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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autora: Lopes, Cristina Moniz Araujo
Título: Hidrogéis de IPNs Baseadas em Gelatina e Poli(Vinilpirrolidona). Estudo da Miscibilidade e Avaliação da Potencialidade como Biomaterial
Ano: 1997
Orientadora: Profa. Dra. Maria Isabel Felisberti
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: Biocompatibilidade, Hemocompatibilidade, Comportamento mecânico
Resumo: Polímeros para aplicações biomédicas devem possuir boas propriedades físico-químicas e mecânicas assim como biocompatibilidade adequada. Alguns polímeros sintéticos possuem as propriedades físicas requeridas mas não são suficientemente biocompatíveis. Por outro lado, polímeros naturais são biocompatíveis mas suas propriedades mecânicas são inadequadas. A mistura de polímeros sintético e natural na forma de blendas e IPNs reúne as propriedades de ambos num único material. Hidrogéis de IPNs de poli(vinilpirrolidona) (PVP) e gelatina nas composições 30/70, 50/50 e 70/30 em porcentagem de massa foram obtidos a partir de solução aquosa usando-se como agentes reticulantes glutaraldeído (3%) para a gelatina e persulfato de potássio (100%) para o PVP. A caracterização do material no estado desidratado foi feita para avaliar a estabilidade térmica e a miscibilidade das misturas. Através da técnica de Análise Térmica (TGA) constatou-se que as IPNs são termicamente estáveis até a temperatura de 250°C. O estudo da miscibilidade por Calorimetria Diferencial de Varredura na versão modulada (MDSC) indicou miscibilidade em toda a faixa de composição estudada, enquanto que por Análise Dinâmico Mecânica (DMA) observou-se a existência de separação de fases na amostra contendo 70 % de gelatina, resultado atribuído a grande diferença de densidade de reticulação para o sistema nessa composição. Ensaios de intumescimento mostraram que todas as IPNs são capazes de reter grandes quantidades de água, e que embora o PVP apresente grau de intumescimento muito maior que a gelatina, esse comportamento não se refletiu nas misturas, ou seja, a quantidade de água incorporada nas IPNs não é diretamente proporcional à quantidade de PVP na mistura. A superfície do material no estado intumescido foi analisada por microscopia ótica com acessório de contraste de fase: a topografia é diferente para cada amostra embora todas apresentassem superfície irregular. Com o ensaio mecânico de compressão pode-se estudar o comportamento elástico dos hidrogéis diante da aplicação e retirada de uma força: a IPN 50/50 apresentou desempenho superior ao dos polímeros puros, enquanto que as IPNs nas outras composições deformaram mais que a gelatina, o componente mais frágil. Pode-se verificar através de testes preliminares de citotoxicidade e adesão de plaquetas que o material pode ser biocompatível e hemocompatível. De uma maneira geral, pode-se concluir que o material em questão tem propriedades interessantes para ser aplicado como biomaterial. A gelatina melhorou a compatibilidade com o sangue e adesão celular, enquanto que o PVP melhorou as propriedades mecânicas das IPNs.
Abstract: Polymer materiaIs for biomedical applications should possess good physico-chemical and mechanical properties as well as suitable biocompatibility. A number of synthetic polymers have the required physical properties but are not acceptable from the point of view of biocompatibility. On the other hand, biological polymers present inadequate mechanical properties although they are often biocompatible. The association of useful properties of natural and synthetic polymers could be achieve through blending. IPN's hydrogels of poly( vinyl pyrroIidone) (PVP) and gelatin in compositions 30/70, 50/50 and 70/30 in mass percentage were prepared from aqueous solution using potassium persulfate (100%) and gIutaraldehyde (3%) as their respective cross-linking agents. Characterization of the materiaIs in dehydrated state was made to evaluate blends thermal stability and miscibility. Termogravimetric analysis (TGA) showed that IPNs are alI stable thermally up to 250°C. Miscibility studies, by means modulated differencial scanning calorimetry (MDSC), indicated miscibility in all range of composition, while dynamic mechanical analysis (DMA) showed phase separation in IPN containing 70% gelatin. This resuIt couId be explained by a large difference between polymers cross-linking density in this composition. Swelling studies showed that alI IPN's are able to retain high water content and, although PVP presents very higher swelling degree than gelatin, this behavior is not reflected in IPN' s. The content of water inside IPNs does not change in proportion to the amount of PVP in blend. Swell state material surface was analyzed by phase contrast light microscope: topography is different to each IPN, although alI had irregular surface. Elastic behavior was studied through compression mechanical experiments: 50/50 composition IPN had better performance than pure polymers. Preliminary citotoxicity and pIatelet adhesion tests showed hydrogel do not produce adverse effect on cells and bIood, so it could be biocompatible. In a general way, is possible to conclude that these hydrogels have attractive properties for biomedical application. Gelatin contributes for a better blood compatibility and cell adhesion, while PVP improves mechanical properties of IPN's.
Arquivo (Texto Completo): vtls000123539.pdf ( tamanho: 9,40MB )

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