Realizado em Goiânia/GO, de 04 a 06 de Setembro de 2017.
ISBN: 978-85-85905-20-0
TÍTULO: Síntese de PLGA por Policondensação Direta Utilizando Compósitos de Copolímero Estireno-Divinilbenzeno/Polianilina como Catalisadores.
AUTORES: Gomes. B, N. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS) ; Oliveira.s, I. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS) ; Rabelo, D. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS)
RESUMO: Compósito de copolímero estireno-divinilbenzeno (Sty-DVB) com polianilina
reticulada foi utilizado como catalisador na síntese de Poli(ácido l-
láctico-co-
ácido glicólico) (PLGA) por meio de policondensação direta dos monômeros em
proporções molares 85/15 e 50/50 em altas temperaturas. Compósitos tratados
com
SnCl2 na superfície apresentaram atividade catalítica superior aos
compósitos não
tratados indicada pelo aumento da massa molar do PLGA produzido. O compósito
Sty-
DVB/Pani tratado foi o catalisador mais ativo na policondensação devido à
presença
de óxido de estanho IV. O processo foi otimizado avaliando parâmetros
importantes
que influenciam na massa molecular dos PLGA’s como temperatura, tempo e
quantidade
de catalisador.
PALAVRAS CHAVES: PLGA; Policondensação; Compósitos Sty-DVB/Pani
INTRODUÇÃO: A classe de polímeros sintéticos biodegradáveis e bioreabsorvíveis que mais
se destaca em importância tecnológica é dos poli(α–ésteres) ou poli(α–
hidroxiácidos carboxílicos), por serem decompostos em moléculas menores
como água e CO2 com total eliminação pelo organismo sem efeitos colaterais.
(BARBANTI, S. H.,[et][al], p. 13 – 21; 2005).
Poli(ácido láctico) (PLA) e seus copolímeros com ácido glicólico são
exemplos de poli(α–ésteres) utilizados em aplicações biomédicas como
carreadores de fármacos, confecção de próteses, matrizes para a regeneração
de tecidos, entre outros. (RIBEIRO, C. M. C.; RABELO, D., 2014. TIAN, H.,
[et][al], p. 237 – 280, 2012. CARRIO, A.,[et][al] p 113, 1995).
A vantagem de se utilizar poli(ácido láctico-co-ácido glicólico) (PLGA) é
devido ao fato deste copolímero possuir propriedades intermediárias entre
PLA e o poli(ácido glicólico)(PGA), de forma que características específicas
como a velocidade de biodegradação pode ser controlada pela razão molar
entre os monômeros LA/GA. (GENTILE, P., [et][al], p. 3640 – 3659; 2014.
ENGINEER, C, [et][al]p. 328-334; 2011).
Em geral, o PLGA é sintetizado por polimerização por abertura de anel dos
dímeros cíclicos do ácido láctico (LA) e do ácido glicólico (GA). As
principais desvantagens desta metodologia é o alto custo dos dímeros que são
difíceis de purificar e o uso de catalisadores homogêneos que contaminam o
produto final. (PORJAZOSKA, A., [et][al], p.215-229, 2004. OLIVEIRA, L. F;
RABELO. D, 2014.)
Neste trabalho, PLGA foi sintetizado através de policondensação direta dos
monômeros LA e GA utilizando-se catalisadores heterogêneos para reduzir os
custos e a contaminação do produto final.
MATERIAL E MÉTODOS: Síntese e tratamento do Compósito Sty-DVB/Pani
O copolímero Sty-DVB foi preparado por polimerização em suspensão e a
polianilina foi prepara na superfície do mesmo de acordo com metodologia
descrita por (MOURA, B. H. F,[et][al],p. 1255 -1261, 2013). O compósito foi
tratado com dispersão aquosa SnCl2.2H2O. Os compósitos originais e tratados
foram caracterizados por difração de raios X, FTIR e análise de teor de Sn.
Síntese do PLGA
Em um balão de três vias, adicionou-se ácido glicólico 70% e ácido L-lático
85% numa proporção 50/50, a solução foi aquecida em um banho de areia e
mantida sob pressão entre 380 e 450 mbar a 100°C em um período de 3,5
horas para a retirada da água. Após a retirada da água, foi adicionado o
catalisador, e assim aumentou-se a temperatura para a polimerização a 150 oC
reduzindo a pressão para faixa de 180 a 250 mbar com um tempo de 24 h. Após
a policondensação, o copolímero foi solubilizado em acetona durante 30 min
em 70°C e logo depois filtrado à vácuo. Seguido disso, a solução foi
precipitada em água com baixa temperatura, sob agitação mecânica. O PLGA é
filtrado à pressão reduzida, levado para secagem sob vácuo por 12 horas.
Após a secagem o PLGA foi armazenado em freezer a - 5°C. A temperatura e o
tempo de polimerização, bem como, a quantidade e o tipo de catalisador foram
variados para se observar os efeitos nas propriedades do PLGA. O PLGA foi
caracterizado por medida da viscosidade inerente, rendimento, FTIR e
difração de raios-X.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na caracterização por difração de raios X, o catalisador sem tratamento com
SnCl2 apresentou um pico largo em torno de 19°, devido o suporte polimérico
ter características amorfa. Já o suporte polimérico, após tratamento com
SnCl2, apresentou picos característicos de óxido de estanho IV (SnO2):
26,6°, 33,8° e 51,4° correspondentes aos planos (110), (101) e (211),
respectivamente.
