Desenvolvimento de nanocompósitos de matriz polimérica biodegradável a base de agar reforçados com nanofillers de dióxido de titânio ou hidroxiapatita.
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Data de Publicação: | 2013 |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPel - Guaiaca |
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Resumo: | As tendências mundiais para o avanço científico no desenvolvimento de novos materiais destacam a importância da utilização de fontes renováveis como matéria-prima. No presente trabalho o objetivo foi desenvolver nanocompósitos de matriz biodegradável a base de agar, reforçados com diferentes concentrações de nanofillers de TiO2 e HA, encontrando composições que apresentem propriedades mecânicas e biológicas que possibilitem a aplicação biotecnológica destes materiais. Resinas precursoras previamente sintetizadas a base do cátion Ti foram preparadas por intermédio do método dos precursores poliméricos (baseado na modificação do método Pechini). De forma análoga foi obtida a resina precursora de HA, que posteriormente foram depositadas sobre membranas microporosas (diâmetro de poro 0,2 μm), por intermédio de uma técnica de Spin Coating. Em seguida o material foi submetido a tratamento térmico por duas horas a 600 °C para o TiO2 e 800 °C para HA. O material resultante após tratamento térmico teve sua superfície modificada adicionando-se álcool etílico, TEOS e ácido acético, que posteriormente foram evaporados em estufa (processo de silanização). As partículas obtidas foram dispersas num volume de água destilada equivalente para dissolução total do agar, em aparelho de ultrassom, e utilizando concentrações de 0,5 %, 1 % e 2 % de partícula de cada material para obtenção dos diferentes nanocompósitos. Ao material disperso foi adicionado o agar, permanecendo sob agitação e aquecimento até 100 °C, então se acrescentou o sorbitol e glutaraldeído, agentes plastificantes e reticulante, respectivamente. O material resultante foi vertido sobre a placa molde, permanecendo em temperatura ambiente até completa evaporação do solvente. Os nanocompósitos resultantes, bem como o material polimérico e os nanofillers foram caracterizados por MEV e espectroscopia Ramam, as quais confirmam a presença das estruturas formadas pelo TiO2 e HA na matriz polimérica, bem como suas dimensões nanométricas. Os nanocompósitos, bem como os nanofillers, foram submetidos a ensaios de citotoxidade, onde se constatou que os materiais não promovem a inibição do crescimento celular, não manifestando citotoxidade quando comparados ao grupo controle composto pelo meio de crescimento celular. A atividade antimicrobiana dos filmes foi avaliada através do teste de difusão em agar e difusão ao longo do tempo por 2 e 5 dias, apontando atividade antimicrobiana para o nanocompósito com nanofillers de HA. Ensaios mecânicos demonstraram aumento significativo no módulo de elasticidade dos materiais compósitos em relação a matriz controle formada pelo filme de agar. Os dados obtidos nos diferentes ensaios foram submetidos à análise estatística através de two-way ANOVA e teste de Tukey; t test, ANOVA e teste complementar de Student-Newman-Keuls e one-way ANOVA, seguido pelo teste de Tukey, onde p < 0,05 em todos os casos, respectivamente. |
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2020-06-15T17:38:17Z2020-06-122020-06-15T17:38:17Z2013-07-07Duarte, Viviane Coelho. Desenvolvimento de nanocompósitos de matriz polimérica biodegradável a base de agar reforçados com nanofillers de dióxido de titânio ou hidroxiapatita. 2013. 114 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2013.http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/5848As tendências mundiais para o avanço científico no desenvolvimento de novos materiais destacam a importância da utilização de fontes renováveis como matéria-prima. No presente trabalho o objetivo foi desenvolver nanocompósitos de matriz biodegradável a base de agar, reforçados com diferentes concentrações de nanofillers de TiO2 e HA, encontrando composições que apresentem propriedades mecânicas e biológicas que possibilitem a aplicação biotecnológica destes materiais. Resinas precursoras previamente sintetizadas a base do cátion Ti foram preparadas por intermédio do método dos precursores poliméricos (baseado na modificação do método Pechini). De forma análoga foi obtida a resina precursora de HA, que posteriormente foram depositadas sobre membranas microporosas (diâmetro de poro 0,2 μm), por intermédio de uma técnica de Spin Coating. Em seguida o material foi submetido a tratamento térmico por duas horas a 600 °C para o TiO2 e 800 °C para HA. O material resultante após tratamento térmico teve sua superfície modificada adicionando-se álcool etílico, TEOS e ácido acético, que posteriormente foram evaporados em estufa (processo de silanização). As partículas obtidas foram dispersas num volume de água destilada equivalente para dissolução total do agar, em aparelho de ultrassom, e utilizando concentrações de 0,5 %, 1 % e 2 % de partícula de cada material para obtenção dos diferentes nanocompósitos. Ao material disperso foi adicionado o agar, permanecendo sob agitação e aquecimento até 100 °C, então se acrescentou o sorbitol e glutaraldeído, agentes plastificantes e reticulante, respectivamente. O material resultante foi vertido sobre a placa molde, permanecendo em temperatura ambiente até completa evaporação do solvente. Os nanocompósitos resultantes, bem como o material polimérico e os nanofillers foram caracterizados por MEV e espectroscopia Ramam, as quais confirmam a presença das estruturas