Obtenção de filamentos de alginato de cálcio com óxido de zinco para aplicações biomédicas

Abstract

Os fios de sutura absorvíveis são altamente valorizados em diversas aplicações médicas. No entanto, existem poucas alternativas aos fios de origem animal que ofereçam elevada biocompatibilidade e causem baixa reação tecidual. Nesse contexto, polímeros naturais como o alginato, demonstramse materiais promissores para a criação de fios de sutura, devido suas propriedades de biocompatibilidade e baixa toxicidade. Sua principal limitação, no entanto, são suas propriedades mecânicas, que precisam ser melhoradas para tal aplicação. Nesse contexto, as nanopartículas de óxido de zinco (ZnO) apresentamse como um aditivo promissor para a formação de estruturas nanocompósitas, pois além de possibilitar a melhoria das propriedades mecânicas, pode conferir funcionalidades, como atividade antimicrobiana e absorção de radiação ultravioleta. Diante do exposto, este trabalho tem como objetivo a obtenção de filamentos de alginato de cálcio com incorporação de óxido de zinco, pelo método de fiação a úmido, utilizando diferentes concentrações de alginato (2 %, 3 %, e 5 % m/v) e nanopartículas de ZnO (1 %, 2,5 % e 5 %). A pesquisa busca avaliar as propriedades mecânicas, morfológicas, capacidade de absorção, perda de massa, reflectância e atividade antimicrobiana dos filamentos nanocompósitos, além de analisar a influência de diferentes concentrações do plastificante glicerol (5 % e 10 %) nas propriedades mecânicas dos filamentos obtidos. Os resultados apontam um aumento na densidade linear e da tensão de ruptura com o aumento da concentração de alginato. A concentração de 3 % de alginato foi selecionada para a obtenção dos filamentos nanocompósitos com ZnO e todas as proporções resultaram em microestruturas densas e uniformes. Verificase que incorporação de ZnO nos filamentos não corrobora para a obtenção de atividade antimicrobiana, entretanto, contribui para uma melhora na resistência mecânica dos fios. A concentração de 2,5 % de ZnO apresenta os melhores resultados, acarretando em um aumento de 21 % na tensão de ruptura dos fios. Essa concentração também apresenta reduções nos ensaios de reflectância, dando indícios de que o fio tem a capacidade de absorver radiação ultravioleta. A presença de ZnO nos filamentos contribui para uma perda de massa mais lenta e não altera expressivamente sua capacidade de absorção. A adição de glicerol favorece o alongamento dos filamentos, permitindo a execução de nós de sutura, mas compromete as propriedades mecânicas dos filamentos, provocando uma redução de mais de 80 % na tensão de ruptura e 96 % no módulo de elasticidade. De modo geral, os resultados são promissores e demonstram que a adição de nanopartículas de ZnO é benéfica para a obtenção de filamentos de alginato com melhores propriedades mecânicas, o que pode favorecer a utilização desse biopolímero em aplicações biomédicas.