Preparação de Bioadesivos a partir de ácido láctico

Palavras-chave: Bioadesivos,poli (ácido lático),Laromer® LR 9000,fotoreticulação,biodegradabilidade,biocompatibilidade,cirurgia,cicatrização,Bioadhesives,Poly(lactic acid),photocrosslinking,Laromer® LR 9000,biodegradability,biocompatibility,surgery,healing

Bioadesivos apresentam-se como ferramentas de valor indubitável no tratamento e regeneração de tecidos orgânicos lesados. Ao longo dos anos, têm vindo a revolucionar em cirurgia, procurando ser úteis em processos de cicatrização de feridas incisas. Como principais vantagens destaca-se a redução do trauma sobre os tecidos e a rapidez e o maior conforto na aplicação. Terminado o tratamento, e dependendo da sua biodegradabilidade, poderão soltar-se ou ser absorvidos pelo organismo. Existem no mercado alguns adesivos aprovados pela FDA de origem sintética ou natural para diferentes aplicações clínicas, contudo as suas limitações restringem a utilização por parte dos profissionais. A toxicidade de alguns subprodutos e o fraco desempenho mecânico comprometem a eficácia dos tratamentos, sendo imprescindível a investigação e o desenvolvimento de novos adesivos que sejam biocompatíveis e bioabsorvíveis. Polímeros biodegradáveis, sintéticos ou naturais, com grupos terminais fotoreticuláveis têm demonstrado ser promissores e úteis em aplicações in situ. Um dos polímeros mais usados na área biomédica explorado na preparação de suturas cirúrgicas, scaffolds e sistemas de libertação controlada de fármaco é o poli (ácido lático) (PLA). Recentemente foi avaliada a potencialidade do ácido lático na produção de bioadesivos para aplicações biomédicas, partindo de um polímero de baixo peso molecular funcionalizado com ligações de carbono duplas pelos monómeros anidrido metacrílico (MAA) e metacrilato de 2- isocianoetilo (IEMA). Após adição de um fotoiniciador biocompatível (Irgacure 2959), a fotoreticulação permitiu a produção de filmes flexíveis e uniformes considerados promissores em contexto clínico. Nesta dissertação pretendeu-se explorar a síntese desses adesivos com base nos protocolos experimentais, complementando a sua caracterização com particular relevância para a viabilidade de utilização em cirurgia. Além destes métodos de funcionalização, foram testados novos monómeros na modificação do oligómero, com o objetivo de ampliar a gama de bioadesivos. O Laromer LR 9000 (LAR) e o 3- isopropenil-, dimetilbenzil isocianato (TMI) (ambos da família dos isocianatos) foram as moléculas escolhidas. Na modificação do pré-polímero com o monómero LAR foram testadas duas proporções estequiométricas, sendo a de 1:1 a mais promissora. Todos os pré-polímeros sintetizados deram origem a filmes de aspeto homogéneo com tempos de reticulação iguais ou inferiores a 2 minutos, excetuando o caso do TMI que foi afastado do estudo por só ter reticulado termicamente. A análise ATR-FTIR permitiu acompanhar o sucesso das reações de funcionalização e fotoreticulação. Para os materiais sintetizados foram avaliadas propriedades químicas, físicas, térmicas, mecânicas e biológicas. Os resultados obtidos indicam que todos os adesivos produzidos apresentaram uma capacidade de absorção de água moderada, dependente do pH do meio, do monómero funcional utilizado e do grau de reticulação das matrizes. A técnica SEM permitiu verificar que os materiais apresentavam estruturas coesas, uniformes e compactas. Para o adesivo de PLA modificado com LAR na proporção de 1:1 (PLALAR1: 1), a variação do tempo de irradiação UV conduziu a um aumento na porosidade do material. A análise TGA mostrou que os materiais são termicamente mais estáveis após fotoreticulação, com estabilidade à temperatura fisiológica e exibindo temperaturas de degradação de 205 a 251ºC. A técnica DSC permitiu verificar que a temperatura de transição vítrea de todos os pré-polímeros no estado líquido é negativa, logo favorável ao processo de fotopolimerização, sendo superior nos polímeros reticulados. A técnica DMTA permitiu também identificar as transições térmicas nestes materiais. Todos os adesivos demonstraram ser hidroliticamente instáveis quando incubados em PBS, em função do estado de reticulação das matrizes, do monómero funcional utilizado e da capacidade de absorção de água. Esta instabilidade permitiu concluir que os materiais são biodegradáveis, com potencial de absorção pelo organismo. Nos estudos de adesão in vitro verificou-se que todos os polímeros aderiram eficazmente ao substrato, com exceção de um produto. A energia de superfície de todos estes bioadesivos é inferior às das superfícies alvo (pele e sangue), o que permitiu concluir que serão capazes de aderir quando implantados no organismo. Nos ensaios de hemólise registou-se um carácter hemolítico, pelo que se sugere a realização de novos testes. Todavia os materiais apresentaram um carácter trombogénico, extremamente útil no processo de coagulação e cicatrização tecidual. Os estudos de viabilidade celular permitiram finalmente concluir que o melhor produto foi o PLA-LAR1:1, com valores de viabilidade celular acima de 85% nos tempos de incubação mais longos, pelo que se considerou biocompatível. O estudo da adesão bacteriana revelou que a maioria dos materiais apresentou características bactericidas, úteis na minimização de infeções. Face os resultados pode-se concluir que os adesivos de PLA sintetizados apresentam características promissoras para utilização em cirurgia. Em alguns casos serão necessários novos testes de caracterização biológica para confirmar a biocompatibilidade. De entre todos, o PLA-LAR1:1 teve o melhor desempenho em todas as propriedades avaliadas, considerando-se extremamente útil nas aplicações pretendidas. O Laromer LR 9000, que até ao momento nunca esteve associado à área médica, poderá vir a ter um futuro muito promissor em diferentes contextos clínicos quando associado ao PLA ou a outros biopolímeros.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias