Scaffolds porosos à base de fosfatos de cálcio para regeneração óssea

Graças ao aumento da esperança média de vida do ser humano, a engenharia de tecidos tem sido uma área alvo de enorme investigação. A utilização de estruturas tridimensionais porosas e biodegradáveis, denominadas de scaffolds, como matriz para a adesão e proliferação celular tem sido amplamente investigada. Existem atualmente diversas técnicas para a produção destas estruturas mas o grau de exigência tem vindo a aumentar, existindo ainda lacunas que necessitam ser preenchidas. A técnica de robocasting consiste numa deposição camada a camada de uma pasta coloidal, seguindo um modelo computorizado (CAD) e permite a produção de scaffolds com porosidade tamanho de poro e fração de porosidade controlados, boa reprodutibilidade, e com formas variadas, as quais podem ser idênticas às dos defeitos ósseos a preencher. O presente estudo teve como objetivo produzir scaffolds porosos à base de fosfatos de cálcio através de robocasting. Para tal, foram estudadas duas composições de pós à base de β-TCP, uma pura e outra co-dopada com estrôncio, zinco e manganês. Inicialmente os pós foram sintetizados pelo método de precipitação química por via húmida. Após a síntese, estes foram filtrados, secos, calcinados a 1000ºC e posteriormente moídos até possuírem um tamanho médio de partícula de cerca de 1,5 μm. Os pós foram depois peneirados com uma malha de 40μm e caracterizados. Posteriormente foram preparadas várias suspensões e avaliado o seu comportamento reológico, utilizando Targon 1128 como dispersante, Hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) como ligante e polietilenimina (PEI) como agente floculante. Por fim, e escolhida a melhor composição para a formação da pasta, foram produzidos scaffolds com diferentes porosidades, num equipamento de deposição robótica (3D Inks, LLC). Os scaffolds obtidos foram secos à temperatura ambiente durante 48 horas, sinterizados a 1100ºC e posteriormente caracterizados por microscopia eletrónica de varrimento (SEM), avaliação dos tamanhos de poro, porosidade total e testes mecânicos. Ambas as composições estudadas puderam ser transformadas em pastas extrudíveis, mas a pasta da composição pura apresentou uma consistência mais próxima do ideal, tendo originado scaffolds de melhor qualidade em termos de microestrutura e de propriedades mecânicas.

Micropolar flow in a porous channel with high mass transfer

Two dimensional flow of a micropolar fluid in a porous channel is investigated. The flow is driven by suction or injection at the channel walls, and the micropolar model due to Eringen is used to describe the working fluid. An extension of Berman's similarity transform is used to reduce the governing equations to a set of non-linear coupled ordinary differential equations. The latter are solved for large mass transfer via a perturbation analysis where the inverse of the cross-flow Reynolds number is used as the perturbing parameter. Complementary numerical solutions for strong injection are also obtained using a quasilinearisation scheme, and good agreement is observed between the solutions obtained from the perturbation analysis and the computations.

Effect of surface conditions on flow of a micropolar fluid driven by a porous stretching sheet

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Note on porous rotating disk flow

We revisit the classical Karman rotating disk problem. A series analysis is used to derive estimates of boundary conditions at the surface. Using these estimates, computed thermal and flow fields for large mass transfer through the disk are readily obtained using a shooting method. The relevance of the problem to practical flows is discussed briefly.

Solutions for the flow of a micropolar fluid in a porous channel

How various additives can increase some cardio-vascular diseases and effects of transport for albumin and glucose through permeable membranes are some important studies in biomechanics. The rolling phenomena of the leucocytes gives rise to an inflammatory reaction along a vascular wall. Initiated by Eringen [5], a micropolar fluid is a satisfactory model for flows of fluids which contain micro-constituents which can undergo rotation.

Composite electrospun scaffolds for engineering tubular bone grafts

In this study, poly (e-caprolactone) [PCL] and its collagen composite blend (PCL=Col) were fabricated to scaffolds using electrospinning method. Incorporated collagen was present on the surface of the fibers, and it modulated the attachment and proliferation of pig bone marrow mesenchymal cells (pBMMCs). Osteogenic differentiation markers were more pronounced when these cells were cultured on PCL=Col fibrous meshes, as determined by immunohistochemistry for collagen type I, osteopontin, and osteocalcin. Matrix mineralization was observed only on osteogenically induced PCL=Col constructs. Long bone analogs were created by wrapping osteogenic cell sheets around the PCL=Col meshes to form hollow cylindrical cell-scaffold constructs. Culturing these constructs under dynamic conditions enhanced bone-like tissue formation and mechanical strength.We conclude that electrospun PCL=Col mesh is a promising material for bone engineering applications. Its combination with osteogenic cell sheets offers a novel and promising strategy for engineering of tubular bone analogs.