Publicação
Projeto de um sistema automatizado de fabricação de enxertos de cartilagem em grande-escala
| Resumo: | O objetivo do presente trabalho consistiu no desenvolvimento e anteprojeto de um sistema-de-fabricação automatizado para a produção de matrizes tridimensionais de nanofibras de alinhamento controlado, visando a sua aplicação à engenharia de tecidos de cartilagem, eliminando assim a tradicional mão-de-obra laboratorial intensiva, aumentando a reprodutibilidade, a segurança e a eficiência-económica, contribuindo desta forma para uma mais fácil aplicação clinica. Este projeto iniciou-se com uma abordagem aos aspetos da biofabricação na engenharia de tecidos em particular os processo e materiais utilizados na produção de matrizes tridimensionais de fibras (scaffolds) para a engenharia de cartilagem. Foram detalhados os principais processos de eletrofiação, em particular os relacionados com o controlo do alinhamento das nanofibras depositadas e com a electropulverização de células. Numa segunda fase realizou-se um benchmarking aos princípios de funcionamento dos equipamentos disponíveis comercialmente assim como uma pesquisa às bases de dados de patentes internacionais relacionadas com a eletrofiação de nanofibras de alinhamento controlado. Procedeu-se ao desenvolvimento de diferentes conceitos para o sistema de biofabricação, sendo detalhados os principais requisitos funcionais e estabelecidas as especificações técnicas a que o equipamento deveria responder, sendo finalmente gerados diferentes conceitos de funcionamento do sistema de biofabricação e selecionado o mais promissor através de uma matriz de ponderação. O anteprojeto proposto consistiu numa inovadora solução que combina diferentes movimentos que permitem de uma forma totalmente automatizada a produção de matrizes tridimensionais de nanofibras eletrofiadas alinhadas, capaz de formar estruturas com qualquer espessura. O depósito e o alinhamento do fluxo de nanofibras são controlados pela combinação dos movimentos de duas fitas coletoras paralelas em movimento linear que estabelecem o alinhamento da fibra aquando da sua eletrofiação e de uma mesa com deslocamentos lineares e de rotação que permite o controlo do alinhamento das nanofibras depositadas nesta, assim como o seu espaçamento. Finalmente o movimento vertical desta mesa de deposição possibilita a acumulação de diferentes camadas de nanofibras alinhadas permitindo este movimento o controlo da espessura final da matriz fabricada. |
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| Autores principais: | Bastos, Miguel da Silva |
| Assunto: | Equipamento de biofabricação Scaffolds Projeto mecânico Engenharia de tecidos de cartilagem Alinhamento de nanofibras |
| Ano: | 2019 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade de Aveiro |
| Idioma: | português |
| Origem: | RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro |
| Resumo: | O objetivo do presente trabalho consistiu no desenvolvimento e anteprojeto de um sistema-de-fabricação automatizado para a produção de matrizes tridimensionais de nanofibras de alinhamento controlado, visando a sua aplicação à engenharia de tecidos de cartilagem, eliminando assim a tradicional mão-de-obra laboratorial intensiva, aumentando a reprodutibilidade, a segurança e a eficiência-económica, contribuindo desta forma para uma mais fácil aplicação clinica. Este projeto iniciou-se com uma abordagem aos aspetos da biofabricação na engenharia de tecidos em particular os processo e materiais utilizados na produção de matrizes tridimensionais de fibras (scaffolds) para a engenharia de cartilagem. Foram detalhados os principais processos de eletrofiação, em particular os relacionados com o controlo do alinhamento das nanofibras depositadas e com a electropulverização de células. Numa segunda fase realizou-se um benchmarking aos princípios de funcionamento dos equipamentos disponíveis comercialmente assim como uma pesquisa às bases de dados de patentes internacionais relacionadas com a eletrofiação de nanofibras de alinhamento controlado. Procedeu-se ao desenvolvimento de diferentes conceitos para o sistema de biofabricação, sendo detalhados os principais requisitos funcionais e estabelecidas as especificações técnicas a que o equipamento deveria responder, sendo finalmente gerados diferentes conceitos de funcionamento do sistema de biofabricação e selecionado o mais promissor através de uma matriz de ponderação. O anteprojeto proposto consistiu numa inovadora solução que combina diferentes movimentos que permitem de uma forma totalmente automatizada a produção de matrizes tridimensionais de nanofibras eletrofiadas alinhadas, capaz de formar estruturas com qualquer espessura. O depósito e o alinhamento do fluxo de nanofibras são controlados pela combinação dos movimentos de duas fitas coletoras paralelas em movimento linear que estabelecem o alinhamento da fibra aquando da sua eletrofiação e de uma mesa com deslocamentos lineares e de rotação que permite o controlo do alinhamento das nanofibras depositadas nesta, assim como o seu espaçamento. Finalmente o movimento vertical desta mesa de deposição possibilita a acumulação de diferentes camadas de nanofibras alinhadas permitindo este movimento o controlo da espessura final da matriz fabricada. |
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