Desenvolvimento de nanocompósitos para embalagens para aplicações médicas

Abstract

Nos últimos anos, o Homem tem‐se debatido com uma preocupação crescente no que respeita à preservação do meio ambiente e à utilização de fontes de energia renováveis. Nos países desenvolvidos e em crescente desenvolvimento, a poluição causada por polímeros sintéticos tem assumido proporções consideradas perigosas para o meio ambiente e consequentemente para a saúde do indivíduo. Como tal, estudos têm sido desenvolvidos estudos de modo a alcançar alternativas ao uso destes materiais e ultrapassar este flagelo da sociedade actual. O objectivo deste trabalho é desenvolver sintetizar in‐situ novos nanocompósitos poliméricos biodegradáveis baseados em materiais híbridos, através do processo sol‐gel, para aplicação em embalagens médicas. O trabalho iniciou‐se com a pesquisa bibliográfica sobre o tema a estudar. Tendo em conta a literatura encontrada na área dos materiais híbridos orgânicos – inorgânicos, sintetizados pelo método sol‐gel, o polímero biodegradável escolhido para a síntese do material foi a Poli(ε‐caprolactona) (PCL), assim como o respectivo compostos modelo, acetato de metilo. O precursor inorgânico escolhido, para a incorporação da matriz inorgânica no material orgânico, foi o n‐butóxido de titânio (Ti(OBu)4). Após seleccionados os materiais, os híbridos foram sintetizados através do método sol‐gel, utilizando para estudo inicial o composto modelo do polímero escolhido inicialmente. Através deste procedimento, usando o composto modelo, foi possível estudar de forma mais simples as reacções e a estrutura química do híbrido formado, prevendo assim o mecanismo que ocorrerá na presença da macromolécula, o polímero. Por último, procedeu‐se à síntese do híbrido orgânico – inorgânico com o PCL. Os nanocompósitos sintetizados foram caracterizados morfológica e estruturalmente, através de técnicas de análise espectroscópica (FTIR e NMR, 1H e 13C), estrutural (Difracção de raio‐X), de superfícies (SEM e XPS), térmica (TGA, DSC) e química (EA). Estes materiais foram também submetidos a testes de biodegradabilidade.

In the last years, the Humanity has been concerned about preservation of the environment and the use of energy renewable sources. In developed countries, the pollution caused by synthetic polymers has grown in a dangerous way causing serious problems to the environment and Human’s health. Therefore, studies have been developed in order to reach alternatives to the use of these materials and overcome this scourge in current society. The goal of this work is to develop in‐situ, new biodegradable polymeric nanocomposites based on hybrid materials through the sol‐gel process, to be applied in medical packaging. The investigation started with bibliographic research about this subject. Based on the literature found in hybrid organic – inorganic area, synthesised by sol‐gel method, the biodegradable polymer chosen for the synthesis was Poly(ε‐ caprolactone) (PCL), as its model compound methyl acetate. The inorganic precursor, for incorporation of inorganic matrix into organic material, was Titanium n‐butoxide (Ti(OBu)4). After materials selection, the hybrids are synthesized by sol‐gel method, using for initial study the model compound of polymer chosen before. Through this procedure using model compound, it was possible to study, simply, the reaction and chemical structure of the formed hybrid and foreseeing the mechanism occurred in the presence of macromolecule, the polymer. Finally, was synthesised the hybrid organic – inorganic with polymer, PCL. The nanocomposite was characterized morphologic and structurally, using several techniques, such as spectroscopy analysis (FTIR and NMR, 1H and 13C), structural (X‐ray diffraction), surface (SEM e XPS), thermal (TGA, DSC) and chemical (EA). The biodegradability of these materials was also evaluated.