ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Química Orgânica
Autores
Barros Ribeiro, T. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ) ; Valentim de Amorim, A.F. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ) ; Costa Siqueira, S.M. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ) ; Aragão dos Santos, B. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ) ; Nogueira Vieira, T.D. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ)
Resumo
O presente trabalho mostra uma avaliação qualitativa do Grau de Intumescimento da quitosana reticulada com o formaldeído e com o tripolifosfato de sódio. A reticulação de hidrogéis de quitosana pode ser dividida em duas classes: a reticulação química que se dá com a formação de ligações covalentes irreversíveis e a reticulação física que é formada por várias ligações reversíveis, como por exemplo, as interações iônicas. Sendo assim, fez-se um estudo comparativo a fim de analisar a estabilidade e seu grau de intumescimento. O estudo do comportamento dos géis obtidos após a reticulação mostrou que, a natureza do reticulante pode causar modificações na estrutura do biopolímero melhorando assim atributos já característicos da quitosana para uma melhor aplicação como biomaterial.
Palavras chaves
Quitosana; Hidrogel; Reticulantes
Introdução
A quitosana é um biopolímero natural obtido principalmente a partir da desacetilação alcalina da quitina, que constitui a maior fração do exoesqueleto de insetos e crustáceos (DHAWAN, K. e V. 2004), atualmente bastante utilizada na área biomédica, especialmente no transporte de diversos fármacos por causa de suas propriedades como biocompatibilidade, biodegradabilidade e baixa toxicidade. Os hidrogéis são estruturas poliméricas, hidrofílicas e tridimensionais, capazes de reter grandes quantidades de água ou fluídos biológicos. Um gel é um material polimérico capaz de inchar quando em contato com um solvente e reter quantidades significativas deste solvente em sua estrutura, sem se dissolver (RATNER e HOFFMAN, 1976). A modificação da estrutura química de biopolímeros tem o objetivo de conferir- lhes propriedades funcionais adicionais ou simplesmente melhorar atributos já característicos dos mesmos. A reticulação das cadeias poliméricas de quitosana é um tipo de modificação química que visa unir suas cadeias poliméricas, ou ainda, ligar suas cadeias às de outros polímeros gerando redes poliméricas híbridas (BERGER et al., 2004 a,b). Características como sua insolubilidade em água e em meio neutro, condições em que a maioria das enzimas fisiológicas exercem sua atividade, algumas modificações químicas na estrutura da quitosana são feitas a fim de melhorar a sua solubilidade em água, possibilitando, um aumento na aplicação deste polímero. Dessa forma, esse trabalho teve como objetivo a produção de hidrogéis de quitosana reticulados com formaldeído e com tripolifosfato de sódio para comparar e avaliar o grau de intumescimento dos géis para posterior utilização como sistema de liberação controlada de fármacos.
Material e métodos
Preparação e reticulação da quitosana A solução de quitosana foi preparada pela dissolução de 5,0 g de pó do polímero em 250 mL de uma solução recém-preparada de ácido acético (5% v/v). Na solução de quitosana/ácido acético foram adicionadas 12,5 mL de formaldeído, onde a solução permaneceu em agitação por um período de 24 horas para total homogeneização da solução.Para a reticulação da quitosana com Tripolifosfato de Sódio (TPP, à solução de quitosana/ácido acético foram adicionadas 23 mL de uma solução recém-preparada de tripolifosfato de sódio (2% m/v). Análise do Grau de Intumescimento do hidrogel as mostras do hidrogel de quitosana reticuladas com formaldeído e com tripolifosfato de sódio foram pesadas, em seguida deixadas em contato com 50 mL de água destilada por 24 horas. Transcorrido esse período o excesso de água foi retirado e as amostras foram pesadas novamente. Para a obtenção de melhores resultados os experimentos foram realizados em triplicatas.
Resultado e discussão
Preparação e Reticulação da quitosana com Formaldeído
A solução de quitosana obtida após a reticulação com formaldeído apresentou um
aspecto gelatinoso, bem rígido e coloração amarela, provavelmente em função da
formação das bases de schiff (ligação cruzada) que são iminas caracterizadas
pela ligação –HC=N– além de apresentar o pH igual a 3.
A mudança da solução para gel mostra que houve o estabelecimento de ligações
cruzadas entre as cadeias do polímero quitosana pelo agente de reticulação, de
tal modo a culminar na formação de uma rede contínua por todo o sistema.
Essa transição solução-gel é um fenômeno que ocorre entre os grupos aminas do
polímero, onde na reação com o formaldeído, forma-se inicialmente o N-metileno-
quitosana que, em seguida, reage com outra cadeia polimérica, formando a ligação
cruzada ( LABAMA, 1983).
Na avaliação do Grau de Intumescimento do Hidrogel de quitosana reticulada com
formaldeído, observou-se que em contato com a água intumesceu de forma
significativa, mudando sua coloração do amarelo para transparente. O alto
intumescimento do gel está relacionado com a concentração de grupos aminas não
reticulados na solução.
Na reticulação com tripolifosfato de sódio (TPP)
A solução de quitosana obtida apresentou uma pequena mudança na sua coloração e
um aumento na sua viscosidade ocasionada pela interação iônica entre as cargas
negativas e cargas positivas dos grupamentos amino da quitosana. Essa interação
ocorre com os grupamentos catiônicos da quitosana. Na avaliação do Grau de
Intumescimento, observou-se que uma menor quantidade de água foi absorvida,
provavelmente em decorrência de uma reticulação mais efetiva.
Conclusões
O estudo comparativo do comportamento dos hidrogéis de quitosana reticulada com formaldeído e tripolifosfato de sódio mostrou que a natureza do reticulante pode causar modificações na estrutura do biopolímero melhorando assim, atributos já característicos da quitosana, como também modificar o seu grau de intumescimento contribuído para uma melhor aplicação como biomaterial.
Agradecimentos
A Fundação Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico (FUNCAP) pelo incentivo financeiro e a Universidade Estadual do Ceará (UECE).
Referências
AMORIM, A. F. V. Preparação, caracterização e aplicação de derivados de quitosana. Tese (Doutorado em Química). Universidade Federal do Ceará, 2002.
BERGER, J., REIST, M., MAYER, J.M., FELT, O., GURNY, R; Structure and interactions in chitosan hydrogels formed by complexation or aggregation for biomedical applications, European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, Vol. 57, p. 35-52, 2004 a.
BERGER, J., REIST, M., MAYER, J.M., FELT, O., PEPPAS, N.A., GURNY, R; Structure and interactions in covalently and ionically crosslinked chitosan hydrogels for biomedical applications, European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, Vol. 57, p. 19-34, 2004 b.
DHAWAN, SINHA, SINGLA K., e V. Evaluation of Mucoadhesive Properties of Chitosan Microspheres Prepared by Different Methods. University Institute of Pharmaceutical Sciences, India, Panjab University, Chandigarh, 2004.
LABAMA, S. S.; Encyclopaedia of Polymer Science and Engeneering, Ed. Willey Intersci. 1983, Vol 4, p 356.
MARCONI F. Ginani, Marco V. NAVARRO, Ednaldo G. do Nascimento, e UAZIR O. B. de Oliveira. Estudo da influência da natureza de reticulantes e aditivos orgânicos sobre o comportamento de géis de quitosana. Artigo Científico - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, RN. 1999.
RATNER, B. D.; HOFFMAN, A. "S. Synthetic Hydrogel for Biomedical Applications. Hydrogels for Medical and related applications”. p. 1-36, 1976.
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