Dissertação

Optimization of Nanoindentation Protocols for Hydrogel Mechanical Characterization: An approach to natural and synthetic hydrogels EVALUATED

Hidrogéis têm um grande leque de propriedades que imitam a matriz extracelular (ECM) e podem providenciar microambientes que preservam função celular e encorajam a formação de tecido. Hidrogéis usados para simular a ECM podem ter origem sintética ou natural e cada tipo tem vantagens e desvantagens quando se trata de biocompatibilidade, propriedades mecânicas e preparação. Neste trabalho, comparamos um hidrogel sintético e outro natural (PEG e colagénio tipo I) em termos de propriedades mecânicas medidas por nanoindentação. A nanoindentação já foi largamente aplicada para caracterizar tissues moles e hidrogéis. No entanto, a alta variabilidade de resultados de estudo para estudo de testes mecânicos de hidrogéis representa um problema importante para a caracterização destes materias. Há uma necessidade crescente para o desenvolvimento de protocolos standardizados para os testes mecânicos de hidrogéis para que possa haver uma maior confiança nos resultados destes testes. Consequentemente, este trabalho foca-se em identificar potenciais fontes de variabilidade no caso da nanoindentação assim como otimizar a preparação de amostras e protocolos de nanoindentação para a obtenção de medidas consistentes e robustas. Os hidrógeis de PEG mostraram um comportamento poroelástico mas a ausência de viscoelasticidade, como era esperada. Em pequenas deformações, o modelo elástico linear é um modelo constitutivo razoável para este material. Para os géis de colagénio, o seu comportamento dependente do tempo é significativo e não negligenciável. Modelos viscoelásticos mais complexos são necessários para descrever adequadamente o comportamento mecânico deste material.
Nanoindentação, hidrogel, colagénio, PEG, caracterização mecânica

Setembro 20, 2019, 10:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Paulo Rui Alves Fernandes

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado

ORIENTADOR

Hans Van Oosterwyck

KU Leuven

Full Professor