6d0f4dcae08a1e2a111ebd1b (MD5)
Made available in DSpace on 2017-07-27T14:12:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_CRISTINA_LORENSKI_FERREIRA_COMPLETO.pdf: 3410093 bytes, checksum: 23798c7a6d0f4dcae08a1e2a111ebd1b (MD5) Previous issue date: 2017-03-27
Peripheral nerve injury continues to be an important research topic in the scientific community as it may cause lifelong disability. Biocompatible polymers are materials potentially capable of aiding the regeneration of peripheral nerves being used for the production of biocompatible tubes. The aim of this work is to prepare and characterize polymeric nanocomposites based on polycaprolactone (PCL), poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) and polypyrrole nanofibers (PPy) capable of acting as a guidewire in the regeneration of peripheral nerves. PPy was synthesized by oxidative chemical polymerization with p-toluenesulphonic acid monohydrate (PTSA) as a doping agent. PCL:PLGA blends films and PCL:PLGA:PPy nanofibers nanocomposites films were prepared by the solvent casting method, in the ratio of PCL:PLGA 100:0, 90:10, 80:20 and 70:30 (m/m); to the films with nanoload were added 10% PPy. In order to characterize the films, the following techniques were used: SEM, DSC, TGA, determination of electric conductivity and contact angle, citotoxicity test and hydrolytic degradation test, in vitro, based on ASTM F1635-11 standards. The PPy nanofibers presented electrical conductivity equal to 2.0.10-1 S.cm-1. The presence of PLGA and PPy did not change, meaningfully, the thermal properties of the films. However, in the degradation process, there was a tendency to a greater loss of mass for the blends with higher percentage of PLGA when submitted to longer incubation periods (150 days); when PPy was added to these blends, mass loss occurred in shorter periods (90 days). The nanocomposites films showed nontoxic and porous morphology surface, with hydrophilic intermediary character, good thermal stability and adequate degradation time for potential use in the treatment of injury in peripheral nerves.
Les?o de nervos perif?ricos continua sendo um importante tema de pesquisas no meio cient?fico, podendo causar defici?ncia no paciente por toda a vida. Pol?meros biocompat?veis s?o materiais potencialmente capazes de auxiliarem a regenera??o de nervos perif?ricos sendo utilizados para a produ??o de tubos biocompat?veis. O objetivo deste trabalho ? preparar e caracterizar nanocomp?sitos polim?ricos baseados em policaprolactona (PCL), poli(?cido l?ctico-co-glic?lico) (PLGA) e nanofibras de polipirrol (PPy) capazes de atuarem como conduto guia na regenera??o de nervos perif?ricos. PPy foi sintetizado via polimeriza??o qu?mica oxidativa com ?cido p-toluenosulf?nico monohidratado (APTS) como agente dopante. Foram preparados filmes de blendas PCL:PLGA e de nanocomp?sitos PCL:PLGA:nanofibras de PPy pelo m?todo de evapora??o de solvente, nas raz?es de PCL:PLGA 100:0, 90:10, 80:20 e 70:30 (m/m); aos filmes com a nanocarga, foram adicionados 10% de PPy. Para caracteriz?-los, foram utilizadas as t?cnicas: MEV, DSC, TGA, determina??o da condutividade el?trica e do ?ngulo de contato, teste de citotoxicidade e de degrada??o hidrol?tica, in vitro, com base na norma ASTM F1635-11. As nanofibras de PPy apresentaram condutividade el?trica igual a 2,0.10-1 S.cm-1. A presen?a de PLGA e de PPy n?o modificou, significativamente, as propriedades t?rmicas dos filmes. Por?m, no processo de degrada??o, houve uma tend?ncia ? maior perda de massa para as blendas com maior percentual de PLGA quando submetidas a maiores tempos de incuba??o (150 dias); ao adicionar PPy ?s blendas, a perda de massa ocorreu em menores tempos (90 dias). Os filmes dos nanocomp?sitos apresentaram superf?cie at?xica e de morfologia porosa, com car?ter hidrof?lico intermedi?rio, boa estabilidade t?rmica e tempo de degrada??o adequado para o potencial uso no tratamento de les?es em nervos perif?ricos.

