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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Copolímeros anfifílicos em bloco : síntese, caracterização e aplicação em biomateriais
Title Alternative: Amphiphilic block copolymers : synthesis, characterization and application in biomaterials
Author: Loiola, Livia Mesquita Dias, 1987-
Advisor: Felisberti, Maria Isabel, 1959-
Abstract: Resumo: Este trabalho tem como objetivo a síntese, a caracterização e a aplicação de copolímeros anfifílicos triblocos e pentablocos, baseados em poli(L-lactídeo) (PLLA) e em poliéteres de óxido de etileno e óxido de propileno, PEO, PEO-b-PPO-b-PEO, PPO-b-PEO-b-PPO e PEO-ran-PPO, como biomateriais na forma de nanocompósitos e de arcabouços carreadores de fármacos. Os copolímeros foram sintetizados via polimerização por abertura de anel do L,L-lactídeo, utilizando-se poliéteres com distintas composições e arquiteturas como macroiniciadores. Estes copolímeros combinam as características antagônicas de seus blocos, como hidrofilicidade/hidrofobicidade e flexibilidade/rigidez. Além disso, os blocos das pontas de cadeia dos copolímeros, constituídos por PLLA, cristalizam e impedem a cristalização dos blocos poliéteres centrais. A hidrofilicidade dos copolímeros, avaliada em ensaios de intumescimento e molhabilidade em água, apresenta uma estreita relação com o teor de PEO nos materiais, podendo ser modulada por ambos: arquitetura e composição dos copolímeros. Ensaios de citotoxicidade revelaram a adesão e a proliferação celular sobre a superfície de filmes dos copolímeros. Valendo-se da natureza anfifílica desses copolímeros, nanocompósitos foram preparados pela dispersão de nanohidroxiapatita, uma carga hidrofílica. A dispersão da carga foi realizada em suspensão de benzeno, seguida de liofilização e termomoldagem por injeção em corpos de prova cilíndricos e retangulares. A fase hidrofílica dos copolímeros contribuiu de forma efetiva para a dispersão uniforme e para a adesão da carga à matriz polimérica. As propriedades mecânicas dos nanocompósitos foram determinadas por dois efeitos antagônicos associados à introdução de uma carga rígida de reforço e à diminuição do grau de cristalinidade, resultando em ligeiro aumento do módulo e da dureza. Por fim, arcabouços poliméricos anfifílicos foram eletrofiados na presença e na ausência de fármacos modelos hidrofílico e hidrofóbico. A natureza anfifílica dos copolímeros capacitou-os a encapsular ambos os fármacos, porém a eficiência de encapsulamento e o mecanismo de liberação dos fármacos em meio aquoso e a pH 7,4 mostraram-se dependentes principalmente da afinidade copolímero/fármaco. Os copolímeros, assim como seus nanocompósitos com nanohidroxiapatita e arcabouços carreadores de fármaco, apresentam potencial para aplicação como biomateriais, cujas propriedades podem ser amplamente moduladas para uma determinada aplicação

Abstract: The purpose of this work is the synthesis, characterization and application of triblock and pentablock amphiphilic copolymers, based on poly(L-lactide) (PLLA) and polyethers of ethylene oxide and propylene oxide: PEO, PEO-b-PPO-b-PEO, PPO-b-PEO-b-PPO and PEO-ran-PPO, as nanocomposites and drug carrier scaffolds biomaterials. The copolymers were synthesized by ring-opening polymerization of L-lactide applying polyethers with distinct compositions and architectures as macroinitiators. These copolymers combine the antagonistic characteristics of their blocks, such as hydrophilicity/hydrophobicity and flexibility/stiffness. In addition, the end blocks of the copolymers, composed of PLLA, crystallize and prevent the central polyether blocks crystallization. The hydrophilicity of the copolymers was evaluated by water swelling and wettability tests, and it is closely related to the PEO content in the materials and can be modulated by copolymers both architecture and composition. Cytotoxicity assays revealed cell adhesion and proliferation on the copolymers films surfaces. Making use of the amphiphilic nature of these copolymers, nanocomposites were prepared by the dispersion of the hydrophilic filler nanohydroxyapatite. The filler dispersion was carried out in benzene suspensions, followed by freeze-dry and injection molding process, and cylindrical and rectangular specimens of the nanocomposites were obtained. The copolymers hydrophilic phase effectively contributed to the filler both uniform dispersion and adhesion to the polymeric matrix. The mechanical properties of the nanocomposites were determined by two antagonistic effects associated with the introduction of a rigid reinforcing filler and with the decrease of the crystallinity degree, resulting in a slight increase in elastic modulus and hardness. Finally, amphiphilic polymeric scaffolds were electrospun with and without the hydrophilic and hydrophobic model drugs addition. The amphiphilic nature of the copolymers enabled them to encapsulate both drugs; however the drugs encapsulation efficiency and release profile in aqueous medium at pH 7.4 were mainly dependent on the copolymer/drug affinity. The copolymers, as well as their nanocomposites with nanohydroxyapatite and drug carrier scaffolds, present the potential to be applied as biomaterials, whose properties can be widely modulated for a specific application
Subject: Copolímeros anfifílicos
Copolímeros em bloco
Nanocompósitos (Materiais)
Arcabouço polimérico
Biomateriais
Editor: [s.n.]
Citation: LOIOLA, Livia Mesquita Dias. Copolímeros anfifílicos em bloco: síntese, caracterização e aplicação em biomateriais. 2017. 1 recurso online ( 190 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/322259>. Acesso em: 1 set. 2018.
Date Issue: 2017
Appears in Collections:IQ - Tese e Dissertação

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