Síntese e caracterização de hidrogéis de Poli (N-isopropilacrilamida) contendo Sulfato de Condroitina e nanopartículas de prata para aplicações biomédicas.

Abstract

A presente tese teve como objetivo a preparação de hidrogéis termosensíveis de Poli (N-isopropilacrilamida) - Pnipam contendo sulfato de condroitina (SC) e nanopartículas de prata (NPsAg) para uso como biomaterial de preenchimento de defeitos cartilaginosos. Inicialmente foi realizada a síntese eletroquímica, através da técnica de voltametria cíclica (VC), de hidrogéis termosensíveis de Pnipam contendo diferentes quantidades de agente reticulante, o N,N’- metilenobisacrilamida. Posteriormente, foi realizada a síntese verde, chamada síntese ecologicamente correta, de NPsAg utilizando SC como agente redutor e estabilizante. O complexo formado SC-NPsAg foi incorporado na matriz de Pnipam através de intumescimento dos hidrogéis de Pnipam nas correspondentes soluções aquosas do complexo, obtendo-se a formulação final Pnipam VC-SC-NPsAg. Os voltamogramas obtidos por VC mostraram que a polimerização é iniciada eletroquimicamente através da redução do iniciador, persulfato de amônio (APS), no eletrodo de trabalho. As caracterizações realizadas demonstram o comportamento das principais propriedades da Pnipam em relação a reticulação e temperatura. A temperatura de degradação Td e a temperatura de transição LCST não mostram variações significativas com o aumento da reticulação, ao contrário da temperatura de transição vítrea Tg. Os estudos de intumescimento foram realizados a duas temperaturas distintas, 23 e 37°C, de acordo com a aplicação pretendida. Os resultados obtidos foram melhor ajustados a uma cinética de segunda ordem. O grau de intumescimento varia conforme a temperatura, de acordo com as propriedades da Pnipam, e também conforme a força iônica da solução de intumescimento. O aumento da força iônica da solução diminui o grau de intumescimento. O alto grau de intumescimento nos hidrogéis favorece a biocompatibilidade, potencializando o possível uso como biomaterial. As análises reológicas mostraram alto valor de módulo elástico (1-10 kPa) para tensões até 10 Pa. As micrografias MEV mostram morfologia heterogênea da superfície, com regiões rugosas e compactas. A cinética da síntese verde de NPsAg com sulfato de condroitina foi estudada por UV-vis, através da Banda de Ressonância Plasmônica de Superfície (RPS). As análises de FTIR confirmam a formação de um complexo através das fortes interações químicas entre a Ag e os grupos sulfatos e carboxílico do SC. Esta interação muda o perfil de degradação do SC, como mostra as análises de TGA e DSC. O MEV mostra a superfície homogênea do complexo, com distribuição homogênea da prata nanométrica através da matriz de SC. A formulação final, formada entre a Pnipam e o complexo SC-NPsAg (Pnipam-SC-NPsAg) mostra potencial uso como biomaterial, agregando as propriedades dos seus constituintes. Os estudos de liberação mostram que a 23°C ocorre liberação de cerca de 60% do complexo enquanto que a 37°C ocorre liberação de cerca de 37% do complexo incorporado nos 5 minutos iniciais.