Desenvolvimento e caracterização de biomaterial de pele de tilápia-do-Nilo (Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1758))

dc.contributor.advisor-co1Yoshioka, Sergio Akinobu
dc.contributor.advisor-co2Silva, Danilo Conrado
dc.contributor.advisor1Vulcani, Valcinir Aloisio Scalla
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9821938265591545
dc.contributor.referee1Vulcani, Valcinir Aloisio Scalla
dc.contributor.referee2Pancotti, Alexandre
dc.contributor.referee3Silva, Marco Augusto Machado
dc.contributor.referee4Moraes, Júlia de Miranda
dc.contributor.referee5Ribeiro, Maísa
dc.creatorParanaíba, Juliana Flávia Ferreira e Silva
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2524353761538114
dc.date.accessioned2026-05-22T21:12:47Z
dc.date.available2026-05-22T21:12:47Z
dc.date.issued2026-03-30
dc.description.abstractThe use of aquaculture by-products for the development of biomaterials has emerged as a promising strategy for innovation in regenerative medicine and tissue engineering. Among these materials, the skin of Oreochromis niloticus stands out due to its high type I collagen content, mechanical strength, and potential biocompatibility, characteristics that make it a relevant candidate for biomedical applications. Simultaneously, the expansion of tilapia farming has generated a large volume of this by-product, which is traditionally discarded, thereby reinforcing the importance of studies focused on its technological and scientific valorization. In this context, the aim of this thesis was to develop and characterize a biomaterial derived from Nile tilapia skin through processing and decellularization protocols capable of preserving the extracellular matrix and reducing tissue antigenicity, with the objective of its potential application as a biological scaffold for tissue engineering. Initially, a literature review was conducted on extracellular matrix biomaterials and on the clinical applications of tilapia skin, addressing structural aspects, biological properties, and experimental and clinical evidence associated with its use. The review demonstrated that tilapia skin presents an organized collagen architecture and physicochemical properties compatible with natural biomaterials used in tissue repair, in addition to showing promising results in clinical applications, especially in the treatment of burns and skin wounds. In the experimental stage, tilapia skins were subjected to processing and decellularization protocols, followed by structural, physicochemical, genetic, and microbiological characterization. The integrity of the extracellular matrix and the removal of cellular components were evaluated through histological analyses and scanning electron microscopy. Physicochemical characterization included Fourier-transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, and differential scanning calorimetry, allowing investigation of thermal stability and structural preservation of collagen after processing. Additionally, DNA extraction and quantification, as well as microbiological evaluations for the detection, identification, and antimicrobial susceptibility profiling of bacteria associated with the samples, were performed. The results demonstrated that the developed protocol promoted effective removal of cellular components, significant reduction in total DNA content, and preservation of the collagenous microarchitecture of the dermis. Spectroscopic and thermoanalytical analyses indicated maintenance of the main structural signatures of collagen and thermal stability compatible with collagen-rich biological matrices. Microbiological evaluations demonstrated elimination of the microbiota in the treated samples, reinforcing the biological safety of the obtained material. Taken together, the findings confirm the potential of tilapia skin as a sustainable source for obtaining biologically safe and structurally stable biomaterials, contributing to the advancement of the development of biological matrices intended for tissue engineering and regenerative medicine.eng
dc.description.resumoO aproveitamento de subprodutos da aquicultura para o desenvolvimento de biomateriais tem emergido como estratégia promissora para a inovação em medicina regenerativa e engenharia de tecidos. Entre esses materiais, a pele da Oreochromis niloticus destaca-se pelo elevado teor de colágeno tipo I, resistência mecânica e potencial biocompatibilidade, características que a tornam candidata relevante para aplicações biomédicas. Paralelamente, a expansão da tilapicultura tem gerado grande volume desse subproduto, tradicionalmente descartado, o que reforça a importância de estudos voltados à sua valorização tecnológica e científica. Nesse contexto, esta tese teve como objetivo desenvolver e caracterizar um biomaterial derivado da pele de tilápia-do-Nilo por meio de protocolos de processamento e descelularização capazes de preservar a matriz extracelular e reduzir a antigenicidade do tecido, visando sua aplicação potencial como arcabouço biológico para engenharia de tecidos. Inicialmente, foi realizada uma revisão da literatura sobre biomateriais de matriz extracelular e sobre as aplicações clínicas da pele de tilápia, abordando aspectos estruturais, propriedades biológicas e evidências experimentais e clínicas associadas ao seu uso. A revisão evidenciou que a pele de tilápia apresenta arquitetura colagênica organizada e propriedades físico-mecânicas compatíveis com biomateriais naturais utilizados no reparo tecidual, além de demonstrar resultados promissores em aplicações clínicas, especialmente no tratamento de queimaduras e feridas cutâneas. Na etapa experimental, peles de tilápia foram submetidas a protocolos de processamento e descelularização, com posterior caracterização estrutural, físico-química, genética e microbiológica. A integridade da matriz extracelular e a remoção de componentes celulares foram avaliadas por análises histológicas e por microscopia eletrônica de varredura. A caracterização físico-química incluiu espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, análise termogravimétrica e calorimetria exploratória diferencial, permitindo investigar a estabilidade térmica e a preservação estrutural do colágeno após o processamento. Adicionalmente, foram realizadas a extração e quantificação do DNA e avaliações microbiológicas para detecção, identificação e perfil de sensibilidade antimicrobiana de bactérias associadas às amostras. Os resultados demonstraram que o protocolo desenvolvido promoveu remoção eficaz de componentes celulares, redução expressiva do conteúdo de DNA total e preservação da microarquitetura colagênica da derme. As análises espectroscópicas e termoanalíticas indicaram manutenção das principais assinaturas estruturais do colágeno e estabilidade térmica compatível com matrizes biológicas ricas em colágeno. As avaliações microbiológicas evidenciaram eliminação da microbiota nas amostras tratadas, reforçando a segurança biológica do material obtido. Em conjunto, os achados confirmam o potencial da pele de tilápia como fonte sustentável para a obtenção de biomateriais biologicamente seguros e estruturalmente estáveis, contribuindo para o avanço do desenvolvimento de matrizes biológicas destinadas à engenharia de tecidos e medicina regenerativa.
dc.identifier.urihttps://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/15412
dc.languagePortuguêspor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEscola de Veterinária e Zootecnia - EVZ (RMG)
dc.publisher.initialsUFGpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Ciência Animal (EVZ)
dc.rightsAcesso Embargado
dc.subjectBiomateriaispor
dc.subjectColágenopor
dc.subjectEngenharia de tecidospor
dc.subjectBiomaterialseng
dc.subjectCollageneng
dc.subjectDecellularized extracellular matrixeng
dc.subjectRegenerative medicineeng
dc.subjectTissue engineeringeng
dc.subjectMatriz extracelular descelularizadapor
dc.subjectMedicina regenerativapor
dc.subject.cnpqCIENCIAS AGRARIAS::ZOOTECNIA
dc.titleDesenvolvimento e caracterização de biomaterial de pele de tilápia-do-Nilo (Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1758))
dc.title.alternativeDevelopment and characterization of a biomaterial derived from the skin of Nile tilapia (Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1758)eng
dc.typeTese

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