VI CONGRESSO NACIONAL DE ENGENHARIA MECÂNICA
VI NATIONAL CONGRESS OF MECHANICAL ENGINEERING
18 a 21 de agosto de 2010 ­ Campina Grande ­ Paraíba - Brasil
August 18 ­ 21, 2010 ­ Campina Grande ­ Paraíba ­ Brazil

QUADRO MORFOLÓGICO PARA BIOENGENHARIA DE SCAFFOLDS
Ana Lívia Chemeli Senedese, [email protected],2,4
Arnaldo Luis Lixandrão Filho, [email protected],5
Geraldo Gonçalves Delgado Neto, [email protected],3
Paulo Inforçatti Neto, [email protected],5
Frederico David Alencar de Sena Pereira, [email protected]
Jorge Vicente Lopes da Silva, [email protected],4
Rubens Maciel Filho, [email protected],4
1

Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer - CTI, Divisão de Tecnologia 3D, Rodovia Dom Pedro I (SP - 65)
Km 143,6, Bairro Amarais, Campinas - SP - Brasil - CEP: 13069-901
2
Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP, Faculdade de Engenharia Química, Rua Albert Einsten, 500,
Cidade Universitária "Zeferino Vaz", Barão Geraldo - Campinas - SP- Brasil, CEP: 13083-852
3
Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP, Faculdade de Engenharia Mecânica, Rua Mendeleiev, s/n - Cidade
Universitária "Zeferino Vaz", Barão Geraldo - Campinas - SP- Brasil, CEP: 13.083-970
4
INCT em Biofabricação "Biofabris"
5
NextFab Organization

Resumo: Nas últimas décadas, uma área de intensa atividade de pesquisa tem sido a Bioengenharia, que busca
melhorias para a saúde utilizando métodos da engenharia. Ligas metálicas tendem a permanecer quimicamente
inertes quando em contato com o corpo humano, não causando danos ao organismo. Outros materiais como biovidro,
cerâmica e polímeros são bioativos, permitindo ou até mesmo promovendo o crescimento de tecidos com os quais
estão em contato. Alguns desses materiais formam ligações fortes com o osso, possibilitando sua utilização na fixação
de articulações artificiais. Biomateriais bioreabsorvíveis e biodegradáveis como a policaprolactona podem ser
utilizados para construção de matrizes porosas (scaffolds) para regeneração óssea. Esses não precisam ser
removidos, evitando uma operação secundária. Com a aplicação do quadro morfológico como ferramenta
metodológica para o desenvolvimento do projeto, foram geradas soluções promissoras para construção de scaffolds
com foco em substituição óssea temporária, utilizando o polímero policaprolactona e apresentando uma nova
proposta de aplicação para a plataforma experimental de manufatura aditiva [email protected]
Palavras-chave: quadro morfológico, bioengenharia, scaffolds, policaprolactona, [email protected]

1. INTRODUÇÃO
Lesões teciduais originadas de traumas, doenças degenerativas e má formação congênita causam problemas muitas
vezes irreparáveis em função dos poucos recursos terapêuticos disponíveis. Uma solução geralmente utilizada é a
remoção cirúrgica da região lesada, criando grandes limitações ao enfermo. A qualidade de vida dos pacientes que
passaram por procedimentos cirúrgicos com retirada de grandes porções de tecidos diminui consideravelmente e, assim,
a substituição e/ou regeneração de regiões corpóreas torna-se indispensável (Santos Jr. & Wada, 2007). Com o aumento
da expectativa de vida humana, obtida pelo avanço da medicina integrado à outras áreas do conhecimento, a busca de
métodos alternativos para a fabricação de tecidos lesionados tornou-se uma necessidade imediata. Este fato impulsionou
a utilização de ferramentas de engenharia, como o quadro morfológico utilizado neste trabalho, sistematizando e
ampliando as alternativas em Bioengenharia, com a finalidade de tentar fabricar tecidos.
1.1. Bioengenharia
A Bioengenharia é uma ciência fortemente interdisciplinar, cujos pilares são sustentados por três ciências
fundamentais: Ciências Biológicas (Medicina, Biologia, Fisioterapia, entre outros), Ciências da Terra (Matemática,
Física e Química) e Engenharias. A interação entre essas diversas áreas possibilita pesquisa e desenvolvimento em uma

