Impressão 3D aplicada à engenharia de tecidos

Sigla: CEM 178

Total de Créditos: 05

Caráter da Disciplina: Optativa

Ementa:

  • Tipos de impressão 3D: estereolitografia (stereolithography - SLA), fabricação de filamentos fundidos (fused filament fabrication – FFF, também conhecida por fused deposition modeling – FDM), sinterização seletiva a laser (selective laser sintering - SLS), 3D-printing (3DPTM), eletrofiação 3D, jato de tinta (inkjet), bioimpressão e bio/impressão 4D. Noções básicas de funcionamento e vantagens/desvantagens de cada técnica.
  • Engenharia de tecidos (osso, cartilagem, pele, músculo, coração, rim, etc.): fundamentos, avanços recentes e desafios da área.
  • Biomateriais: definição, história, classificação em naturais/sintéticos e bioinertes//bioativos.
  • Propriedades de moldes temporários (scaffolds): resistência mecânica, biocompatibilidade, degradação e porosidade.
  • Polímeros bioreabsorvíveis (PLA, PCL, PGA, PLGA, PHA, colágeno, etc.) na fabricação de scaffolds.
  • Impressão 3D aplicada à engenharia de tecidos: seleção dos materiais utilizados (polímeros, cerâmicas, metais e compósitos), parâmetros de impressão, e propriedades estruturais, mecânicas e biológicas obtidas. 

Bibliografia:

  1. VOLPATO, N. Manufatura Aditiva: Tecnologias e Aplicações da Impressão 3D. 1.ed. Blucher, 2017, 400 p.
  2. GIBSON, I.; ROSEN, D.; STUCKER, B. Additive Manufacturing Technologies: 3D Printing, Rapid Prototyping, and Direct Digital Manufacturing, 2.ed. Springer, 2015, 498 p.
  3. ATTARAN, M. The rise of 3-D printing: The advantages of additive manufacturing over traditional manufacturing. Business Horizons, v. 60, p. 677–688, 2017.
  4. MORONI, L.; BOLAND, T.; BURDICK, J. A.; DE MARIA, C.; DERBY, B.; FORGACS, G.; GROLL, J.; LI, Q.; MALDA, J.; MIRONOV, V. A.; MOTA, C.; NAKAMURA, M.; SHU, W.; TAKEUCHI, S.; WOODFIELD, T. B. F.; XU, T.; YOO, J. J.; VOZZI, G. Biofabrication: A guide to technology and terminology. Trends in Biotechnology, v. 36, p. 384–402, 2018.
  5. ROBINSON, T. M.; HUTMACHER, D. W.; DALTON, P. D. The next frontier in melt electrospinning: Taming the jet. Advanced Functional Materials, v. 29, 1904664, 2019.
  6. ROSETI, L.; PARISI, V.; PETRETTA, M.; CAVALLO, C.; DESANDO, G.; BARTOLOTTI, I.; GRIGOLO, B. Scaffolds for bone tissue engineering: State of the art and new perspectives. Materials Science and Engineering C, v. 78, p. 1246–1262, 2017.
  7. CHIA, H. N.; WU, B. M. Recent advances in 3D printing of biomaterials. Journal of Biological Engineering, v. 9, n. 4, p. 1–14, 2015.
  8. CHEN, X.; CHEN, G.; WANG, G.; ZHU, P.; GAO, C. Recent progress on 3D-printed polylactic acid and its applications in bone repair. Advanced Engineering Materials, 1901065, 2019.
  9. MELCHELS, F. P. W.; FEIJEN, J.; GRIJPMA, D. W. A review on stereolithography and its applications in biomedical engineering. Biomaterials, v. 31, p. 6121-6130, 2010.
  10. JAKUS, A. E.; RUTZ, A. L.; SHAH, R. N. Advancing the field of 3D biomaterial printing. Biomedical Materials, v. 11, 014102, 2016.
  11. GU, B. K.; CHOI, D. J.; PARK, S. J.; KIM, M. S.; KANG, C. M.; KIM, C-H. 3-dimensional bioprinting for tissue engineering applications. Biomaterials Research, v. 20, 2016.
  12. ALAGOZ, A. S.; HASIRCI, V. 3D printing of polymeric tissue engineering scaffolds using open-source fused deposition modeling. Emergent Materials, v.3, p.429–439, 2020.
  13. JAMMALAMADAKA, U.; TAPPA, K. Recent advances in biomaterials for 3D printing and tissue engineering. Journal of Functional Biomaterials, v. 9, 2018.
  14. BOSE, S.; KOSKI, C.; VU, A. A. Additive manufacturing of natural biopolymers and composites for bone tissue engineering. Materials Horizons, v. 7, p. 2011–2027, 2020.
  15. JOSEPH, B.; JAMES, J.; GROHENS, Y.; KALARIKKAL, N.; THOMAS, S. Additive manufacturing of poly(ε-caprolactone) for tissue engineering. JOM, v. 72, p. 4127–4138, 2020.