Avaliação das propriedades mecânicas e degradação obtidas em conduítes de guia neural fabricados em poli(ácido lático) a partir de fabricação por fusão de filamentos fundidos

Abstract

Os nervos periféricos, responsáveis por transmitir ao cérebro sinais sensoriais, como, por exemplo, dor e temperatura, e também sinais motores, se estendem a partir do sistema nervoso central para diferentes partes do corpo, como músculos, órgãos e tecidos e são sensíveis à lesões, que afetam a qualidade de vida dos pacientes. Acidentes automobilísticos, catástrofes naturais e outras fatalidades podem levar a sintomas como dor, fraqueza muscular e perda de sensibilidade. A depender do tamanho da lesão, pode ser realizado autoenxerto, que, por outro lado, não restabelece completamente o funcionamento do nervo. Outra estratégia para reverter este quadro é o uso de conduítes para regeneração neural, a partir de cirurgia, onde cria-se um canal guia para orientar as fibras nervosas da região lesionada. Esta guia pode ser confeccionada a partir de diferentes materiais, dentre eles, o poli(ácido láctico) (PLA), que, além de ser biocompatível e biodegradável, por ser termoplástico, pode ser processado de diferentes formas, como injeção, extrusão, eletrofiação e, como explorado neste trabalho, fabricação por fusão de filamentos (FFF) , com uma maior versatilidade, acessibilidade e facilidade de uso. No presente trabalho, são exploradas diferentes densidades de preenchimento e modelos de conduítes, bem como as propriedades mecânicas alteradas com estes padrões e seu comportamento mediante degradação in vitro, realizada em solução de PBS, com o objetivo de verificar se os conduítes produzidos atendem aos requisitos dos conduítes comerciais, já encontrados no mercado. Para a comparação, foram realizados testes de tração, perda mássica, Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e fotografias em Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) nas amostras degradadas em diferentes espaços de tempo. Observou-se, apesar de a impressão ter permitido que fossem confeccionados dispositivos que atendem à geometria utilizada em CGNs, com boa adesão entre as camadas, não houve degradação significativa nas amostras, além de módulo de elasticidade superior ao encontrado nos nervos e menos alongamento na ruptura, que apresentam-se como fatores limitantes no uso dos dispositivos fabricados como conduítes de guia neural comerciais.

Peripheral nerves, responsible for transmitting sensory signals to the brain, such as, for example, pain and temperature, as well as motor signals, extend from the central nervous system to different parts of the body, such as muscles, organs and tissues and are sensitive to lesions, which resulted in the patients' quality of life. Car accidents, natural disasters and other fatalities can lead to symptoms such as pain, muscle weakness and loss of sensation. Depending on the size of the lesion, an autograft can be performed, which, on the other hand, does not completely restore nerve function. Another strategy to reverse this situation is the use of neural defense conduits, starting from surgery, where a guide channel is created to guide the nerve fibers in the injured region. This guide can be made from different materials, including poly(lactic acid) (PLA), which, in addition to being biocompatible and biodegradable, as it is thermoplastic, can be processed in different ways, such as injection, extrusion, electrospinning. and, as an explorer of this work, Fused Deposition Modeling (FDM), with greater versatility, accessibility and ease of use. In the present work, different filling densities and models of conduits are explored, as well as the mechanical properties altered with these standards and their behavior through in vitro degradation, carried out in PBS solution, with the objective of verifying if the manufactured conduits meet the requirements of the commercial conduits, already found in the market. For comparison, tensile tests, mass loss, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and optical microscope photographs and Scanning Electron Microscopy (SEM) were performed on the samples degraded at different time intervals. Note that there was no significant deficiency in the Exceptions, in addition to an elastic modulus higher than that found in nerves and less extension at rupture, which are limiting factors in the use of devices manufactured as commercial neural guide conduits.