vasta gama de projetos, desde o intuito de criar órgãos artificiais, instrumentação médica e biomateriais, até modelos
matemáticos para simular os sistemas cardiovascular, respiratório e muscular, por exemplo.
O trabalho multidisciplinar surge como principal solução para a crescente demanda de inovações tecnológicas
nas áreas relacionadas a Ciências Biológicas, desencadeando "a aplicação dos princípios e métodos de engenharia e
ciências da vida fundamental para a compreensão das relações estrutura-função em tecidos normais e patológicos de
mamíferos e o desenvolvimento de substitutos biológicos para restaurar, manter ou melhorar a função", denominada de
Engenharia Tecidual (TE, do inglês, Tissue Engineering). Esta também está relacionada ao design e fabricação de
scaffolds e isolamento, proliferação e diferenciação celular envolvendo estratégias que incluem os conceitos de indução
e manipulação e transplante de células (Hutmacher et al., 2007).
1.1.1. Scaffolds
O termo scaffold é derivado de scaffolding, cuja definição, do inglês, é: uma estrutura temporária usada para
suportar pessoas ou materiais na construção ou manutenção de grandes estruturas. Na TE o termo scaffold foi definido
para nomear matrizes de suportes tridimensionais (3D), representado na Fig. (1), com objetivo de regenerar tecidos
perdidos ou danificados. O objetivo é utilizar o scaffold como matriz extracelular porosa e moléculas biologicamente
ativas gerando um conjunto implantável denominado construct. É esperado que o construct proporcione colonização,
migração e crescimento celular para direcionar o desenvolvimento dos tecidos requisitados e que degrade na medida em
que ocorre o desenvovimento dos novos tecidos, liberando produtos biocompatíveis que podem ser absorvidos ou
eliminados (Williams, 2008; Hutmacher et al., 2007).

Fonte: CTI Renato Archer.
Figura 1. Exemplo de scaffold de Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS) em formato de côndilo humano.
Os fatores para o design de scaffolds são complexos e incluem: biomaterial apropriado, arquitetura e porosidade,
propriedades mecânicas, propriedades de superfície, degradação e produtos gerados. Deve-se considerar também a
composição de quaisquer componentes biológicos adicionados juntamente com possíveis mudanças em todos os fatores
citados ao longo do tempo (Hutmacher et al., 2007).
Como nenhuma tecnologia individual pode induzir regeneração do osso da melhor maneira, uma combinação de
diferentes tecnologias certamente é necessária para a TE. Devido a esse fato, é essencial que scaffolds sejam
compatíveis com mais de uma plataforma de tecnologia e biomateriais. Em particular, scaffolds devem possuir
flexibilidade suficiente para permitir transporte de células, entrega de proteínas e terapia gênica (Ge et al., 2008).
Pode-se entender como biomaterial qualquer substância (que não seja uma droga) ou combinação de substâncias
sintéticas ou naturais, que pode ser usada por um período de tempo, como um todo ou parte de um sistema o qual trata,
aumenta ou substitui o tecido, órgão ou função do corpo, segundo o National Institute of Health (NIH). De acordo com
Binyamin et al. (2006), o conceito de biomaterial também inclui qualquer material usado em um dispositivo médico
destinado a interagir com sistemas biológicos, permitindo a inclusão de estruturas e combinação de dispositivos que
ativamente interagem com o corpo.
Para a construção de scaffolds é necessária a utilização de materiais biodegradáveis e biocompatíveis. Segundo
Williams (2008), o conceito de biocompatibilidade compreende um material capaz de agir a partir de uma resposta
apropriada de um hospedeiro em determinada situação. Esse tipo de material usado na área médica inclui metais,
cerâmicas, polímeros e compósitos, como apresenta a Tab. (1). Ligas metálicas biocompatíveis tendem a permanecer
quimicamente inertes quando em contato com o corpo humano, porém como não há material totalmente inerte, esses
provocam a menor reação adversa possível. Outros materiais como cerâmicas e polímeros são bioativos, permitindo ou
até mesmo promovendo o crescimento de tecidos com os quais estão em contato. Alguns desses materiais formam
ligações fortes com o osso, possibilitando sua utilização na fixação de articulações artificiais. Biomateriais
bioreabsorvíveis e biodegradáveis como a policaprolactona podem ser utilizados na construção de scaffolds para
regeneração óssea. Estes não precisam ser removidos, evitando uma operação secundária (Lievonen, 1999).

