Desenvolvimento de filmes assimétricos de quitosana

Abstract

A quitosana é um biopolímero proveniente de fontes renováveis que se destaca devido à biocompatibilidade, biodegradabilidade e não toxicidade. Filmes assimétricos de quitosana se mostram como uma interessante alternativa para sua aplicação como curativos frente aos filmes densos comerciais, uma vez que a presença de poros propicia a troca de fluidos entre a pele e o curativo e, ao mesmo tempo, evita a entrada de microrganismos patogênicos. Na formação de filmes porosos assimétricos, é necessária uma caracterização detalhada do material, assim como o conhecimento do comportamento termodinâmico do mesmo em solução, constituindo o objetivo deste trabalho. A quitosana comercial foi purificada utilizando a liofilização como método de secagem, o grau de desacetilação determinado foi de 91 % e sua estrutura química foi confirmada por análises de FTIR. O diagrama ternário do sistema quitosana/solução aquosa de ácido acético/solução aquosa de hidróxido de sódio foi determinado pelo método de titulação de ponto de nuvem nas temperaturas de 30 e 50 °C. Com o aumento da temperatura ficou evidente a diminuição da região heterogênea do diagrama. Os resultados do diagrama de fases mostraram que o sistema estudado tem potencial para a formação de filmes porosos assimétricos pelo método de precipitação por imersão. Os poros formados apresentaram morfologia lamelar e o aumento da concentração de quitosana de 3 para 5 % (m/m) resultou em filmes com poros menores e melhores propriedades mecânicas. As análises de MEV, FTIR e TGA dos filmes mostraram a presença do sal de acetato de sódio na estrutura, indicando a necessidade de acrescentar uma etapa de lavagem/neutralização na metodologia de preparo dos filmes. O melhor processo de remoção dos resíduos foi a imersão dos filmes em água após a etapa do banho de precipitação, antes da secagem por liofilização. Os filmes formados apresentaram morfologia dos poros assimétrica, estabilidade térmica e estrutura química similares à quitosana purificada. Desta forma, os filmes produzidos neste trabalho apresentam potencial aplicação na área biomédica.

Chitosan is a biopolymer from renewable sources that stands out due to its biocompatibility, biodegradability and non-toxicity. Asymmetric chitosan films are an interesting alternative for application as dressings compared to commercial dense films, since the presence of pores facilitates the exchange of fluids between the skin and the dressing and, at the same time, prevents the entry of microorganisms pathogenic. Towards the formation of asymmetrical porous films, a detailed characterization of the material is necessary, as well as knowledge of its thermodynamic behavior in solution, constituting the objective of this work. Commercial chitosan was purified using lyophilization as a drying method, the degree of deacetylation determined was 91 % and its chemical structure confirmed by FTIR analysis. The ternary diagram of the chitosan/aqueous acetic acid solution/aqueous sodium hydroxide solution system was determined by the cloud point titration method at temperatures of 30 and 50 °C. With the increase in temperature, a decrease in the heterogeneous region of the diagram was evident. The phase diagram results showed that the studied system has potential for the formation of asymmetric porous films by the immersion precipitation method. The formed pores showed lamellar morphology and the increase of chitosan concentration from 3 to 5% (m/m) resulted in films with smaller pores and better mechanical properties. The SEM, FTIR and TGA analyzes of the films showed the presence of sodium acetate salt in the structure, indicating the need to add a washing/neutralization step in the film preparation methodology. The best residue removal process was the immersion of the films in water after the precipitation bath step, before drying by lyophilization. The formed films showed asymmetrical pore morphology, thermal stability and chemical structure similar to purified chitosan. Thus, the films produced in this work have potential application in the biomedical area.