Desenvolvimento e caracterização de hidrogéis eletroativos baseados em poli(metacrilato de 2-hidroxietila) e poli(anilina).

Abstract

Um grande número de dispositivos eletroativos implantáveis têm sido desenvolvidos durante as últimas décadas. Porém, o maior problema destes dispositivos em sua aplicação como eletrodo neural é sua estabilidade relativamente baixa, o qual se deve à rápida resposta do tecido entorno do implante que provoca o encapsulamento do dispositivo após longos tempos de uso, limitando a comunicação neural. O objetivo deste trabalho foi desenvolver hidrogéis eletroativos baseados em poli(metacrilato de 2-hidroxietila)(pHEMA) e polianilina dopada com ácido canforsulfônico (PANI.CSA) para uso como interface biocompatível entre o eletrodo implantável e o tecido. Primeiramente, o hidrogel pHEMAAPS foi eletrossintetizado por voltametria cíclica e cronopotenciometria em solução de persulfato de amônio (APS). Um segundo modo utilizado para a preparação do pHEMAKCl foi sua eletrodeposição na superfície do eletrodo de platina (Pt) por cronopotenciometria utilizando como eletrólito o cloreto de potássio (KCl), seguido da eletropolimerização da PANI. CSA na superfície do sistema eletrodo-pHEMA para a preparação do eletrodo modificado. Fez-se então o estudo eletroquímico por voltametria cíclica e impedância eletroquímica dos hidrogéis de pHEMA, da PANI.CSA e do sistema pHEMA/PANI.CSA aderido no eletrodo. As polimerizações do pHEMA e PANI.CSA foram confirmadas por FTIR e por UV-Vis o qual também possibilitou a identificação dos estados redox da polianilina dopada com ácido canforsulfônico. Por voltametria cíclica confirmou-se também a natureza eletroativa do sistema pHEMA/PANI.CSA e por MEV foi observada uma superfície porosa atribuída à presença de PANI.CSA na matriz do pHEMA. Ainda, foi apresentado o estudo cinético da polimerização eletroiniciada do metacrilato de 2-hidroxietila (HEMA) com eletrólise à corrente constante utilizando como eletrólito o persulfato de amônia. A formação do polímero depende do tempo de polimerização à corrente constante e, a polimerização segue uma cinética de primeira ordem. A massa molecular do poli(metacrilato de 2- hidroxietila)(pHEMA) na ordem 10⁵g/mol foi obtida por viscosimetria. Finalmente o hidrogel eletroativo pHEMAKCl/PANI.CSA apresentou uma morfologia fibrilar e porosa, conferindo boa estabilidade térmica e baixa impedância ao eletrodo modificado Pt-pHEMAKCl/PANI.CSA, sugerindo a formação de uma rede polimérica interpenetrante entre o hidrogel e o polímero eletroativo.