É reconhecido que a arquitetura e porosidade dos scaffolds executam um papel importante na ligação, migração e
crescimento celular, e, posteriormente, crescimento e regeneração tecidual. Alta porosidade permite suprimento eficaz
de nutrientes, difusão de gases e eliminação de produtos do metabolismo, porém leva à baixa adesão e sinalização
celular, enquanto baixa porosidade leva a propriedades contrárias às citadas acima (Oh et al., 2007). Um tamanho de
poro de maior que 300 µm proporciona boa migração de tecidos, transporte de nutrientes e vascularização (Ge et al.,
2008). Pesquisas recentes relatam de forma mais específica a melhor faixa de tamanho dos poros para os diferentes
tipos de células ou tecidos. Por exemplo, segundo Oh et al. (2007), o tamanho dos poros de cerca de 5 µm para a
neovascularização, 5-15 µm para crescimento de fibroblastos, cerca de 20 µm para crescimento de hepatócitos, 20-125
µm para a regeneração da pele, 70-120 µm para crescimento de condrócitos, 40-150 µm para regeneração de tecido
hepático, 100-300 µm para músculo liso da bexiga, 100-400 µm para regeneração de ossos, e 200-350 µm para
osteocondução, dependendo do material utilizado no scaffold.
Tabela 1. Biomateriais: tipos, exemplos e aplicações.
Tipo

Exemplos

Aplicações
Instrumentos cirúrgicos, stents, dispositivos para
fixação ortopédica

Metal

Aço Inoxidável 316L

Metal

Titânio

Fixação de fraturas, reposição de juntas

Metal

Alumínio

Composição de implantes dentários

Metal

Prata

Material antibacteriano

Cerâmica

Hidroxiapatita (HA)

Implantes de revestimento, enchimento ósseo

Cerâmica

Biovidro

Cimento ósseo, composto dentário

Cerâmica

Alumina

Implante dentário, próteses ortopédicas

Polímero

Poli(metil metacrilato) (PMMA)

Cemento de osso, lentes intraoculares

Polímero

Hidrogéis de poli(vinil álcool) (PVA) e
poli(etilenoglicol) (PEG)

Lentes de contato, liberação controlada de drogas,
matriz extracelular, cartilagem artificial

Polímero

Poliamida (nylon) (PA)

Suturas

Polímero

Poli-caprolactona (PCL), poli-ácido láctico
(PLA), alginato

Scaffolds para tecidos rígidos (osso)

Polímero

Poli-ácido glicólico (PGA)

Scaffolds para tecidos moles (pele, tendão, vasos
sanguíneos, cartilagem)

Polímero

Pluronic

Scaffolds para tecidos moles (cartilagem)

Compósito

PCL-HA, PLA-HA

Scaffolds para tecidos rígidos (osso)

Adaptado de: Binyamin et al., 2006; Ge et al., 2008; Liu & Cao, 2007.
Propriedades mecânicas são aquelas que envolvem a relação entre stress e tensão ou provocam reação a uma
força física (ASTM F 2150-07). As propriedades mecânicas dos scaffolds, bem como a dos subseqüentes tecidos
regenerados, devem ser capazes de suportar o stress das atividades diárias, sendo que as mesmas dependem do
biomaterial utilizado e do local onde foi implantado o construct. As propriedades mecânicas tanto no nível
microscópico quanto macroscópico são importantes (Ge et al., 2008).
Materiais com diferentes tensões superficiais obterão respostas in vivo diferentes e microambiantes variados.
Propriedades de superfície da matriz extracelular têm um efeito significativo na fisiologia celular, a qual, por sua vez,
possui papel crucial no desenvolvimento, diferenciação e regeneração celular (Ge et al., 2008). A caracterização da
superfície de um scaffold dependerá da natureza do material utilizado e de seu uso particular (ASTM F 2150-07).
Biomateriais não-bioreabsorvíveis são designados a permanecerem estáveis no meio in vivo, ao contrário dos
biomateriais bioreabsorvíveis, que são influenciados por esse meio. Os componentes de biomateriais bioreabsórvíveis
são selecionados de modo que a água absorvida e/ou a degradação enzimática leve à degradação controlada da estrutura
do material. Os produtos de degradação podem ser metabolizados pelo organismo ou eliminados do mesmo
(Ramakrishna et al., 2001), sem promover efeitos adversos.
1.1.1.1. Técnicas de estruturação 3D de scaffolds
A TE vem explorando a capacidade de reproduzir geometrias de alta complexidade. Para tal, diversas técnicas
podem ser utilizadas para estruturação 3D de scaffolds, as quais podem ser classificadas em técnicas de estruturações
Indiretas e Diretas, discriminadas na Fig (2). As Indiretas consistem em utilizar moldes para a estruturação 3D e/ou
pós-processamento para geração dos poros, enquanto que nas Diretas, os poros são construídos intrinsecamente com o
modelo 3D (Ge et al., 2008).

Adaptado de: Ge et al., 2008.
Figura 2. Técnicas de estruturação 3D de scaffolds.
A Tabela 2 mostra uma comparação entre os métodos existentes dentro das técnicas Indiretas em relação ao
manuseio e custo, uso de solvente ou calor, bem como as características de cada método.
Tabela 2. Comparação entre os métodos das técnicas Indiretas para estruturação 3D de scaffolds.
Método

Manuseio e Custo

Uso de solvente
orgânico ou calor

Características

Solvent Casting

Fácil e acessível

Sim

Método simples; tamanho e
distribuição dos poros não são
controláveis

Phase
Separation

Fácil e acessível

Sim

Limitada a alguns polímeros;
tamanho e distribuição dos poros não
são controláveis

Freeze Drying

Fácil e acessível

Não

Método simples e compatível com a
maioria dos outros métodos

Salt Leaching

Fácil e acessível

Não

Gas Foaming

Intermediário e caro

Não

Compression
Molding

Intermediário e caro

Sim

Necessário equipamento especial

Polymerization

Intermediário

Sim

Baixa produção

Método simples e compatível com a
maioria dos outros métodos
Necessário equipamento especial;
limitada a alguns polímeros

Fonte: Ge et al., 2008.
Dentre os métodos das técnicas Indiretas, um dos mais utilizados é o Solvent Casting, o qual consiste em
dissolver um polímero em um solvente adequado dentro de um molde, removendo o solvente posteriormente. A
porosidade pode ser obtida por Salt Leaching ou por Freeze Drying. No Freeze Drying, uma emulsão é criada
homogenizando uma solução de água e solvente polimérico, seguida de um rápido resfriamento da emulsão para manter
a estrutura líquida original (Marei et al., 2005). Já no Salt Leaching, ocorre a remoção de componentes solúveis pela
ação de um líquido de percolação. Este método é fácil, acessível e confiável, no entanto, a interconectividade entre
poros individuais é uma limitação. A solução cloreto de sódio e sacarose é a mais comumente utilizada. (Ge et al.,
2008)

Nas técnicas Diretas, podem ser citados os métodos de Manufatura Aditiva (AM, do inglês Additive
Manufacturing) (ASTM F 2792 - 09), os quais consistem em receber um modelo 3D computadorizado, fatiá-lo
virtualmente, e então construí-lo fisicamente camada-a-camada. Em AM, os métodos mais utilizados são classificados
como: baseado em líquido, sólido e pó.
Nos baseados em líquido, a matéria-prima para confecção do protótipo encontra-se em estado líquido antes de ser
processada. Como exemplo deste método, é possível citar os que utilizam a cura por laser ultravioleta, como é o caso da
Estereolitografia (SLA, do inglês Stereolitography).
Nos baseados em sólido, o material utilizado encontra-se no estado sólido, podendo estar na forma de filamento,
lâmina, ou outra qualquer. Um dos principais métodos que utiliza a matéria-prima nesta classificação é a Modelagem
por Deposição de Material Fundido (FDM, do inglês Fused Deposition Modeling), que recebe o material em filamento,
fundindo-o, para então ser depositado.
Já nos baseados em pó, a matéria-prima encontra-se em forma de pó antes de ser processada. Neste método,
pode-se utilizar laser para o seu processamento, com no caso da Sinterização Seletiva a Laser (SLS, do inglês Selective
Laser Sintering), ou aglutinante aplicado por cabeçote de jato de tinta, como é o caso da Three-dimensional Printing
(3DP). A Figura 3 mostra exemplos dos principais métodos de AM e a Tab. (3) mostra um comparativo das
características intrínsecas de cada um deles para sua aplicação em estruturação 3D de scaffolds.

