Scaffold architecture for dental biomaterials: influence of process parameters on the structural morphology of chitosan electrospun fibers / Arquitetura de arcabouços para biomateriais: influência dos parâmetros do processo na morfologia estrutural de fibras de quitosana eletrofiadas

ABSTRACT

Objectives: The electrospinning is a widely adopted technique used to produce the polymeric fibers. The process depends on process parameters (voltage, flow rate and distance from capillary to the collector). The present study aimed to evaluate the influence of these parameters on chitosan fibers, a biopolymer used as scaffolds in dental and oral tissue engineering. Material and Methods: A solution of 7%(m/w) was prepared dissolving 0.7g of chitosan in 7 mL of trifluoroacetic acid (TFA) and 0.3mL of dichloromethane (DCM) (TFA/DCM - 7030). After 12 hours, polymer solution (5 mL) was drawn into the syringe and pumped through needles of 0.4 mm internal diameter, at a rate of 0.8 mLh-1, different needle-tip-to-collector distances and voltages, for 10 min. Electrospun fibers micrographies were obtained using the Scanning Electron Microscope for morphological analysis. Results:All voltages showed significant difference (p < 0.0001) between them. At 15kV fibers showed higher concentration of beads. At 10 and 12 cm of distance there was no statistical significance (p > 0.0001) but at 15 cm beads formation increased significantly (p < 0.0001). At 12 cm fibers showed lowest fibers diameter in comparison to 10 and 15 cm (p < 0.0001). There was no difference between 10 and 12 cm (p > 0.0001) but in comparison to 15 cm both distances presented significantly difference (p < 0.0001). Conclusion: Thus, it can be concluded that morphology, in chitosan electrospun fibers, is influenced by the voltage and distance and this could describe the mohphological control of these structures. (AU)

RESUMO

Objetivo: A eletrofiação é uma técnica amplamente adotada para produzir fibras poliméricas. O processo depende dos parâmetros do processo (tensão elétrica, razão de fluxo e distância do capilar ao coletor). O presente estudo teve como objetivo avaliar a influência desses parâmetros sobre fibras de quitosana, um biopolímero utilizado como arcabouçosna engenharia de tecidos dentários and orais. Material e Métodos: Uma solução de 7% (m / w) foi preparada dissolvendo 0,7 g de quitosana em 7 mL de ácido trifluoroacético (TFA) e 0,3 mL de diclorometano (DCM) (TFA / DCM - 7030). Após 12 horas, a solução (5 mL) foi colocada em uma seringa e bombeada através de agulhas de 0,4 mm de diâmetro, sob uma taxa de 0,8 mLh-1, diferentes distâncias e tensões, por 10 min. Micrografias de fibras eletrofiadas foram obtidas usando o Microscópio Eletrônico de Varredura para análise morfológica. Resultados: Todas as tensões apresentaram diferença significativa (p 0,0001), mas sob 15 cm os grânulos aumentaram significativamente (p 0,0001), mas em comparação com 15 cm, ambas as distâncias apresentaram diferença significativa (p. <0,0001). Conclusão: Assim, podese concluir que a morfologia das fibras eletrofiadas de quitosana é influenciada pela tensão elétrica e distância, descrevendo o controle morfológico dessas estruturas. (AU)