Desenvolvimento de estruturas porosas tridimensionais por moldação por congelamento (Freeze-Casting)

Abstract

A engenharia de tecidos é actualmente um ramo do conhecimento em crescimento e a busca por novos materiais que estimulem a regeneração de tecidos é um dos grandes enfoques desta área. O presente trabalho procurou explorar a técnica de moldação por congelamento para a produção de scaffolds para regeneração óssea, cuja microestrutura permita mimetizar os gradientes de densidade existentes nos ossos longos. O trabalho desenvolvido nesta dissertação tem dois objectivos principais; primeiramente foi desenvolvido e caracterizado o protótipo para a nova abordagem da técnica de moldação por congelamento (freeze-casting), seguindo-se a produção de espumas cerâmicas com micro-esferas ocas. No protótipo desenvolvido cria-se um gradiente térmico durante a fase de arrefecimento, o qual, ao contrapor-se à migração das micro-esferas ocas dispersas numa solução, vai ser responsável pelos gradientes de densidade na espuma final. A amplitude de temperaturas depende dos solventes utilizados para a produção das espumas. Estudou-se ainda a influência de micro-esferas com diferentes densidades e diâmetros no processo, variação de fluxo de injecção de partículas e diferentes solventes. As espumas produzidas apresentam porosidade aberta e fechada, a morfologia dos poros depende do veículo líquido utilizado, nomeadamente: poros dendríticos no caso de se utilizar canfeno como solvente e poros lamelares quando se recorre a água como solvente. Para a análise morfológica das espumas recorreu-se a microcopia electrónica de varrimento (SEM). O processo desenvolvido permite processar um largo espectro de materiais, desde cerâmicos, a polímeros e metais, sendo de salientar a sua versatilidade e carácter inovador.