Desenvolvimento de biomateriais compósitos à base de sílica utilizando técnicas "verdes" e biométricas

Palavras-chave: Biomateriais

Este trabalho teve como objectivo a obtenção de sílica e de materiais compósitos à base de sílica (biovidro) através da utilização de técnicas “verdes” e de catalisadores biomiméticos (glutationa (GSH) e cisteamina (Cys)) para aplicações biomédicas. A sílica foi preparada utilizando um método sol-gel em meio aquoso e desenvolvendo uma técnica inovadora de extracção/secagem de alta pressão/supercrítica (HPSE), utilizando apenas solventes “verdes” e “amigos” do ambiente (água, etanol e dióxido de carbono). Com este método de extracção/secagem pretendeu-se remover os catalisadores residuais e secar os materiais preparados para posterior comparação com os métodos de secagem convencionais (liofilização e evaporação). A preparação de biovidro foi efectuada através da metodologia sol-gel, em meio aquoso e a sua secagem foi feita por liofilização. Foram realizados testes de impregnação/deposição de um fármaco, dexametasona, nas amostras de sílica e biovidro para posterior estudo de cinética de libertação. Foi possível demonstrar que o método de secagem HPSE conseguiu remover grande parte dos catalisadores utilizados. Identificaram-se, através da utilização do FTIR, as bandas características das amostras de sílica e de biovidro levando a concluir que as técnicas e catalisadores utilizados conduziram, efectivamente, à sua formação. A caracterização física das amostras de sílica revelou que a massa volúmica tinha valores compreendidos entre 1,8 e 2 g/cm3. Estes materiais apresentavam diâmetro médio de poros dependentes do catalisador biomimético utilizado e consequente mecanismo de reacção associado: obtenção de microporos nas amostras formadas com GSH; mesoporos nas amostras formadas com Cys e, nas amostras com a mistura dos dois catalisadores foi possível observar que os materiais tinham uma combinação de micro e mesoporos, resultante da formação de sílica através de dois mecanismos, havendo combinação de propriedades morfológicas semelhantes às obtidas quando os dois catalisadores são utilizados separadamente (pH’s extremos, ácido e alcalino). Os valores mais elevados de área de superfície corresponderam às amostras de menor diâmetro médio de poros podendo-se concluir que, nestas amostras, o número de poros é consideravelmente elevado. Na distribuição granulométrica, as amostras obtidas por evaporação e secagem HPSE possuíam maior tamanho de partículas uma vez que a moagem esteve dificultada pela sua morfologia após secagem. Da mesma forma, através da microscopia electrónica de varrimento (MEV) identificou-se que as amostras de sílica de maior tamanho de partículas possuíam um aspecto mais denso. Nas amostras de biovidro foi notória a influência do pH conduzindo a um aspecto mais denso nas amostras de pH neutro e na adição de quitosano. Fizeram-se ainda ensaios de libertação de dexametasona, nas amostras de sílica e biovidro, onde foi possível identificar uma libertação lenta e uma impregnação/deposição de 6!g de fármaco por mg de amostra. Realizaram-se testes de hemocompatibilidade de onde se concluiu que os materiais obtidos eram hemolíticos com a excepção da sílica obtida por secagem HPSE, com a mistura dos catalisadores, onde a remoção de resíduos de reacção foi mais eficaz. Com este trabalho foi possível a obtenção de materiais promissores para uma posterior aplicação em engenharia de tecidos, nomeadamente em tecidos duros. Através de técnicas “verdes” e “amigas” do ambiente, obtiveram-se materiais com características mesoporosas, com boa capacidade de impregnação/deposição de fármacos, visando melhorar a regeneração óssea.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias