Marto, Joana MarquesBurac, Cristina2025-06-032024-07-152024-07-02http://hdl.handle.net/10400.5/101253Trabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, 2024, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia.A impressão tridimensional cria objetos através da adição de material camada por camada, permitindo a personalização precisa e a produção de medicamentos e cosméticos avançados. Polímeros, especialmente hidrogéis, dominam este campo devido às suas propriedades benéficas. A gelatina, comum nos hidrogéis, não possui propriedades mecânicas adequadas para estruturas rígidas, por isso é funcionalizada com metacrílato para produzir gelatina metacrilada, que é biocompatível e mecanicamente favorável. O ácido tânico, um excipiente natural e sustentável, melhora a gelatina sem reações tóxicas. Este estudo visa desenvolver uma resina não tóxica para a pele composta por gelatina metacrilada com ácido tânico para tecnologias de impressão tridimensional com fotopolimerização para aplicações cutâneas. A gelatina metacrilada foi sintetizada utilizando um método da literatura com adição de calor a 40 °C para acelerar a reação. Após a reação, foi realizada uma diálise e posterior liofilização. O grau de funcionalização da gelatina metacrilada foi determinado utilizando o método do ácido trinitrobenzenossulfónico, obtendo 100,09 ± 19,98 % no quarto dia da diálise. Duas formulações de resina foram desenvolvidas: uma com 30% de gelatina metacrilada e 1% de Irgacure 2959, e outra com a mesma composição mais 1% de ácido tânico. Os parâmetros reológicos, incluindo viscosidade e características oscilatórias, foram avaliados utilizando um reómetro Kinexus Lab+. A capacidade de impressão foi avaliada utilizando a impressora Allevi Bioprint sob luz UV a 365 nm. A gelatina metacrilada com ácido tânico apresentou uma temperatura de gelificação superior (19,37 ± 0,4 °C) em comparação com a gelatina metacrilada (17,67 ± 0,3 °C). Ambas as formulações apresentaram viscosidade tipo fluído não-newtoniano, sendo que a gelatina metacrilada com ácido tânico apresentou maior viscosidade e maiores módulos G' e G" pré e pós-cura UV, e fotopolimerização ligeiramente mais rápida. As condições ótimas de impressão para gelatina metacrilada foram 22°C, 5 PSI de pressão, uma ponteira de 27 G e velocidade de impressão de 30 mm/s, enquanto a gelatina metacrilada com ácido tânico necessitou de 7 PSI de pressão com a mesma ponteira e velocidade. Testes revelaram que a emissão de luz UV na primeira camada é crucial para obter estruturas detalhadas e definidas. Este estudo demonstra que a gelatina modificada pode criar resinas compatíveis com a pele e adequadas para tecnologias de impressão 3D através da fotopolimerização.Three-dimensional printing creates objects by adding material layer by layer, enabling precise customization of advanced medicines and cosmetic products. Polymers, particularly hydrogels, dominate this field due to their exceptional properties. Gelatin, a common hydrogel component, lacks the mechanical properties needed for rigid structures, so it is functionalized with methacrylic anhydride to produce gelatin methacryloyl, which is biocompatible and mechanically favorable. Tannic acid, a natural and sustainable excipient, enhances gelatin without toxic reactions. This study aims to develop a skin-friendly resin composed of gelatin methacryloyl with tannic acid for photocrosslinkable three-dimensional printing technologies intended for skin applications. Gelatin methacryloyl was synthesized using a literature method with added heat at 40 °C to accelerate the reaction. Post-reaction, dialysis, and lyophilization were performed. The degree of functionalization of gelatin methacryloyl was determined using the trinitrobenzenesulfonic acid method, achieving 100.09% ± 19.98 by the fourth day of dialysis. Two resins were created: one with 30% gelatin methacryloyl and 1% Irgacure 2959 and another with the same composition plus 1% tannic acid. Rheological parameters, including viscosity and oscillatory characteristics, were evaluated using a Kinexus Lab+ Rheometer. Printability was assessed using an Allevi Bioprint Printer under UV light at 365 nm. Gelatin methacryloyl with tannic acid exhibited a higher gelation temperature (19.37 ± 0.4 °C) compared to gelatin methacryloyl (17.67 ± 0.3 °C). Both formulations demonstrated non-Newtonian shear-thinning behavior, with gelatin methacryloyl with tannic acid showing higher viscosity and greater G' and G" moduli pre- and post-UV curing and slightly faster photopolymerization. Optimal printing conditions for gelatin methacryloyl were identified as 22 °C, 5 PSI pressure, a 27 gauge nozzle, and a print speed of 30 mm/s, while gelatin methacryloyl with tannic acid required 7 PSI pressure with the same nozzle and speed. Printing tests revealed that UV light emission on the first layer is crucial for detailed and defined patches. This proof-of-concept demonstrates that modified gelatin with tannic acid suits photocrosslinkable three-dimensional printing technologies.engGelatin methacryloyl3D printingPhotocrosslinkable resinsHydrogelsTannic acidMestrado integrado - 2024master thesis203913086