Copolímero derivado de poliuretano de óleo de mamona e hidroxiapatita

ISBN 978-85-85905-19-4

Área

Produtos Naturais

Autores

Mendes, M.T.A. (DQ - UFPI) ; Sousa, E.B. (DQ - UFPI) ; Nascimento, R.T. (RENORBIO - UFPI) ; Reis, F.S. (CIÊNCIAS DOS MATERAIS - UFPI) ; Matos, J.M.E. (DQ - UFPI)

Resumo

A perda de um tecido ou órgão ocasiona além da perda da função, problemas tantos sociais como psicológicos ao indivíduo. Devido a isso vários estudos em diversas áreas são desenvolvidos visando obter um material que seja capaz de suprir essa necessidade. No decorrer dos últimos anos a Hidroxiapatita vem sendo usada como repositor ósseo. Outro material que ganha destaque nessa área são os poliuretanos derivados de óleos vegetais. Assim, neste trabalho, foi obtido um copolímero de poliuretana/hidroxiapatita. As caracterizações por FRX, FTIR e DRX comprovam a formação da hidroxiapatita e do copolímero. Com isso, foi possível obter um material mais resistente, tendo como foco aplicações futuras como repositor ósseo

Palavras chaves

Biomateriais; Poliuretano; óleo vegetal

Introdução

A perda de um tecido ou órgão, ocasiona além da perda da função, problemas tantos sociais como psicológicos ao indivíduo. Com isso, vários estudos, nas áreas como saúde e engenharia e química , são desenvolvidos com o intuito de obter um material que seja capaz de reverter essa situação, buscando a criação de técnicas que sejam capazes de restabelecer as funções do órgão ou tecido que sofreu algum dano. Dentre as técnicas, a que apresenta maior versatilidade e possibilidade de substituição total ou parcial do tecido ou órgão danificado é o implante, a partir de biomateriais [1]. No decorrer dos últimos anos a hidroxiapatita (HA), material à base de fosfato de cálcio que apresenta características semelhantes ao tecido ósseo, vem sendo desenvolvido para a aplicação tanto na medicina quanto na odontologia, especificamente em enxerto ósseo e implantes dentários respectivamente e os resultados se mostram bastante eficazes. A HA é um biomaterial e ela se enquadra com um biomaterial bioativo, que são aceitos pelo tecido hospedeiro e não produzem reações adversas. A HA quando implantada é absorvida e transformada naturalmente em um novo tecido ósseo ocasionando assim a regeneração óssea [2]. O poliuretano (PU), considerado um dos polímeros mais populares do mundo atual, assim como a HA é um biomaterial, pois apresenta propriedades biocompatíveis e biodegradáveis, não sendo rejeitado pelo organismo [3]. Assim, este trabalho tem como objetivo a síntese e caracterização de um poliuretano, derivado do óleo da mamona e hidroxiapatita, formando-se um copolímero com potencial aplicação como repositor ósseo.

Material e métodos

Para obtenção da HA foram utilizados Hidróxido de cálcio e fosfato de amônio diabásico, como reagentes. Inicialmente pesou-se 1,5 g de Hidróxido de cálcio e 1,6 g de fosfato de amônio diabásico. Estes foram solubilizados com água MilliQ® previamente aquecida a 80 °C e transferidos para um béquer. A reação procedeu por 2h sob agitação. Posteriormente o sólido obtido foi centrifugado á 2900 rpm por 10 minutos, lavado três vezes com água MilliQ®, seguidos de centrifugação e filtrado a vácuo. Em seguida o sólido resultante foi aquecido em estufa a 110 °C por 12h, e por fim, calcinado em uma mufla a 300 °C por 6h. A obtenção do monoglicerídeo (MG) ocorreu por meio da reação de glicerólise. adicionou-se 0,02 g LiOH, 40 g de óleo de mamona e 7,9 g de glicerol em em balão de fundo redondo, de 100 mL, aquecido a 140 °C. A reação prosseguiu por por 5h, para a formação do MG. Para obtenção do copolímero, inicialmente pesou-se 3 g do MG em um béquer e o aqueceu à temperatura 90 °C, sob agitação constante, por 10min. Decorrido esse tempo, adicionou-se para cada síntese, 1%, 2% e 3 % em massa, de HA em relação à massa do MG, pesada anteriormente. Depois de 2h de agitação adicionou-se o HDI (diisocianato de hexametileno), em uma razão molar de 1:4, em relação ao MG. Posteriormente, o produto obtido ficou por 24h a 90 °C, em “tempo de cura”. Os produtos obtidos, Hidroxiapatita, monoglicerídeo e copolímero, foram caracterizados por FTIR, FRX e DRX.

