VI Seminário em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação - SDTI

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1 MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ PRÓ-REITORIA DE PESQUISA- PROPESQ COORDENAÇÃO DE INOVAÇÃO TECNOLÓGICA CITEC Programa Institucional de Bolsa em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação - PIBITI Obtenção de biocompositos PU/HA com propriedades de aplicação em bioindução de tecido ósseo Roberta Yonara Nascimento Reis 1, José Milton Elias de Matos 2 ( 1,2 Programa Institucional de Bolsa em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação- PIBITI, Química, Campus Petrônio Portella, robertayonara@gmail.com ) Resumo A intensificação da busca pelo bem estar e aumento da qualidade de vida humano levou a pesquisadores de diferentes áreas a buscar a utilização de novos materiais de maior durabilidade, estabilidade, de fontes renováveis e de baixo custo. Com isso, a busca de biomateriais tem se intensificado havendo destaque para os materiais cerâmicos e poliméricos, por se apresentarem promissores e de vasta aplicabilidade na área odontológica, ortopédica e farmacológica. Dentre esses materiais, a hidroxiapatita (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ) possui grande destaque por possuir 30% a 70% da massa de ossos e dentes e é o constituinte mineral principal destas estruturas. A hidroxiapatita sintética possui propriedades de biocompatibilidade, osteointegração e osteoindução o que a faz substituta do osso humano em prótese e implantes. Além disso, os biopolímeros adivindos de fontes renováveis (como óleos e gorduras) por apresentarem propriedades singulares como processabilidade, flexibilidade, boa adaptação ao tecido ósseo e não apresenta toxidade ao corpo humano, tem tido destaque na aplicação de implantes ósseos. Diante disso, o seguinte trabalho visou à formação de um copolímero de origem orgânico-inorgânico utilizando como matéria prima a hidroxiapatita e o biopolímero advindo do óleo de mamona na aplicação de material osteocondutor em lesões no tecido ósseo. Palavras-chave: hidroxiapatita, copolímero, osteoindução. Introdução A mudança no perfil socioeconômico brasileiro com a instalação de montadoras de automóveis como uma forma de desenvolvimento industrial, assim como a mudança de estrada de ferro pelo modelo rodoviário de integração nacional e o grande aumento do número de carros em todo o território principalmente nos grandes centros urbanos acoplado ao pouco controle e educação no trânsito tem sido grandes causas de acidentes no trânsito. Para o tratamento das diversas lesões e traumas no tecido ósseo gerado por acidentes de trânsito ou problemas ortopédicos e dentários têm-

2 se estudado diversas alternativas como a classe de materiais denominados biomateriais, que possuem propriedades físicas e biológicas compatíveis ao tecido ósseo classificados como materiais bioativos, bioinertes e bioreabsovíveis [3]. Dentre os biomateriais a hidroxiapatita um tipo de biocerâmica com composição semelhante ao osso, tem tido grande visibilidade por suas propriedades de biocompatibilidade e estrutura cristalina sujeita a adição de íons que possam vir a melhorar suas características em tratamentos antibactéricida. Além da hidroxiapatita, os biopolímeros advindos de óleos e gorduras têm se demonstrado excelente material na produção de enxertos ósseo com propriedades ímpar, como reabsorvível, não apresenta toxidade ao corpo hospedeiro, tem estrutura porosa que auxilia na condução e diferenciação de células novas na região lesionada. A união desses dois materiais na formação de um copolímero de característica orgânico-inorgânico para enxerto em lesões no tecido ósseo auxiliando no processo de condução e regeneração celular. Metodologia Objetivando estudar o efeito da temperatura e do tempo, na composição, os pós da HA foram obtidos por meio da síntese hidrotermal. Devidamente preparados em 80mL de água MilliQ, os reagentes foram despejados em um reator de teflon hidrotérmico e ficaram por duas horas em agitação no agitador magnético. Depois se colocou no reator e levou-se para a autoclave com uma taxa de aquecimento de 180 C/min por 2 horas. Após o tempo de reação, o sólido resultante foi lavado com água MilliQ por duas vezes e a última lavagem com acetona, centrifugado a 3000 rpm por 5 min e colocada em uma placa de petri e levada a estufa para secar a 80 C por doze horas. Para a síntese de poliuretano, anteriormente produz o monoglicerídeo, seguindo uma relação massa/massa de óleo e glicerol para a síntese, sendo a proporção de 1 mol de óleo para 2 mol de glicerol, na presença do hidróxido de lítio (LIOH) catalizador da reação, 5% da m/m em relação a massa do óleo. Após serem determinadas as quantidades de óleo e reagentes, pesou-se 0,015 g LIOH e 30 g de óleo. Montou-se o sistema e adicionou-se o óleo ao balão, a uma temperatura de 150 ºC adiciona-se o glicerol e após 10 minutos o catalizador sobre agitação constante, por 3 horas de reação. Ao final da reação obtêm-se o monoglicerídeo de mamona. Na formação do copolímero, num béquer de 150 ml adicionou-se o monoglicerídeo e a hidroxiapatita, utilizando uma proporção de 3% de HA em relação a massa do MG. Após 1 hora de agitação vigorosa adicionou-se o diisocianato de tolueno (TDI), aguardando um intervalo de 40 min de reação. Resultados e Discussão