Adaptado de: Volpato, 2007.
Figura 3. Principais métodos de AM.
Para a utilização de Manufatura Aditiva na estruturação 3D de scaffolds, os pesquisadores vem buscando
soluções de equipamentos comerciais pela sua disponibilidade. No entanto, como estes equipamentos não foram
originalmente desenvolvidos para esta finalidade, algumas características indesejadas são encontradas para sua
utilização com biomaterias, tais como: grande quantidade de matéria-prima para iniciar o processo, visto que
biomaterias normalmente são encontrados em pequenas quantidades e apresentam alto custo; configurações de software
restritas para uso de materiais fornecidos especificamente pelo fabricante, como configuração de temperatura de
processamento da matéria-prima e material de aglutinação; custo elevado de equipamentos; e mão-de-obra
especializada, dentre outros.
Visando contornar alguns destes fatores indesejáveis, alguns equipamentos estão sendo desenvolvidos
especificamente para sua aplicação com biomateriais com por exemplo: Bioextruder, 3D Fiber-deposition, Precision
Extruding Deposition (PED), Precise Extrusion Manufacturing (PEM), Pressure Controlled Syringe (PCS), MultiNozzle Deposition Manufacturing (MDM), Pressure-Assisted Microsyringe (PAM) e Robocasting (RPBOD).

Também é possível encontrar equipamentos com arquitetura de hardware e software abertos, os quais permitem
adaptação para aplicação com biomateriais para estruturação 3D de scaffolds. Como exemplo podemos citar a
[email protected], baseada no projeto [email protected] que está sendo modificado para trabalhar com diferentes tipos de matériasprimas e em pequenas quantidades para aplicação em pesquisas na área de bioengenharia (Inforçatti Neto & Silva,
2007).
Tabela 3. Comparação entre os métodos das técnicas Diretas de AM para estruturação 3D de scaffolds.

Processo

Fenômeno

3DP

Fisicoquímico

FDM

SLS

Térmico

Térmico

Tamanho
do poro
(mm)
+- 0,500

+- 0,025

+- 0,5

Tempo
de
processo

Limitações

Baixo

Limitado para
poros menores
que 500 nm

Alto

Para formas
irregulares requer
estrutura de
suporte

Médio

Limitado para
poros menores
que 500 nm

Precisão
(mm)

Vantagens

+- 0,4

Fácil manuseio;
alta porosidade;
não requer suporte
estrutural

+- 0,127

Controle
idependente de
porosidade e
tamanho de poro

+- 0,25

Controle
independente; não
requer suporte
estrutural

Fonte: CTI Renato Archer.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
2.1. Quadro morfológico
Para aumentar a chances de sucesso no desenvolvimento de scaffolds, utilizou-se uma ferramenta para auxiliar
na geração de soluções de maneira analítica e sistemática. O quadro morfológico aplicado à criatividade auxilia a
visualização da estrutura fundamental de um problema. É possível encontrar uma variedade de soluções possíveis, de
forma estruturada e sistemática, de cada característica ou parâmetro escolhidos (Bob King, 1999).
Este método, desenvolvido por Fritz Zwicky, consiste em decompor o problema global em problemas parciais
(ou parâmetros do sistema). Estes dados são colocados na primeira coluna do quadro. Em seguida, deve-se mostrar em
cada linha o maior número de possíveis alternativas para satisfazer o descrito na primeira coluna.
Combinando as soluções de uma linha com todas as soluções de outras linhas, obtém-se um número elevado de
soluções construtivas para o problema. A Figura 4 representa um exemplo geral de quadro morfológico organizado com
uma lista de parâmetros na primeira coluna e suas respectivas soluções parciais em cada linha.
Parâmetros
1
2
3
4
5
...

1.1
2.1
3.1
4.1
5.1
...

Soluções (possíveis)
1.2
1.3
1.4
2.2
2.3
...
3.2
3.3
3.4
4.2
...
...
...

1.5 ...
...

