ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Materiais
Autores
Costa, M. (UERJ) ; Ferreira, I.L.M. (UERJ)
Resumo
Biohidrogéis foram produzidos a partir da combinação de dois polímeros naturais (alginato de sódio e quitosana) com e sem adição de argila (Cloisite 10A). A concentração de ALG/QUI foi de 3 e 1% m/m, respectivamente, e da argila foi de 2%. O tempo de reticulação foi mantido constante em 24h. Foi avaliado o grau de intumescimento, a morfologia por microscopia eletrônica de varredura (SEM) e difratometria de raios-X. Foi observada influencia significativas na absorção de água, havendo um maior inchamento do hidrogel na presença de argila. Além disso, a argila também provocou alteração na morfologia dos biohidrogéis. Os difratogramas de raios-X mostraram que os biohidrogéis apresentaram comportamento amorfo.
Palavras chaves
polimeros naturais; argila; hidrogel
Introdução
O desenvolvimento da ciência de polímeros avança rapidamente para materiais provenientes de fontes renováveis atraindo a atenção cada vez maior em uma variedade de campos, como forma de alcançar o desenvolvimento sustentável. Biohidrogéis são constituídos por uma ou mais redes poliméricas tridimensionais, formadas por cadeias macromoleculares interligadas. Caracterizam-se por apresentar forte afinidade pela água devido à presença de grupos hidrofílicos. Podem ser formados tanto por polímeros naturais como por polímeros sintéticos. São classificados como neutro ou iônico, dependendo da natureza dos grupos lateralmente ligados às cadeias poliméricas (AOUADA, 2008 e MOURA 2008). A capacidade de reter grandes quantidades de água dentro de sua estrutura é, sem dúvida, a característica que faz com que muitas aplicações diferentes tenham sido sugeridas para os hidrogéis (HOARA, 2008). Os polímeros naturais, além de serem atóxicos e hidrofílicos, não necessitando assim de solventes orgânicos para sua solubilização, são bastante atrativos em virtude de apresentarem biodegradabilidade e biocompatibilidade (ASSIS,2003). Neste trabalho, biohidrogéis foram produzidos a partir da mistura de alginato de sódio (ALG) e quitosana (QUI), com e sem a incorporação de argila (Cloisite 10A) (HARAGUCHI, 2002; LEE, 2012). A argila tem despertado grande interesse por apresentar vantagens como o baixo custo e a melhoria das propriedades dos hidrogéis compósitos como, por exemplo, aumento da estabilidade térmica, da capacidade de absorção e da velocidade de absorção de água (ZHANG, 2006). O presente trabalho teve como objetivo avaliar o grau de intumescimento, a morfologia e o comportamento amorfo de biohidrogéis preparados com diferentes razões de ALG/QUI.
Material e métodos
Os hidrogéis foram preparados com concentrações das soluções de alginato de sódiode 3% (VETEC) e quitosana de 1% (POLYMAR). As soluções foram misturadas de forma a obter hidrogéis constituídos por diferentes razões em massa dos polissacarídeos (ALG/QUI = 1/1; 1/2 e 2/1). Em seguida, adicionou-se a argila (Cloisite 10A). A mistura final foi deixada sob agitação por 5 minutos, e depois deixada em repouso por 24 horas a temperatura ambiente. As amostras foram lavadas com água destilada e secas em estufa a 40°C por 24 horas. O grau de intumescimento foi determinado em todas as amostras secas. A morfologia foi investigada por SEM com voltagem de operação de 15kV. As estruturas cristalina/amorfa foram analisadas por DRX, com fonte de radiação de CuKα, a 40kV.
Resultado e discussão
Foi observado que os biohidrogéis preparados com uma maior concentração de
alginato de sódio apresentaram maior grau de intumescimento (GI), na maioria das
composições. Isso pode ter ocorrido pela possível presença de cadeias
poliméricas não-reticuladas, ocasionando assim, a formação de uma rede semi-IPN
e, por consequência, hidrogéis com maior capacidade de absorção. Na presença de
argila, as composições (ALG:QUI=1:2 e 2:1) apresentaram tendência ao aumento no
grau de intumescimento na maioria das amostras. Provavelmente isso ocorreu em
virtude do caráter hidrofílico da argila, o que corrobora com a absorção de água
pelos hidrogéis (LIU, 2008) Figura1.
Os biohidrogéis obtidos apresentaram morfologia diferenciada. A composição sem
argila apresentou uma morfologia com distribuição e tamanhos variados de poros.
A argila forneceu ao hidrogel uma morfologia mais espessa (Fig.2). A Figura 2
apresenta o difratograma dos polissacarídeos puros, da argila e das composições.
Foi observado que os biohidrogéis tiveram o mesmo perfil, onde se observa o
comportamento amorfo desses materiais. Fica evidente o desaparecimento dos picos
referentes à argila e à quitosana. Provavelmente, isso ocorreu em virtude das
interações ocorridas entre os polissacarídeos, bem como, da boa dispersão da
argila no biohidrogel.
Grau de Intumescimento (GI) dos biohidrogéis
DRX e MEV: argila;quitosana; alginato de sódio; ALG: QUI; ALG:QUI + 2% de argila.
Conclusões
Foram preparados biohidrogéis à base de alginato de sódio e quitosana. Os hidrogéis preparados com a adição de argila apresentaram tendência ao aumento no grau de intumescimento na maioria das amostras. Uma morfologia diferenciada foi observada com a incorporação da argila. Os difratogramas mostraram que os biohidrogéis apresentaram um comportamento amorfo, bem como, uma possível dispersão da argila.
Agradecimentos
As autoras agradecem à Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro pelo suporte financeiro.
Referências
AOUADA, F. A.; MOURA, M. R.; MENEZES, E. A.; NOGUEIRA, A. R. A.; MATTOSO, L. H. C. Síntese de Hidrogéis e cinética de liberação de amônio e potássio. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 1643-1649, 2008.
ASSIS, O.B.G.; SILVA, V.L. Caracterização Estrutural e da Capacidade de Absorção de Água em Filmes Finos de Quitosana Processados em Diversas Concentrações. Polímeros: Ciência e Tecnologia, 13, (4), 223-228, 2003.
HARAGUCHI, K.; TAKEHISA,T. Nanocomposite Hydrogels: A Unique Organic–Inorganic Network Structure with Extraordinary Mechanical, Optical, and Swelling/De-swelling Properties. Adv. Mater. 14, 1120-1124, 2002.
HOARE, T.R.; KOHANE, D.S. Hydrogels in drug delivery: Progress and challenges. Polymer, 49, (8), 1993-2007, 2008.
LEE, K. Y.; MOONEY, D. J. Alginate: properties and biomedical applications. Prog. in Polym.r Sci. 37,(1),106-126, 2012.
MOURA, M. R.; RUBIRA, A. F.; MUNIZ, E. C. Hidrogéis Semi-IPN Baseados em Rede de Alginato-Ca2+ com PNIPAAm Entrelaçado: Propriedades Hidrofílicas, Morfológicas e Mecânicas. Polímeros: Ciência e Tecnologia 18, (2), 132-137, 2008.
ZHANG, F.J.; CHENG, G.X.; YING, X.G. Emulsion and macromolecules templated alginate based polymer microspheres. Reactive and Functional Polymers, 66,(7) 712-719,2006.
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