Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10316/86204
Title: Dispositivos biomédicos com capacidade melhorada de captura e libertação de oxigénio
Other Titles: Biomedical devices with improved oxygen capture and release capacity
Authors: Marques, Gustavo Filipe Bastos Silva Pinho 
Orientador: Sousa, Hermínio José Cipriano de
Braga, Mara Elga Medeiros
Keywords: Lentes de contacto; Hipóxia; Permeabilidade; Solubilidade; Transportadores de oxigénio; Contact Lenses; Hypoxia; Permeability; Solubility; Oxygen carriers
Issue Date: 26-Sep-2018
Serial title, monograph or event: Dispositivos biomédicos com capacidade melhorada de captura e libertação de oxigénio
Place of publication or event: DEQ
Abstract: O uso de lentes de contacto é um dos fatores com maior responsabilidade no crescimento do número de casos de hipóxia ocular nos últimos anos. Sendo a córnea um tecido avascular, a obtenção de oxigénio está dependente, quer da difusão direta com a atmosfera, quer do oxigénio dissolvido no fluido lacrimal.Vários investigadores apresentaram, como resposta a este problema, algumas propostas, como colírios que aliviam certos sintomas (como a síndrome do olho seco) ou lentes de contacto com maior permeabilidade ao oxigénio. Porém, nenhuma das soluções apresentada foi, ainda, capaz de resolver o problema.O objetivo desta dissertação passou pela criação de uma lente de contacto do tipo hidrogel modificada, de forma a que a sua capacidade de captação, retenção e libertação de oxigénio fosse superior quando comparada com uma lente controlo. Para, tal foi necessária a síntese de micro/nano cápsulas de sílica porosa, carregadas de perfluorodecalina (componente responsável pela elevada solubilidade do oxigénio).A síntese deste sistema de cápsulas foi conseguida através de uma emulsão, seguida da sua estabilização, através do método sol-gel em meio aquoso. De realçar que, para estabelecer a concentração de surfactantes a usar, calculou-se a concentração micelar crítica (método do anel de du Noüy). Por outro lado, para estabelecer os tempos de sonicação foram avaliados os diâmetros hidrodinâmicos, a cinética de formação e a cinética de degradação (método da dispersão dinâmica da luz – DLS).Paralelamente foram sintetizados filmes usados como controlo (HEMA reticulado), que permitiram definir alguns parâmetros, tais como tempos de agitação, desgaseificação e de fotopolimerização. Foram ainda estudadas propriedades como a espessura e a massa das lentes obtidas a partir dos filmes de HEMA, verificando-se a homogeneidade do material. Esta informação permitiu verificar que o molde para a polimerização era adequado, bem como a ferramenta usada no seu corte. Caracterizaram-se propriedades do polímero como a sua capacidade de absorver água, hidrofilicidade, transmitância, morfologia (Scanning Electron Microscopy - SEM), temperatura de degradação (TGA). Foi calculada a temperatura de transição vítrea (Differential Scanning Calorimetry - DSC) e, por fim, realizaram-se ensaios de oxigenação.Deste modo, fundiram-se os dois conceitos e, após síntese dos primeiros filmes (HEMA + micro/nano cápsulas de sílica, carregadas de PFD), procedeu-se à caracterização deste sistema.Com os dados obtidos foi possível concluir que a incorporação de micro/nano cápsulas de sílica, carregadas de PFD nos filmes de HEMA aumenta a capacidade de oxigenação em meio aquoso.
One of the main factors contributing to the increasing numbers of ocular hypoxia cases in the past years is the use of contact lenses. The fact that cornea is an avascular tissue, makes it dependent on the oxygen obtained by direct difusion from the atmosphere or by the oxygen existent in the tear film.Researchers presented already several proposals in order to solve this problem, such as eye drops, responsible for relieving dry eye syndrome symptoms, or contact lenses with improved oxygen permeability. Nonetheless, none of the present solutions are capable of solving the problem.This project had the aim of preparing a modified hydrogel contact lens, increasing its ability of collecting, stocking and releasing oxygen, compared with a control. It was necessary to synthesize micro/nano silica capsules, loaded with perfluorodecalin (responsible for the high oxygen solubility).This system was prepared by an emulsion technique followed by its stabilization with the sol-gel method in aqueous medium. In order to determine surfactant concentration to be used, critical micelle concentration was calculated (du Noüy method). On the other hand, to establish the sonication period, hydrodinamic diameter, formation kinetics and degradation kinetics were evaluated (Dynamic Light Scattering).Concurrently, control films were synthesized (cross-linked HEMA), which allowed to define several parameters, such as stirring, degas and photopolimerization periods. To assess lenses’ homogeneity polymer’s mass and thickness were determined. This information allowed to verify that the mold used for the polymerization and the cutting tool were adequated.Properties such as swelling, hidrophilicity, transmittance, morphology (SEM), degradation temperature (TGA) were also evaluated. At last, glass-transition temperature was calculated and oxygenation trials were conducted.Therefore, both concepts were merged and, after synthesis of the first modified film (HEMA + micro/nano silica capsules, loaded with PFD), it was characterized.Data obtained showed that combining micro/nano silica capsules, loaded with PFD, with hydrogel films, increases its oxygenation ability in aqueous medium.
Description: Trabalho de Projeto do Mestrado Integrado em Engenharia Biomédica apresentado à Faculdade de Ciências e Tecnologia
URI: http://hdl.handle.net/10316/86204
Rights: embargoedAccess
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