Produção de nanofibras coaxiais de PLA/nZnO para aplicação em máscaras faciais

Abstract

Dentro do campo de pesquisa dos nanomateriais, é notado o comportamento atípico de certos materiais quando alcançam a escala nanométrica em alguma de suas dimensões, como o óxido de zinco, um material bastante explorado na indústria farmacêutica devido à sua toxicidade nula e comportamento bactericida. Esse material, contudo, em sua forma de nanopartículas apresenta potencial antiviral, o que angaria o interesse por produzir máscaras cirúrgicas incorporando-o, podendo possibilitar a neutralização de vírus presos pelo filtro, aumentando a proteção conferida pelo equipamento de proteção. O presente trabalho se propõe a estabelecer um método pelo qual seja possível a produção de nanofibras com funcionalidade microbiana para uso em máscaras cirúrgicas biodegradáveis através da eletrofiação coaxial de PLA e uma mistura de PLA e PEO acomodando nanopartículas de óxido de zinco. A metodologia abordada tem como objetivo localizar as nanopartículas na superfície da fibra, garantindo maior exposição do agente microbicida aos patógenos e maior proteção ao usuário, e o faz através da produção de uma nanofibra concêntrica a partir de duas solução, e posterior remoção de parte da camada externa, podendo abrir uma nova possibilidade ainda pouco explorada de modificação superficial de nanofibras para aplicação na área da saúde. Ao longo do projeto, foi desenvolvida uma metodologia que permite a produção das nanoestruturas utilizando duas massas molares vastamente distintas de PEO, e o comportamento químico e a eficiência de remoção do PEO foi avaliado para ambas as soluções.

In many researches about nanomaterials, atypical behavior is observed in certain materials when they reach the nanometric scale in one or more dimensions. An example is zinc oxide, a material extensively explored in the pharmaceutical industry due to its non-toxic properties and bactericidal behavior. However, in its nanoparticle form, the material demonstrates antiviral potential, leading to interest in the production of surgical masks incorporating it. This could enable the neutralization of viruses trapped by the filter, enhancing the protection provided by the equipment. This study aims to establish a method for producing nanofibers with antimicrobial functionality for use in biodegradable surgical masks through coaxial electrospinning of PLA and a blend of PLA and PEO incorporating zinc oxide nanoparticles. The method focuses on positioning the nanoparticles on the fiber surface to ensure greater exposure of the antimicrobial agent to pathogens, thereby enhancing user protection. This is achieved by producing a concentric nanofiber from two solutions and subsequently removing part of the outer layer, opening up a novel and fairly underexplored approach to surface modification of nanofibers for healthcare applications. Throughout the project, a method was developed to produce nanostructures using two significantly different molar masses of PEO, and the chemical behavior and efficiency of PEO removal were evaluated for both solutions.