Síntese de celulose enxertada com polietilenoglicol e desenvolvimento de filmes

Abstract

Resumo: Dispositivos biomédicos podem promover processos indesejáveis de adesão e formação de trombos, quando em contato com células ou proteínas. A fim de minimizar esta problemática, muitos estudos estão em desenvolvimento visando a produção de filmes finos nanoestruturados capazes de revestir tais dispositivos implantáveis, sendo o filme então uma interface antiaderente entre o dispositivo e a célula. Este trabalho consiste em enxertar o polietilenoglicol (PEG) em nanocelulose bacteriana (NCB) por meio da reação de peguilação e produzir filmes com propriedades hidrofílicas. Foram produzidas 6 amostras com PEG de massa molar 200 g.mol-1, 300 g.mol-1 e 400 g.mol-1, com proporções de substiuição teóricas de 1:1 e 1:2. O produto da reação NCBm-PEG, foi confirmado por espectroscopia de Resssonância Magnética Nuclear de estado sólido (RMN). Foram realizadas análises termogravimétricas e de difração de raios-X (DRX), que demonstraram que houve diferença significativa na cristalinidade dos derivados NCBm-PEG em relação a NCBm, sugerindo assim degradação de regiões amorfas dos derivados peguilados. Na sequencia foram produzidos filmes por "sping-coating", para esses foi medido o ângulo de contato, bem como a energia livre de superfície. E pelos resultados, pode-se observar um aumento do componente polar, bem como redução do componente dispersivo, da energia livre de superfície, indicando que os filmes de NCBm-PEG apresentam-se mais hidrofílicos que o material inicial (NCB). Foi feita a deposição de fibronectina de plasma bovino sobre os filmes, e a topografia desses foi avaliada por microscopia de força atômica (AFM), cuja morfologia mostrou uma baixa adsorção da proteína em filmes de NCBm-PEG, em relação à NCB. Assim, os derivados de NCBm-PEG apresentam propriedades mais hidrofílicas e podem ser potenciais candidatos em sistemas implantáveis, impedindo o processo de adesão celular.

Abstract: Biomedical devices may promote undesirable processes of adhesion and thrombus formation when in contact with cells or proteins. To minimize this problem, many studies are aimed at developing the production of nanostructured thin films capable of coating implantable devices, forming a nonstick interface between the device and the cell. In this work it was grafted polyethylene glycol (PEG) in bacterial nanocelulose (BNCm) through pegylation reaction and production of films with hydrophilic properties. It was generated 6 samples with PEG, with different molar ratio of 200 g.moL-1, 300 g.moL-1 and 400 g.moL-1, with theoretical ratios of 1:1 and 1:2. The reaction product BNCm-PEG was confirmed by proton Nuclear Magnetic Resssonance (NMR) and solid state NMR. Thermogravimetric and X- ray diffraction (XRD) analyzes were performed, and demonstrated a significant difference in crystallinity of BNCm-PEG derivatives with respect to BNC, suggesting degradation of amorphous regions of BNCm-PEG grafted samples. After, the films were produced using sping-coating, and further was measured the contact angle and the surface free energy. As the results produced, can be observe an increase in the polar component, as well as reducing the dispersive component, of the surface free energy, indicating that the films of BNCm-PEG are more hydrophilic than the starting material (BNC). Deposition of bovine plasma fibronectin on the films, and the topographycal analysis using atomic force microscopy (AFM), showed a low adsorption of protein onto films of BNCm-PEG, compared to BNC. Thus, the BNCm- PEG derivatives exhibit a more hydrophilic properties and may be a potential candidates to coating implantable devices, preventing the process of cell adhesion.