Síntese e caracterização de filmes e matrizes híbridas e nanocompósitas de quitosana e vidro bioativo

• Autor(a) principal: Elke Margareth Fernandes Lemos
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9DKFCR
• topic: Materiais e de Minas; Engenharia Metalúrgica; Engenharia metalúrgica; Nanopartículas; Quitosana; Ciência dos materiais

Sistemas em nanoescala têm gerado promissores resultados em engenharia de tecido ósseo, um crescente consenso da literatura concentrase no desenvolvimento de materiais nanoestruturados baseados em materiais cerâmicos ou vidros bioativos, devido à sua elevada capacidade de biomineralização. A introdução da fase bioativa nos compósitos tem sido, em geral, realizada pelo método solgel, levando a obtenção de um material híbrido ou um nanocompósito. A utilização de partículas em tamanho nanométrico é conhecida por influenciar o aumento da bioatividade nos materiais cerâmicos e, além disso, a fase inorgânica pode atuar como agente de reforço de carga melhorando as propriedades mecânicas do material. A quitosana também demonstra resultados promissores na literatura, devido a sua capacidade de biodegradar e a sua biocompatibilidade, além disso, possui elevada capacidade mecânica quando associada ao agente de reticulação glutaraldeído. Neste trabalho foram adotadas duas estratégias para introdução da fase bioativa, uma seria na forma de solução (sol) e outra na forma de nanopartículas obtidas pelo método de copreciptação. Outra estratégia foi o uso do método de liofilização para a obtenção de porosidade nas matrizes. O objetivo foi comparar os resultados obtidos nas duas rotas em filmes e matrizes híbridas e nanocompósitas nos principais aspectos: análise química, porosidade, diferenças morfológicas, resistência mecânica, bioatividade, citotoxicidade. Os resultados foram promissores: o FTIR dos filmes mostra a presença de grupos funcionais característicos do vidro bioativo, confirmando sua introdução na rede polimérica. Resultados significativos de bioatividade mostraram a formação de uma camada de fibrilas na superfície do filme híbrido, característica típica morfológica de HCA, confirmados por DRX e FTIR. Os resultados das medidas de pH mostraramse estáveis após imersão dos filmes em SBF por 7 e 28 dias. A maioria das matrizes apresentou uma macroporosidade bem homogênea com interconectividades e distribuição de tamanho de poros entre 50 e 120 m, percentual de porosidade aparente variando de 62 a 91% e total de 93 a 96%. Filmes híbridos e nanocompósitos apresentaram um elevado aumento de resistência mecânica alcançando valores da ordem de 80 MPa e 22% nos filmes, 0,11 MPa e 71% nas matrizes significativamente superiores aos apresentados pela quitosana pura e aos compósitos a base de sílica e polímeros relatados na literatura. Os ensaios biológicos realizados com resazurina em osteoblastos humanos demonstraram uma viabilidade celular bastante promissora confirmando os baixos níveis de toxicidade apresentados pelos materiais híbridos e nanocompósitos.