Nella tesi in esame ci si pone come obiettivo principale quello di indagare il comportamento meccanico e dinamico di un materiale composito nano-rinforzato. Il composito posto in esame risulta essere un materiale innovativo in quanto unisce un prepreg in fibra di carbonio con fibre unidirezionali e membrane di nano-fibre in gomma. Negli ultimi anni si è notata una crescente esigenza nel settore industriale volta a diminuire le vibrazione in sistemi meccanici sottoposti a sollecitazioni periodiche, come ad esempio, mandrini per macchine automatiche o rulli per il settore tissue o covering, tutto questo giustifica la ricerca portata avanti in questa tesi che consiste nello sviluppare un materiale composito innovativo in grado di attenuare le vibrazioni senza d’altra parte aumentarne il peso. Sono da tempo riconosciute le alte capacita smorzanti della gomma, ma spesso l’integrazione nei materiali compositi avviene attraverso l’inserimento di una strato spesso di gomma tra due layer rigidi (struttura a sandwich), questo porta ad un aumento considerevole del peso e dello spessore, caratteristiche che possono rendere un materiale composito meno attraente in alcuni campi di applicazione. Lo smorzamento o damping risulta essere un fenomeno impegnativo da studiare nei materiali metallici perché esso è influenzato da innumerevoli fattori. Per quanto riguarda i materiali compositi la sfida diventa ancora più impegnativa data la loro natura intrinsecamente eterogenea. Concludendo, dalle prove sperimentali, è emerso un incremento notevole delle prestazioni smorzanti dei provini nano-modificati, lasciando inalterate le prestazioni meccaniche.

碩士
中原大學
物理研究所
104
In this study, we measured mechanical properties of silica and POMA/PCL electrospun nanofibers with Atomic Force Microscopy (AFM). We performed a comparison of the young''s modulus and adhesionenergy of the aligned and random electrospun nanofibers in differentdiameters. Furthermore, we compared our microscopically measured results with the macroscopically measured results shown in literatures. For the silica electrospun nanofibers, we found that the young’s modulus and adhesion energy of the samples in different diameters were not significantly different, but the young’s modulus of the random nanofibers was significantly larger than the one of the aligned nanofibers. For the POMA/PCL electrospun nanofibers, PA/PC nanofibers have a coreshell structure of poly (ε-caprolactone) (PCL) -poly (o-methoxyaniline) (POMA). PA/PC fibers could be doped with camphorsulfonic acid (CPSA) to form C-PA/PC nanofibers. In our microscopic measurement, we found that the young''s modulus of C-PA/PC nanofibers is larger than the one of PA/PC nanofibers. This result is opposite to the one from macroscopic tensile measurement.

yes
Creation of functional skin substitutes within a clinically acceptable time window is essential for timely repair and management of large wounds such as extensive burns. The aim of this study was to investigate the possibility of fabricating skin substitutes via a bottom-up nanofiber-enabled cell assembly approach and using such substitutes for full-thickness wound repair in nude mice. Following a layer-by-layer (L-b-L) manner, human primary skin cells (fibroblasts and keratinocytes) were rapidly assembled together with electrospun polycaprolactone (PCL)/collagen (3:1 w/w, 8% w/v) nanofibers into 3D constructs, in which fibroblasts and keratinocytes were located in the bottom and upper portion respectively. Following culture, the constructs developed into a skin-like structure with expression of basal keratinocyte markers and deposition of new matrix while exhibited good mechanical strength (as high as 4.0 MPa by 14 days). Treatment of the full-thickness wounds created on the back of nude mice with various grafts (acellular nanofiber meshes, dermal substitutes, skin substitutes and autografts) revealed that 14-day-cultured skin substitutes facilitated a rapid wound closure with complete epithelialization comparable to autografts. Taken together, skin-like substitutes can be formed by L-b-L assembling human skin cells and biomimetic nanofibers and they are effective to heal acute full-thickness wounds in nude mice.

