Desenvolvimento de biomaterial ósseo descelularizado enriquecido com hidrogel de osso fetal bovino

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dc.contributor.advisor1Nogueira, Breno Valentim
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-2199-0635
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0011229320439147
dc.contributor.authorBarros, Rodolpho José da Silva
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-6214-733X
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5652361736715531
dc.contributor.referee1Maranduba, Carlos Magno da Costa
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0001-7327-1934
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4763153859701731
dc.contributor.referee2Oliveira, Jairo Pinto de
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-7595-1183
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2228283301316218
dc.contributor.referee3Guimarães, Marco Cesar Cunegundes
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0003-2146-0180
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/0261991057482057
dc.contributor.referee4Aires, Rafaela
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0002-9532-9401
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/5449202639864996
dc.date.accessioned2024-12-19T12:42:30Z
dc.date.available2024-12-19T12:42:30Z
dc.date.issued2024-10-10
dc.description.abstractThe global bone graft material market is projected to grow at a rate of 6-7% annually until 2032. Conventional bone grafting strategies are no longer considered sufficient or adequate for most treatments. The development of decellularized biomaterials derived from animal tissues (xenografts) offers a promising and viable strategy. The structural similarity between animal and human bones, along with the decellularization technique, can result in a high-quality biomaterial that provides mechanical support, preserves the organic matrix, and supplies essential biological stimuli for tissue regeneration. Adult and fetal bovine bones were decellularized to produce biomaterials (blocks, granules, and hydrogel) with residual DNA levels lower than 50 ng/mg and SDS levels below 2 μg/mg of dry tissue. Thermogravimetric assays (DSC and TGA) and infrared spectroscopy (FTIR and Raman) demonstrated the adequate preservation of both the mineral and organic bone matrices. Scanning electron microscopy (SEM) and elemental composition analysis (EDS and CHNS-O) confirmed the preservation of the microstructure and biochemical composition of the bone matrix. pH stability, absence of heavy metals, and sterility were verified. Comparative tests showed that the decellularized biomaterials, particularly those derived from fetal bone, exhibit superior porosity, density, mechanical support capacity, and organic composition compared to other biomaterials. In vitro tests revealed no cytotoxicity and a higher ability to stimulate the proliferation of mesenchymal cells and fibroblasts. The results indicate that the production of decellularized bovine bone biomaterials coated with fetal hydrogel could contribute to better biocompatibility of implants and help meet the global demand for bone graft materials
dc.description.resumoO mercado global de materiais de enxerto ósseo está projetado para crescer a uma taxa de 6-7% ao ano até 2032. As estratégias convencionais de enxerto ósseo já não são consideradas suficientes ou adequadas para a maioria dos tratamentos. O desenvolvimento de biomateriais descelularizados derivados de tecidos de origem animal (xenoenxertos) oferece uma estratégia promissora e viável. A similaridade estrutural entre os ossos animais e humanos, juntamente com a técnica de descelularização, pode resultar em um biomaterial de alta qualidade, que oferece suporte mecânico, preserva a matriz orgânica e fornece estímulos biológicos essenciais para a regeneração tecidual. Ossos bovinos adultos e fetais foram descelularizados para a produção de biomateriais (blocos, grânulos e hidrogel) com níveis residuais de DNA inferiores a 50 ng/mg e níveis de SDS abaixo de 2 μg/mg de tecido seco. Ensaios termogravimétricos (DSC e TGA) e espectroscopia de infravermelho (FTIR e Raman) demonstraram a adequada preservação das matrizes ósseas mineral e orgânica. A microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a análise de composição elementar (EDS e CHNS-O) confirmaram a preservação da microestrutura e da composição bioquímica da matriz óssea. Estabilidade de pH, ausência de metais pesados e a esterilidade foram comprovadas. Testes comparativos demonstraram que os biomateriais descelularizados, particularmente os derivados de osso fetal, apresentam superioridade em porosidade, densidade, capacidade de suporte mecânico e composição orgânica em comparação com outros biomateriais. Testes in vitro revelaram ausência de citotoxicidade e maior capacidade de estimular a proliferação de células mesenquimais e fibroblastos. Os resultados indicam que a produção de biomateriais de osso bovino descelularizado revestido com hidrogel fetal pode contribuir para uma melhor biocompatibilidade dos implantes e ajudar a suprir a demanda global por materiais de enxerto ósseo
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Espírito Santo (Fapes)
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorship Instituto Capixaba de Ensino, Pesquisa e Inovação (ICEPi)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/18231
dc.languagepor
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Biotecnologia
dc.publisher.departmentCentro de Ciências da Saúde
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Biotecnologia
dc.rightsopen access
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
dc.subjectBiomateriais
dc.subjectDescelularização óssea
dc.subjectMatriz extracelular
dc.subjectEnxerto ósseo
dc.subjectOsso fetal
dc.subjectHidrogel
dc.subjectBiomaterials
dc.subjectBone decellularization
dc.subjectExtracellular matrix
dc.subjectBone graft
dc.subjectFetal bone
dc.subjectHydrogel
dc.subject.cnpqBiotecnologia
dc.titleDesenvolvimento de biomaterial ósseo descelularizado enriquecido com hidrogel de osso fetal bovino
dc.title.alternativeDevelopment of a decellularized bone biomaterial enriched with fetal bovine bone hydrogel
dc.typedoctoralThesis
foaf.mboxrodolpho_iuna@hotmail.com
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