Síntese de hidrogéis constituídos de PLA-PEG-PLA e gelatina obtidos por polimerização fotoquímica

Abstract

Neste trabalho hidrogéis constituídos de copolímeros tribloco poli(lactídeo-b-etileno glicol-b-lactídeo) (PLA-PEG-PLA) foram preparados visando aplicação na área biomédica e farmacêutica. Para isto, copolímeros de PLA-PEG-PLA foram sintetizados com diferentes proporções mássicas entre D,L-lactídeo:PEG (2:1, 1:1, 0,8:1 e 0,5:1) através de polimerização por abertura de anel do monômero D,L-lactídeo empregando PEG com massas molares de 4.600g.mol-1 e 20.000 g.mol-1, como macroiniciador. As massas molares dos copolímeros foram determinadas por RMN de 1H e SEC e mostraram que os valores obtidos estão próximos aos valores teóricos calculados quando utilizou-se o PEG de 4.600 g.mol-1. As análises de TGA mostraram que as proporções entre PLA:PEG na composição dos copolímeros apresentaram valores próximos às utilizadas nas reações, enquanto que as análises de DSC mostraram que o aumento da cadeia de PLA na estrutura influenciou na cristalização dos copolímeros. Os copolímeros foram modificados com grupos reticulantes utilizando anidrido metacrílico, assim como o PEG. A modificação pôde ser observada por RMN de 1H, pelo aparecimento do sinal dos hidrogênios da dupla ligação em 5,5 ppm e 6,25 ppm Para a preparação dos hidrogéis é necessário que o polímero seja solúvel em meio aquoso. Desta forma, o copolímero escolhido foi o de proporção 0,8:1 com PEG de 4.600g.mol-1. Os hidrogéis foram preparados por polimerização fotoquímica e caracterizados por compressão e grau de intumescimento. Além dos hidrogéis de PEG e de PLA-PEG-PLA, também foram preparados hidrogéis de copolímeros adicionando 1% de gelatina. Os hidrogéis preparados com o PEG modificado mostraram maior rigidez quando comparados aos demais e o hidrogel contendo gelatina apresentou maior capacidade de deformação. Os valores referentes ao grau de intumescimento dos hidrogéis se mostraram muito próximos, sendo que os hidrogéis de PLA-PEG-PLA apresentaram valores maiores que o os hidrogéis de PEG e copolímero contendo gelatina.

In this work, PLA-PEG-PLA triblock copolymers were synthesized in order to prepare hydrogels by photopolymerization for further applications in regenerative medicine and pharmaceuticals. The PLA-PEG-PLA copolymers were synthesized by ring opening polymerization of D,L-lactide using PEG (4,600 g.mol-1 and 20,000 g.mol-1) as initiator with ratios of D,L-lactide:PEG of 2:1, 1:1, 0.8:1 and 0.5:1 (w/w). The molecular weight of copolymers were determined by 1H NMR and SEC and showed values next to the theoretical values when PEG of 4,600 g.mol-1 was used as initiatior. The composition of copolymers were determined by TGA and the results obtained were identical from D,L-lactide:PEG feed ratio. Increasing the amount of PLA affected the crystallization of copolymers, as evidenced by DSC analysis. Methacrylic anhydride was used to modify the copolymers and PEG by introduction of reactive groups. The functionalization was confirmed by 1H NMR by the presence of olefinic hydrogens from C=C bond of methacrylate group in 5.5 ppm and 6.2 ppm. The main requirement for preparation of hydrogels is its solubility in water. Thus, the hydrogels were prepared with copolymer containing the ratio PLA:PEG of 0.8:1, synthesized from PEG of 4,600 g.mol-1, and characterized by compression and swelling degree. Hydrogels were obtained by photopolymerization of modified PEG, PLA-PEG-PLA and PLA-PEG-PLA containing 1 % gelatin. PEG hydrogels showed higher stiffness compared to others and hydrogels containing gelatin showed greater deformation capacity. The values for swelling degree of hydrogels were very close, but PLA-PEG-PLA hydrogels showed greater capacity for water content.