O PLGA 1 com razão 85/15 preparado com compósito sem tratamento como
catalisador apresentou viscosidade inerente 0,033 dLg-1, enquanto o PLGA 2
preparado com o compósito tratado com SnCl2 apresentou viscosidade inerente
de 0,180 dLg-1. Isto pode ser explicado pela presença de SnO2 no compósito
tratado que teve um efeito catalítico extra em relação ao efeito dos grupos
ácidos da Pani. Para o PLGA 50/50 preparado com o mesmo tempo e o
catalisador tratado a viscosidade inerente foi de 0,099 dLg-1. O aumento da
proporção de GA reduziu a viscosidade inerente devido a menor reatividade
desse monômero em relação ao LA. O aumento do tempo de policondensação
aumentou a viscosidade inerente do PLGA 50/50 alcançando um valor de 0,160
dLg-1 em 72 horas de reação.
Com o aumento da temperatura na síntese do PLGA 50/50 houve um aumento da
viscosidade inerente e do rendimento do produto obtido. A variação da
quantidade de catalisador entre 0,5 e 3% indicou um aumento da viscosidade
do PLGA 50/50 de 0,099 a 0,138 dLg-1. Embora ocorra um aumento da
viscosidade o PLGA 50/50 apresentou um escurecimento na síntese com 3 % de
catalisador tratado com SnCl2 indicando que houve contaminação do produto
final. Como a viscosidade inerente é proporcional à massa molar pode-se
dizer que o aumento do tempo de reação, da temperatura e da quantidade de
catalisador aumentou a massa molar do PLGA 50/50.
Difratogramas de raios X
Catalisadores tratados com e sem a solução de
SnCl2.H2O e PLGA’s com razão monoméricas de 85/15.
Espectros na região do infravermelho
Catalisadores tratados com e sem a solução de
SnCl2.H2O e PLGA’s com razão monoméricas de 85/15.
CONCLUSÕES: Os PLGA sintetizados por policondensação direta com o catalisador heterogêneo
com óxido de estanho incorporado apresentaram massas molares comparáveis a de
polímeros comerciais. O aumento do tempo e da temperatura favoreceu o aumento
da viscosidade inerente. A utilização de 1% de catalisador é mais viável na
síntese, visto que os aumentos da massa molar para 1,5 e 2% não foram
significativos e para 3 % houve contaminação do produto final. A possibilidade
de recuperação e reutilização dos catalisadores permitirá o desenvolvimento de
processos economicamente favoráveis para síntese de PLGA.
AGRADECIMENTOS: REDE-CO-NANO, CNPq, CAPES, IQ-UFG.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BARBANTI, S. H.; ZAVAGLIA, C. A. C.; DUEK, A. R.; Polímeros Bioreabsorvíveis na Engenharia de Tecidos; Polímeros: Ciência e Tecnologia; vol. 15; 1; p. 13 – 21; 2005.
CARRIO, A.; SCHWACH, G.; COUDANE, J.; VERT, M.; Preparation and degradation of surfactant free PLGA microspheres; J. Contr. Release, 37, 113, 1995.
ENGINEER, C; PARIKH, J.; RAVAL, A.; Effect of copolymer ratio on hydrolytic degradation of poly(lactide-co-glycolide) from drug eluting coronary stents; Engineering Research and Design; 89; 328-334; 2011.
GENTILE, P.; CHIONO, V.; CARMAGNOLA, I.; HATTON, P. V.; Na Overview of Poly(lactic-co-glycolic) Acid(PLGA) – Based Biomaterials for Bone Tissue Engineering; International Journal of Molecular Sciences; 15; 3640 – 3659; 2014.
MOURA, B.H.F.; ASSIS, R.H.B.; FRANCO, P.I.B.M. ; ANTONIOSI FILHO, N.R. ; RABELO, D.; Synthesis and characterization of composites based on polyaniline and styrene–divinylbenzene copolymer using benzoyl peroxide as oxidant agente. Reactive & functional polymers. v. 73, 1255 -1261, 2013.
OLIVEIRA, L. F; RABELO, D; Síntese e Caracterização de catalisadores para obtenção do copolímero de Poli (ácido l-láctico-co-ácido glicólico) por Policondensação Direta. Tese (Doutorado em Química); Universidade Federal de Goiás; 2014.
PORJAZOSKA, A.; GORACINOVA, K.; MLADENOVSKA, K.; GLAVAS, M.;SIMONOVSKA, M.; JANJEVIC, E. I.; CVETKOVSKA, M.; Poly(lactide-coglycolide) microparticles as systems for controlled release of proteins – Preparation and characterization; Acta Pharm; 54; 215-229; 2004.
RIBEIRO, C. M. C.; RABELO, D; Síntese e Caracterização de Polímeros Biodegradáveis para a liberação controlada de Dexametasona. Tese ( Doutorado em Química) – Instituto de Química; Universidade Federal de Goiás; 2014.
TIAN, H.; TANG, Z.; ZHUANG, X.; CHEN, X.; JING, X.; Biodegradable synthetic polymers: Preparation, funcionalization and biomedical application; Progress in Polymer Science; 37; p. 237 – 280; 2012.