Yes
Infection is the major reason for guided tissue regeneration/guided bone regeneration (GTR/GBR) membrane failure in clinical application. In this work, we developed GTR/GBR membranes with localized drug delivery function to prevent infection by electrospinning of poly(ε-caprolactone) (PCL) and gelatin blended with metronidazole (MNA). Acetic acid (HAc) was introduced to improve the miscibility of PCL and gelatin to fabricate homogeneous hybrid nanofiber membranes. The effects of the addition of HAc and the MNA content (0, 1, 5, 10, 20, 30, and 40 wt.% of polymer) on the properties of the membranes were investigated. The membranes showed good mechanical properties, appropriate biodegradation rate and barrier function. The controlled and sustained release of MNA from the membranes significantly prevented the colonization of anaerobic bacteria. Cells could adhere to and proliferate on the membranes without cytotoxicity until the MNA content reached 30%. Subcutaneous implantation in rabbits for 8 months demonstrated that MNA-loaded membranes evoked a less severe inflammatory response depending on the dose of MNA than bare membranes. The biodegradation time of the membranes was appropriate for tissue regeneration. These results indicated the potential for using MNA-loaded PCL/gelatin electrospun membranes as anti-infective GTR/GBR membranes to optimize clinical application of GTR/GBR strategies.

No
Infection is the major reason of GTR/GBR membrane failure in clinical application. In this work, we developed GTR/GBR nanofiber membranes with localized drug delivery function to prevent infection. Metronidazole (MNA), an antibiotic, was successfully incorporated into electrospun polycaprolactone (PCL) nanofibers at different concentrations (0, 1, 5, 10, 20, 30, and 40 wt% polymer). To obtain the optimum anti-infection membrane, we systematically investigated the physical-chemical and mechanical properties of the nanofiber membranes with different drug contents. The interaction between PCL and MNA was identified by molecular dynamics simulation. MNA released in a controlled, sustained manner over 2 weeks and the antibacterial activity of the released MNA remained. The incorporation of MNA improved the hydrophilicity and in vitro biodegradation rate of PCL nanofibers. The nanofiber membranes allowed cells to adhere to and proliferate on them and showed excellent barrier function. The membrane loaded with 30% MNA had the best comprehensive properties. Analysis of subcutaneous implants demonstrated that MNA-loaded nanofibers evoked a less severe inflammatory response than pure PCL nanofibers. These results demonstrate the potential of MNA-loaded nanofiber membranes as GTR/GBR membrane with antibacterial and anti-inflammatory function for extensive biomedical applications.

Yes
While achieving the spatial organization of cells within 3D assembled nanofiber/cell constructs via nanofiber-enabled cell layering, the small sizes of inter-fiber pores of the electrospun nanofiber mats could significantly limit cell penetration across the layers for rapid formation of an integrated tissue construct. To address this challenge, efforts were made to improve cell-infiltration of electrospun nanofiber mats by modulating the density distribution and spatial organization of the fibers during electrospinning. Collection of collagen-containing electrospun nanofibers (300–600 nm in diameter) onto the surface of a stainless steel metal mesh (1 mm × 1 mm in mesh size) led to the periodic alternation of fiber density from densely packed to loosely arranged distribution within the same mat, in which the densely packed fibers maintained the structural integrity while the region of loose fibers allowed for cell penetration. Along with improved cell infiltration, the distinct fiber organization between dense and loose fiber regions also induced different morphology of fibroblasts (stellate vs. elongated spindle-like). Assembly of cell-seeded nanofiber sheets into 3D constructs with such periodically organized nanofiber mats further demonstrated their advantages in improving cell penetration across layers in comparison to either random or aligned nanofiber mats. Taken together, modulation of nanofiber density to enlarge the pore size is effective to improve cell infiltration through electrospun mats for better tissue formation.
NSF-IIP. Grant Numbers: 1338958, 1346430; NSF-DMR. Grant Number: 1508511; NSF-CBET. Grant Number: 1033742; and NIAMS. Grant Number: 1R21 AR056416