Obtenção e caracterização de membranas bioativas obtidas a partir de polímeros naturais reforçadas com biominerais

Resumo

Membranas poliméricas, em especial aquelas constituídas por biopolímeros, são utilizadas em diferentes áreas de aplicação, como por exemplo, embalagens e recobrimento de alimentos na indústria alimentícia. Ainda, encontramos aplicações desses materiais na área médica, em dispositivos aptos a serem aplicados in vivo. A modificação dessas membranas por meio da inserção de partículas inorgânicas é uma estratégia muito utilizada com o intuito de se melhorar características físico-químicas desejáveis para aplicação. Nesse sentido, materiais formados por carbonatos e fosfatos de cálcio, minerais abundantemente encontrados em sistemas naturais, e conhecidamente biocompatíveis, podem ser utilizados para este tipo de aplicação. Assim, o objetivo deste projeto é o desenvolvimento de novas membranas biopoliméricas, as quais apresentem possibilidade de combinações de fases orgânicas e inorgânicas em escala nanométrica, visando à obtenção de materiais compósitos bioativos com propriedades e estruturas controláveis. Estas membranas devem ser bioativas no sentido de estimular o crescimento de hidroxiapatita de forma a mimetizar a regeneração do tecido ósseo e, ainda, terem velocidade de degradação compatível com a velocidade de reparo deste tecido. Atenção especial será dada à preparação e caracterização de membranas autossuportadas constituídas por biopoliméros como colágeno e carragenana, reforçadas com fosfatos e carbonatos de cálcio. A incorporação da fase inorgânica na matriz orgânica se dará por meio da exposição dos hidrogéis, formados pela associação das cadeias poliméricas com íons Ca2+, oriundos de solução de CaCl2 e PO43- provenientes de H3PO4, presentes na solução aquosa nas quais os biopolímeros escolhidos serão dissolvidos, a atmosfera de NH3(g) eCO2(g) a partir da decomposição de (NH4)2CO3 em recipiente fechado. Inicialmente, membranas biopoliméricas híbridas serão obtidas utilizando-se diferentes porcentagens em massa de biopolímeros variando-se o tempo de exposição a NH3(g) e CO2(g). Posteriormente, serão caracterizadas com relação à sua composição utilizando-se espectroscopia vibracional na região do infravermelho e microscopicamente pelas técnicas de microscopia eletrônica de varredura e microscopia de força atômica. A fase mineral depositada nessas membranas será avaliada utilizando-se difração de raios-X. Ainda, serão caracterizadas com relação à energia superficial e molhabilidade utilizando-se medidas de ângulo de contato. Os melhores resultados serão selecionados para testes de cultura de osteoblastos in vitro. A reabsorção e bioatividade das amostras será estudada por meio da imersão das membranas obtidas após a modificação com biominerais a fluido corpóreo simulado. Pretende-se com auxílio deste projeto obter materiais potencialmente aplicáveis como regeneradores de tecido ósseo e aceleradores do processo de osteogênese.