3 Na caracterização do copolímero HA/PU, inicialmente fez-se a seleção do parâmetro padrão para a síntese da HA, para tal escolha levouse em consideração a cristalinidade do material na análise de DRX. Diante disso, escolheu-se a amostra com tempo de duas horas e numa temperatura de 180 C, para comprovar que a síntese de formação da HA foi eficiente utilizou-se o programa Crystallographica search-match onde foi observado que a amostra sintetizada correspondeu aos parâmetros da ficha (Figura 1). De acordo com Hanawalt. et al. Apresentando arranjo cristalino hexagonal, parâmetros de rede A= e B= Logo após analisou-se o processo de formação do monoglicerídeo para posteriormente formar o copolímero, Os espectros de FTIR do óleo de mamona, glicerol e monoglicerídeo obtidos, apresentados na figura 9 mostram diferenças estruturais ocorridas até a formação do Monoglicerídeo, dando a comprovação de que houve reação. A banda na região de 3300 cm - 1 referente ao grupo hidroxila (OH), é observada nas três substâncias, entretanto se apresenta de maneira mais intensa no glicerol devido ao número de hidroxilas por molécula ser maior do que no óleo e no monoglicerídeo. O aparecimento dos picos na região de 1744 cm -1 e na região de 1160 cm -1, referentes às ligações C = O e C O de éster respectivamente são capazes de constatar a formação do monoglicerídeo através de FTIR. No glicerol observa-se a banda em 1030 cm -1 referente à ligação C O de álcool. A reação do monoglicerídeo se mostrou de forma eficiente por apresentar banda dos grupos OH mais intensa que óleo de mamona e deslocada cerca de 100 cm -1, além de ter os grupos C = O e C O de éster de menor intensidade e o grupo C O de álcool. Comparando com a molécula do glicerol, observa-se a presença de grupos C = O e C O de éster além de apresentar pico em 1460 cm -1 referente à ligação C = C também observado no óleo. Sendo assim, foi-se possível comprovar a formação do monoglicerídeo ricinoléico (Figura2). Triglicerídeo Glicerol Monoglicerídeo

4 Intensidade (a.u.) DRX HA 180 C 180 C Hydroxyapatite (grau) Figura 1: DRX da HA na temperatura 180 ºC O-H C=C MG Glicerol Oleo C=O C-O cm -1 Figura 2: Espectros FTIR do Óleo de Mamona, Glicerol e Monoglicerídeo. Conclusões Pode-se concluir a eficiência da síntese na obtenção HA pelo método hidrotermal a partir dos reagentes e condições de síntese estabelecida, não havendo discrepância nos campos cristalográficos apresentado no DRX na temperatura de 180 C, assim como a presença dos principais componentes da HA confirmado através do espectro de infravermelho e de alguns compostos adsorvidos pelo meio, como a água e a presença de NH2 podendo ser resquícios de algum percursor. Além disso, pode-se observar a eficiência da síntese do monoglicerídeo comprovada pela analise de FTIR. A união desse material na formação de um copolímero ou um híbrido orgânicoinorgânico é promissor, pois a porosidade apresentada pelo polímero ira conferir a condução de células na região lesionada e assim contribuirá para diferenciação e formação de novas células no local. Referências [1]. Impacto da violência na saúde dos brasileiros (Série B. Textos Básicos de Saúde). Secretaria de Vigilância em Saúde. Brasília: Ministério da Saúde, [2] Rosa, H. R. S. (2009) Aspectos epidemiológicos do traumatismo cranioencefálico em vítimas de acidentes de motocicletas em Sergipe. Universidade Tiradentes. Aracaju. Dissertação de Mestrado. [3] Ribeiro, A. A. C. R. Caracterização do perfil das vítimas de acidentes de trânsito com motocicleta, na área de abrangência no PSF Boa Esperança, no município de

5 Alfenas/MG. Universidade Federal de Minas Gerais. UFMG. Trabalho de Conclusão de Curso. [4] Arruda, L. P. R.; Silva, M. A. C.; Malerba, F. G.; Fernandes, M. C.; Matsumoto, F. M. T. M. H. M. Fraturas expostas: Estudo epidemiológico e prospectivo. Acta Ortop Bras. V 17(6) [5] Silva, C. R.; Filho, H. G.; Goiato, M. C. Perda óssea em prótese sobre implante: Revisão de literatura. Revista Odontológica de Araçatuba. v 32(1). p Bolsista PIBITI CNPq, Química, Campus Ministro Petrônio Portella. robertayonara@gmail.com. 2 Química, Campus Ministro Petrônio Portella (UFPI). jmematos@ufpi.edu.br.