Obtenção de fibras eletrofiadas de poli(ácido láctico) com nanopartículas de óxido de zinco para uso como potencial material antiviral em máscaras faciais

Abstract

Na atual conjuntura da pandemia de COVID-19, a alta demanda por metodologias não farmacológicas para prevenção e contenção da propagação do novo coronavírus (Sars Cov-2), como o hábito da utilização de máscaras faciais levou ao alto consumo destes produtos, e uma elevada geração de resíduos. Sendo assim, há uma necessidade de se trabalhar técnicas e materiais para aliar melhores condições de combate e retenção destes agentes, bem como garantir a sustentabilidade do produto. Dessa maneira, o presente estudo tem por interesse utilizar a técnica de eletrofiação para fabricação de membranas de poli(ácido láctico) (PLA) com a dispersão de um agente antiviral, nanopartículas de óxido de zinco (NPsZnO), visando o uso em máscaras faciais. Para obtenção de uma membrana de PLA com fibras de dimensões submétricas com NPsZnO, foram preparadas soluções poliméricas de PLA, utilizando solventes orgânicos, com concentração polimérica de 22%m. As NPsZnO foram incorporadas a solução polimérica, nas proporções mássicas de 1, 2, 4 e 6%m, em dispersão via banho de ultrassom em tempos de 30 e 60 min. As soluções poliméricas com e sem as NPsZnO foram processadas por eletrofiação, em parâmetros constantes de distância entre coletor e agulha (15 cm), vazão de alimentação da solução (1,34 mL/h) e tensão aplicada (10 kV). As NPsZnO, caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), apresentam partículas individuais esféricas com distribuição de diâmetros entre 30-90nm e diâmetro médio de 54 ± 10 nm. As micrografias das membranas, sugerem um aumento diâmetro médio com a proporção de ZnO, as amostras com 2%m NPsZnO apresentaram melhor uniformidade e menor incidência de defeitos. Os espectros de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) indicam que a presença das nanopartículas (NPs) não altera o espectro de absorção característico do PLA. Contudo, as análises térmicas de TGA sugerem uma diminuição da estabilidade térmica das amostras com o aumento da concentração de ZnO. As análise de calorimetria diferencial de varredura (DSC) revelaram que a incorporação de ZnO tende a diminuir a temperatura de transição vítrea (Tg) e temperatura de fusão (Tm) da matriz de PLA. O caráter hidrofóbico da membrana de PLA é mantido, mesmo com a adição máxima de 6%m de ZnO. Por fim, as propriedades mecânicas obtidas por ensaio de tração mostraram que as membranas de PLA contendo 2%m de ZnO presentaram valores de tensão máxima (2MPa) similar a amostra controle e superiores as amostras contendo frações mássicas de 1, 4 e 6%m de ZnO. Assim, foi possível adquirir membranas promissoras com a incorporação de NPs e com possibilidade de prosseguir com aprimoramento e novas caraterizações para aplicação como material multifuncional a máscaras faciais.

In the current situation, such as the high demand for medicines for the methodology of the pandemic prevention methodology, it does not include the consumption of new COVID-19 products, with the custom of using these masks and led to a mask greater generation of profits. Therefore, there is a need to work on techniques and materials to combine better conditions for combating these agents, as well as guaranteeing the sustainability of the product. In this way, the use of the topic of interest in the technique of fabrication of polyacid membranes (PLA) with a dispersion of an antiviral agent of zinc oxide (NPsZnO), aiming at the study of its use in facial faces . In order to guarantee a PLA membrane with fibers of submetric dimensions with NPsZnO, polymeric solutions of PLA were prepared, using organic solvents, with a polymeric concentration of 22%. As NPsZnO 2 , they were incorporated into the polymeric solution, in the most mass proportions of 1, 4 and 6% m, in dispersion via ultrasound in bath times30 and 60 min. As polymeric solutions with and without as NPZ were processed by electrospinning, in parameters of distance between collector and needle (15 cm), the power supply of the solution (1.34 mL/h) and applied voltage (10 kV). As NPsZnO, they form 1 by scanning electron microscopy (SEM), they form individuals and spherical with diameter distribution between 30-90nm and mean diameter of 54 ± nm. As a micrograph of the diameters, report an average increase with a proportion of ZnO, as a sample with 2%m NPsZnO showed better uniformity and lower incidence of failures. The presence of spectroscopy in the infrared spectrum by Fourier transform (FTIR) indicates that the presence of nanoparticles (NPs) does not change the characteristic characteristic of PLA. Since the TGA offers greater thermal stability, the confidence of the TGA increases reliability. As analysis of calorimetry analysis (DSCimetry) the differential transition to the incorporation of ZnO tends to decrease the glass temperature) and the melting temperature (Tm) of the PLA matrix. The hydrophobic character of the PLA membrane is maintained, even with a maximum addition of 6% ZnO. Per membrane, as larger samples and similar maximum stress plaza test samples, containing 2 control properties containing the content of 1.4 and 6% as samples containing 1.4 and 6% as samples of 1.4 and 6% of ZnO. Thus, the membrane was acquired as an incorporation of NPs and with the possibility of possible use with improvement and characteristics for new multifunctional masks of material.