Resultado e discussão

A HA sintetizada foi caracterizado por FRX, em que o resultado mostrou a presença bem significativa de cálcio e fósforo, sendo que o material apresentou na razão Ca/P de 1,8. A partir da caracterização por FTIR foi possível observar as bandas características da Hidroxiapatita. Em 565 cm-1, 604 cm-1, 1030 cm-1 e 1088 cm-1 tem-se as bandas referentes ao grupamento PO43-, e 632 cm-1 e 3570 cm-1, as bandas referentes ao grupamento OH-. A caracterização por DRX confirma formação da HA. A principal característica para a formação de MG é a banda correspondente a O-H, em torno de 3300 cm-1; além disso, observa-se os grupos funcionais C=O, em 1739 cm-1 com menor intensidade e C-Ode éster com maior intensidade, , em 1059 cm-1. Isso comprova a efetiva reação de glicerólise, para a formação do monoglicerídeo. A partir da análise do copolímero por espectroscopia na infravermelho, concluímos que síntese deste, foi efetiva. Uma banda intensa, característica de N-H, em torno de 3300 cm-1 confirma a formação do PU. Observa-se ainda, grupos funcionais como C=O, em torno de 1682 cm-1 e C-O, em 1257 cm-1. Mesmo tendo variado a porcentagem de HA em cada síntese pode-se observar que não houve muita variação das bandas no infravermelho, porém visualmente, percebeu-se que quanto mais se aumenta a porcentagem de HA, mais rígido fica o copolímero.

Conclusões

A partir dos resultados obtidos por FTIR, FRX e DRX, foi possível confirmar a formação do monoglicerídeo, da Hidroxiapatita, e do copolímero. Conclui-se ainda que a Hidroxiapatita pode ser unida ao moglicerídeo, para a produção de poliuretanos, atribuindo a este, uma característica a mais, pois, além da característica como bioindutor, atribuída ao poliuretano derivado do óleo da mamona, a presença da hidroxiapatita, considerado um osso sintético, confere mais resistência ao copolímero.

Agradecimentos

Os autores agradecem à UFPI, à FAPEPI pela bolsa de EBS, e ao CNPq, pela bolsa de IC de MTAM, e projetos de JMEM, processos 310769/2014-0 (produtividade em pesquisa)

Referências

[1] RODRIGUES, L.B. Aplicações de biomateriais em ortopedia. Estudos Tecnológicos em Engenharia, Bahia, v.9, n. 3, 63-76, 2013.
[2] RIBEIRO, A. A. C. R. Caracterização do perfil das vítimas de acidentes de trânsito com motocicleta, na área de abrangência no PSF Boa Esperança, no município de Alfenas/MG.2010. p. 37. Trabalho de Conclusão de Curso. Universidade Federal de Minas Gerais, Campos Gerais. 2010.
[3] Ribeiro, C. Obtenção e caracterização de biocerâmicas porosas à base de fosfatos de cálcio processadas com a utilização de albumina. 2008.p. 167. (Doutorado em Ciência dos Materiais- Tecnologia Nuclear). Universidade de São Paulo (USP), São Paulo. 2008.