Preparação e caracterização de biomateriais poliméricos para avaliação da viabilidade de uso como phantom biológico

The theoretical and experimental developments in the biomaterials area have been directly applied to different fields of Medicine (odontology, regenerative medicine and radiotherapy). These advances have focused both for diagnosing diseases such as for quantifying degrees of progression. From the perspective of these studies, biomaterials are being designed and manufactured for application in various areas of science, provided advances in diagnostic radiology, radiotherapy dosimetry and calibration of radiotherapy equipment. Develop a phantom from a biomaterial has become a great ally of medicine in the treat patients with oncological diseases, allowing better performance of the equipment in order to reduce damage to healthy tissue due to excessive exposure to radiation. This work used polymers: chitosan and gelatin, for making the polymeric structures and controlled for different types of production and processing, characterizing and evaluating the biopolymer by physical techniques (STL, SEM and DEI) and therefore analyze applicability as phantom mouse lung. It was possible to evaluate the morphology of biomaterials quantitatively by scanning electron microscopy associated with imaging technique. The relevance of this work focuses on developing a phantom from polymeric biomaterials that can act as phantom providing high image contrast when subjected to analysis. Thus, the choice of DEI technique is satisfactory since it is an imaging technique of X-ray high resolution. The images obtained by DEI have shown the details of the internal microstructure of the biomaterial produced which have ≈ 10 μm dimension. The phantoms had made density ranging from 0.08 a 0.13 g/cm3.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais

Tese (Doutorado)

Os desenvolvimentos teóricos e experimentais na área de biomateriais têm sido aplicados diretamente a distintos campos da Medicina (odontologia, medicina regenerativa e radioterapia). Esses avanços foram concentrados tanto para diagnosticar doenças como para a quantificação de seus graus de progressão. Na perspectiva desses estudos, biomateriais estão sendo projetados e confeccionados para aplicação em diversas áreas da ciência, proporcionado avanços no radiodiagnóstico, na dosimetria para radioterapia e na calibração de equipamentos radioterápicos. Desenvolver um phantom a partir de um biomaterial se tornou um grande aliado da Medicina no tratamento de pacientes com doenças oncológicas, possibilitando melhor desempenho dos equipamentos, com a finalidade de redução dos danos causados ao tecido sadio devido ao excesso de exposição à radiação. Este trabalho utilizou polímeros: quitosana e gelatina para confecção das estruturas poliméricas e foi possível controlar as diferentes formas de produção e processamento, caracterizar e avaliar o biopolímero por técnicas físicas (ELT,MEV, e DEI) e, por consequência, analisar a aplicabilidade como phantom pulmonar de camundongo. Foi possível avaliar a morfologia dos biomateriais quantitativamente por microscopia eletrônica de varredura associada a técnica de imagem. A relevância deste trabalho se concentra em desenvolver um phantom a partir de biomateriais poliméricos que possa atuar como objeto simulador fornecendo alto contraste de imagem quando submetido a análise. Dessa forma, a escolha da técnica DEI foi satisfatória uma vez que trata-se de uma técnica de imagem de raios X de alta resolução. As imagens obtidas por DEI têm mostrado os detalhes da microestrutura interna dos biomateriais produzidos as quais possuem ≈ 10 μm de dimensão. Os phantoms confeccionados apresentaram densidade variando de 0,08 a 0,13 g/cm3.