Produção de fios contínuos a partir de nanofibras de policaprolactona/seda contendo pontos quânticos de carbono para aplicação em biotêxtil

• Autor(a) principal: Monique de Alvarenga Pinto Cotrim
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/36718
• topic: Biotêxtil; PCL/seda; Fios contínuos de nanofibras; Fluorescência; Pontos quânticos de carbono; Materiais; Ciência dos materiais; Seda; Fluorescência; Carbono

Biotêxteis constituem uma classe emergente dentro do campo de biomateriais. Devido a características intrínsecas, como leveza, resistência, adaptabilidade, esse tipo de estrutura pode imitar tecidos biológicos e ser empregada no reparo de regiões danificadas do corpo. A estrutura primária de um biotêxtil baseia-se em fibras, sendo que essas podem ser de origem natural, metálica, sintética, e processadas em estruturas não ordenadas (tecido não tecido) ou orientadas, como fios. Em biomateriais, a orientação das fibras pode atuar como sinalizador topográfico favorecendo a adesão celular ao material. Nesse contexto, o presente projeto investigou o desenvolvimento de fios contínuos de nanofibras eletrofiadas (NF-Y) a partir da blenda policaprolactona/seda (PCL/S) incorporada com pontos quânticos de carbono (CDs) com o propósito de aplicação em biotextil Micro/nanofibras da blenda PCL/S tem sido investigadas para aplicação biomédica, devido a combinação interessante entre propriedades mecânicas e bioatividade. Na primeira etapa do trabalho, foram investigados os efeitos na morfologia, resistência e processabilidade dos NF-Ys decorrentes da adição de seda (0-70%), variação da taxa de ejeção e velocidade de rotação funil coletor. Dentre as blendas investigadas, a proporção de PCL/S 50:50 demonstrou o melhor balanço entre processabilidade (continuidade do processo sem quebras recorrentes), propriedades mecânicas, maior uniformidade nos resultados e morfologia. Na segunda etapa, foi realizada a síntese dos CDs empregando proteína de seda como precursor e pirolise em micro-ondas, sendo o material obti do caracterizado por FTIR, RMN, UV-Vis, Fluorescência e MET. CDs com elevada fluorescência, diâmetro médio em torno de 9,4 nm e com grupamentos amina, amida e carboxila na superfície foram obtidos. Em seguida, os CDs foram incorporados (0-3% m/m) a solução de PCL/S 50:50 e eletrofiados em NF-Y a partir dos parâmetros estabelecidos na primeira etapa. Os NF-Ys PCL/S/CDs foram investigados por MEV, ensaios mecânicos, FTIR, ensaios de fluorescência e ensaio biológico. A adição de CDs aos NF-Ys de PCL/S resultou em estruturas com elevada fluorescência, contribuiu para o aumento da resistência mecânica (adição 1-2% CDs), e redução do diâmetro das nanofibras.Os melhores resultados em relação a intensidade da emissão fluorescente e resistência mecânica foram obtidos nos NF-Ys PCL/S 1% CDs. Somado a isso, os NF-Ys PCL/S/CDs apresentaram baixa toxicidade com resultados de viabilidade celular acima de 80%, mesmo quando o maior conteúdo de CDs (3% m/m) foi testado. Na última etapa do trabalho foi desenvolvido um protótipo de biotextil através da técnica de tricotagem em um dispositivo doméstico de i-cord. Os NF-Y desenvolvidos demonstraram potencial para serem empregados em biotêxteis, com várias possíveis funcionalidades como biosensor e atividade antimicrobiana. Através do uso de uma biomacromolécula que possui excelente desempenho mecânico, associada a um polímero sintético dúctil e biocompatível, e nanopartículas capazes de emitir fluorescência, buscou-se o desenvolvimento de um material têxtil, resistente, biodegradável, biocompatível e multifuncional.