Figura 4. Exemplo geral de um quadro morfológico.
3. RESULTADOS
O quadro morfológico parcial apresentado na Fig. (5) foi a ferramenta utilizada para sistematizar a busca de
soluções na estruturação 3D de scaffolds. Por meio dele podem ser geradas milhares de soluções diferentes, dentre as
quais são apresentadas três, destacadas no quadro.
Os parâmetros Porosidade, Tamanho dos poros, Geometria dos poros e Dimensões dependem mais diretamente
do Método de estruturação 3D e podem ser variados de acordo com suas limitações e objetivos finais. O Método deve
ser escolhido sob ponto de vista de suas vantagens, desvantagens e limitações. O Solvent Casting apresenta a
desvantagem de utilizar solventes tóxicos, sendo que estes podem não ser removidos totalmente na evaporação. Além

disso, há dificuldades no controle dimensional dos poros formados, e muitas vezes, por serem pequenos, são
inadequados à osteoformação e osteocondução. O SLS utiliza grande quantidade de material e possui tecnologia
proprietária, de difícil adaptação a materiais não fornecidos pelo fabricante. Já a plataforma experimental [email protected]
utiliza pequenas quantidades de material e, por ser um projeto aberto, viabiliza a adaptação de processos e materiais de
formas físicas diferentes.

Figura 5. Quadro Morfológico parcial para bioengenharia de scaffolds 3D.
O PCL, por ter degradação lenta (Barbanti, 2005) e propriedades mecânicas desejáveis para substituição óssea, é
capaz exercer a função de scaffold. O PLA-HA também apresenta propriedades mecânicas desejáveis para substituição
óssea, porém apresenta degradação mais lenta que o PCL. O parâmetro Adesão celular depende de Material, Método de

estruturação 3D, Porosidade, Tamanho dos poros e Geometria dos poros, além do meio de cultura, e quanto mais alta,
melhor.
Diante da análise de todos os parâmetros e das três soluções traçadas, a mais viável e promissora é apresentada
na Fig. (6).

Figura 6. Diagrama de blocos da solução mais promissora: Material: PCL >> Método de estruturação 3D:
[email protected] >> Porosidade: 85% >> Tamanho dos poros: 150 a 400 µm >> Geometria dos poros: retangular >>
Dimensões: 10x10x2 mm >> Adesão celular: alta >> Tempo de degradação: anos >> Aplicação: osso.
4. CONCLUSÃO
O quadro morfológico gerado mostra que é possível utilizar diferentes técnicas de estruturação 3D de scaffolds
na TE. A diagramação em forma de quadro sistematiza a visualização das alternativas, facilitando a busca de soluções
bem como a análise da viabilidade de execução de cada uma delas. Foram geradas três soluções com aspectos positivos
e negativos, dentre as quais a que utiliza PCL processado na [email protected] se destaca pela facilidade de adaptação e pela
liberdade de não usar aditivos químicos, revelando-se a mais promissora.
5. AGRADECIMENTOS
Os autores gostariam de agradecer o apoio financeiro fornecido pela FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do
Estado de São Paulo - Processo 2008/57860-3), pelo CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e
Tecnológico - Processo 573661/2008-1) e pelo Instituto de Bio-fabricação (INCT-BIOFABRIS).
6. REFERÊNCIAS
ASTM F 2792 - 09, "Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies".
ASTM F 2150 - 07, "Standard Guide for Characterization and Testing of Biomaterial Scaffolds Used in TissueEngineered Medical Products".
Barbanti, S.F., 2005, "Polímeros bioreabsorvíveis com suportes na engenharia de tecidos", Tese de Doutorado,
Universidade Estadual de Campinas, Campinas.
Binyamin, G., Shafi, B.M., Mery C.M., 2006, "Biomaterials: A primer for surgeons. Seminars in Pediatric Surgery", Nº
15, pp. 276-283.
Blanchard, B.S. and Fabrycky, W.J., 1981, "Systems engineering and analysis", Ed. Prentice Hall, 752 p.
Bob King, 1999, "Criatividade: uma vantagem competitiva", Qualitymark, 330 p.
Ge, Z., Jin, Z., and Cao, T., 2008, "Manufacture of degradable polymeric scaffolds for bone regeneration", Biomed.
Mater. Vol 3, Nº 022001, 11p.
Hutmacher, D.W., Schantz, J.T., Lam, C.X.F.U., Tan, K.C., Lim, T.C., 2007, "State of the art and future directions of
scaffold-based bone engineering from a biomaterials perspective", J Tissue Eng Regen Med, Nº 1, pp. 245­260.