formadas pelo TiO2 e HA na matriz polimérica, bem como suas dimensões nanométricas. Os nanocompósitos, bem como os nanofillers, foram submetidos a ensaios de citotoxidade, onde se constatou que os materiais não promovem a inibição do crescimento celular, não manifestando citotoxidade quando comparados ao grupo controle composto pelo meio de crescimento celular. A atividade antimicrobiana dos filmes foi avaliada através do teste de difusão em agar e difusão ao longo do tempo por 2 e 5 dias, apontando atividade antimicrobiana para o nanocompósito com nanofillers de HA. Ensaios mecânicos demonstraram aumento significativo no módulo de elasticidade dos materiais compósitos em relação a matriz controle formada pelo filme de agar. Os dados obtidos nos diferentes ensaios foram submetidos à análise estatística através de two-way ANOVA e teste de Tukey; t test, ANOVA e teste complementar de Student-Newman-Keuls e one-way ANOVA, seguido pelo teste de Tukey, onde p < 0,05 em todos os casos, respectivamente.Global trends to scientific advance in the development of new materials highlight the importance of using renewable a raw materials. In this study the objective was to develop a biodegradable matrix nanocomposites agar based reinforced with different concentrations of TiO2 and HA nanofillers, finding compositions that present mechanical and biological properties that allow the biotechnological application of these materials. Resins precursors previously synthesized with Ti cation were prepared through the polymeric precursor method (based on the modification of the Pechini method). Analogously resin precursor was obtained HA were subsequently deposited onto microporous membranes (pore diameter 0.2 μm) by means of a spin coating technique. Then, the material was subjected to heat treatment for two hours at 600 ° C to TiO2 and 800 ° C to HA. The resulting material after heat treatment had its surface modified by adding ethyl alcohol, tetraethoxysilane and acetic acid, which were subsequently evaporated in the oven (silanization process). The particles obtained were dispersed in an equal volume of distilled water to complete dissolution of the agar in ultrasound device and using concentrations of % 0.5, 1 and 2 of each material particle for obtaining the various nanocomposites. Dispersed material was added to the agar, remaining under stirring and heating to 100 ° C. Then it was added the sorbitol and glutaraldehyde crosslinking agents and plasticizers, respectively. The resulting material was poured onto the mold plate, remaining at room temperature until complete evaporation of the solvent. The resulting nanocomposites, as well as the polymeric material and the nanofillers were characterized by SEM and Ramam spectroscopy, which confirm the presence of the structures formed by the HA and TiO2 in the polymer matrix, as well as their nanometric dimensions. The nanocomposites as well as the nanofillers were tested for cytotoxicity, which demonstrated that the materials do not promote cell growth inhibition, not manifesting cytotoxicity when compared with a control group by means of cell growth. The antimicrobial activity of the films was evaluated by the agar diffusion test and diffusion over time for 2 and 5 days, pointing to the antimicrobial activity of HA nanocomposites with nanofillers. Mechanical testing demonstrated a significant increase in the modulus of elasticity of the composite material over the array control film formed by the agar. The data obtained in different experiments were statistically analyzed by two-way ANOVA and Tukey test, t test, ANOVA and supplementary Student-Newman-Keuls test and one-way ANOVA followed by Tukey test, where p < 0.05 in all cases, respectively.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESporUniversidade Federal de PelotasPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisUFPelBrasilCentro de Desenvolvimento TecnológicoCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICANanocompósitoMatriz polimérica biodegradávelAgarNanofillerNanocompositeBiodegradable polymeric matrixDesenvolvimento de nanocompósitos de matriz polimérica biodegradável a base de agar reforçados com nanofillers de dióxido de titânio ou hidroxiapatita.Development of biodegradable polymeric matrix nanocomposites agar based reinforced with nanofillers of titanium dioxide or hydroxyapatite.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://lattes.cnpq.br/0042204696922561http://lattes.cnpq.br/4035574249612354Avellaneda, César Antonio Oropesahttp://lattes.cnpq.br/9101375491904726Carreño, Neftalí Lenin VillarrealDuarte, Viviane Coelhoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFPel - Guaiacainstname:Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)instacron:UFPELTEXTDissertacao_Viviane_Duarte.pdf.txtDissertacao_Viviane_Duarte.pdf.txtExtracted texttext/plain177870http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/5848/6/Dissertacao_Viviane_Duarte.pdf.txtfd763736b291e34f4e49b6a7ec8adca0MD56open accessTHUMBNAILDissertacao_Viviane_Duarte.pdf.jpgDissertacao_Viviane_Duarte.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1821http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/5848/7/Dissertacao_Viviane_Duarte.pdf.jpgb1d79a7b73d821f8b0667f59ab41b817MD57open accessORIGINALDissertacao_Viviane_Duarte.pdfDissertacao_Viviane_Duarte.pdfapplication/pdf1337027http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/5848/1/Dissertacao_Viviane_Duarte.pdffbce4d9efef146608a6530ca9625e421MD51open accessCC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; 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