Estudo das interações laponita-polifosfato para obtenção de coacervados - Salvador, Elane da Silva (2022)
O desenvolvimento de biomateriais com propriedades biológicas e estruturais para aplicabilidades na Engenharia de Tecidos e Medicina Regenerativa (TERM) tem como desafio a presença de componentes biocompatíveis na sua matriz, apresentar característica de shear-thinning e ser capaz de manter sua integridade estrutural quando inseridos em um microambiente fisiológico. A presente pesquisa tem como objetivo explorar a síntese de novos materiais envolvendo o sistema Laponita-polifosfato (LRD-polyP), com o intuito de desenvolver coacervados que possam ser utilizados em aplicações futuras na medicina regenerativa. Foram exploradas a adição de cátion divalente e metanol aos clusters de LRD-polyP, a fim de promover a coacervação do sistema. Usando espectroscopia de relaxação dielétrica, foram avaliadas as propriedades elétricas diretamente relacionadas à estrutura molecular de todos os materiais em estudo. No que se refere aos sistemas Laponita-polifosfato-cálcio (LRD-polyP-Ca2+), as amostras foram caracterizadas usando outras análises como a Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA) e reologia. Os resultados obtidos mostraram através de observações visuais que as soluções de polyP na presença de Ca2+ formam um precipitado denso e viscoso, denominado coacervados. Já os clusters LRD-polyP na presença de íons de cálcio sofrem a separação de fases líquido-líquido, com precipitação de flocos brancos. A razão de concentração [P]/[Ca2+] foi um fator determinante na formação de géis fracos e coacervados. Quanto à presença do metanol, foi observada a formação de um gel fraco de aparência turva. Através da análise termogravimétrica foi possível observar que as amostras apresentam uma ótima estabilidade térmica, sendo resistente a altas temperaturas. As análises reológicas revelaram que os materiais apresentaram propriedades de shear-thinning e que o aumento na concentração de Ca2+ e Laponita, trouxe melhorias para propriedades mecânicas desses materiais. Através da análise de espectroscopia de relaxação dielétrica foi possível verificar melhorias nos caminhos de condução e na condutividade dos materiais. Para as amostras LRD-polyP-Ca2+, a condutividade exibiu um aumento à medida que as concentrações de Ca2+ aumentaram e manteve-se praticamente inalterável com o aumento na concentração de Laponita e polifosfato. A relaxação dielétrica da permissividade para as amostras em que houve aumento de Ca2+ mudou para frequências mais altas, indicando uma maior dinâmica de prótons do portador de carga. Em relação ao sistema LRD-polyP na presença de metanol, houve uma diminuição da constante dielétrica da solução à medida que se aumentou a concentração de metanol, implicando na diminuição da condutividade iônica e revelando o efeito de desidratação do sistema. Os biomateriais para regeneração de tecidos devem ter boas propriedades de condução iônica, apresentar componentes biocompatíveis, resistência mecânica e estrutural, sendo capazes de manter sua integridade estrutural após ser injetado num meio fisiológico. Os sistemas baseados nas interações LRD-polyP na presença do cálcio apresentaram características intrísecas de biomateriais injétaveis, tornando-os promissores para aplicações na engenharia de tecidos.