Inforçatti Neto P., Silva J.V.L., 2007, "Máquina Básica de Prototipagem Rápida de Projeto Aberto de Hardware e
Software para Uso de Pesquisas em Bioengenharia, Desenvolvimento, Inovação e Aplicações de Prototipagem
Rápida", Trabalho de Conclusão de Curso, Faculdade Independente do Nordeste, Vitoria da Conquista.
Lievonen, J., 1999, "Technological opportunities in biotechnology", VTT Group for Technology Studies, Espoo
Finlândia, Working papers, Nº 43, 123 p.
Liu, W. and Cao, Y., 2007, "Application of scaffold materials in tissue reconstruction in immunocompetent mammals:
Our experience and future requirements", Biomaterials, Nº 28, pp. 5078-5086.
Marei, M.K., Nouh, S.R., Saad, M.M. and Ismail, N.S., 2005, Tissue Eng., Vol. 11, Nº 751.
Oh, S.H., Park, I.K., Kim, J.M., Lee, J.H., 2007, "In vitro and in vivo characteristics of PCL scaffolds with pore size
gradient fabricated by a centrifugation method", Biomaterials, Nº 28, pp. 1664-1671.
Ramakrishna, S., Mayer, J., Wintermantel, E., Leong, K.W., 2001, "Biomedical applications of polymer-composite
materials: a review", Composites Science and Technology, Nº 61, pp. 1189-1224.
Santos Jr., A.R., Wada, M.L.F., 2007, "Polímeros biorreabsorvíveis como substrato para cultura de células e engenharia
tecidual", Polímeros: Ciência e Tecnologia, Vol. 17, N° 4, pp. 308-317.
Volpato, N., 2007, "Prototipagem Rápida - Tecnologias e Aplicações" 1. ed. São Paulo: Edgar Blücher, Vol. 1, 244 p.
Williams, D.F., 1999, "The Williams dictionary of biomaterials", Liverpool: Liverpool University Press.
Williams, D.F., 2008, "On the mechanisms of biocompatibility", Biomaterials, Nº 29, pp. 2941-2953.

MORPHOLGICAL CHART FOR SCAFFOLDS BIOENGINEERING
Senedese, Ana Lívia Chemeli, [email protected],2,4
Lixandrão Filho, Arnaldo Luis, [email protected],5
Delgado Neto, Geraldo Gonçalves, [email protected],3
Inforçatti Neto, Paulo, [email protected],5
Pereira, Frederico David Alencar de Sena, [email protected]
Da Silva, Jorge Vicente Lopes, [email protected],4
Maciel Filho, Rubens, [email protected],4
1

Renato Archer Information Technology Center - CTI, Department of 3D Tecnology, Rodovia Dom Pedro I (SP - 65)
Km 143,6, Bairro Amarais, Campinas - SP - Brasil - CEP: 13069-901
2
State University of Campinas - UNICAMP, Chemical Engineering College, Rua Albert Einsten, 500, Cidade
Universitária "Zeferino Vaz", Barão Geraldo - Campinas - SP- Brasil, CEP: 13083-852
3
State University of Campinas - UNICAMP, Mechanical Engineering College, Rua Mendeleiev - Cidade Universitária
"Zeferino Vaz", Barão Geraldo - Campinas - SP- Brasil, CEP: 13.083-970
4
INCT Biofabrication "Biofabris"
5
NextFab Organization

Abstract: In the last few decades, an area of intense activity of research has been Bioengineering, which searchs for
health improvements using engineering methods. Biocompatible alloys tend to remain chemically inert when in contact
with the human body, not causing damages to the organism. Other materials as bioglass, ceramics and polymers are
bioactives, allowing and even promoting the tissue growth which they are in contact with. Some of these materials form
strong linkage with the bone, making possible its use in the artificial joints fixation. Bioreabsorbable and
biodegradable biomaterials as policaprolactone can be used for scaffold construction and can be applied in bone
regeneration. The scaffolds do not need to be removed, preventing a secondary surgery. With the application of the
morphologic chart as a methodological tool for the project development, promising solutions for scaffolds construction
focused in temporary bone substitution were generated, using the polymer policaprolactone and presenting a new
proposal for the additive manufacturing experimental platform [email protected]
Keywords: morphological chart, bioengineering, scaffolds, policaprolactone, [email protected]