ELETROFIAÇÃO DE SOLUÇÃO DE POLICOPROLACTONA PARA A PRODUÇÃO DE NANOFIBRAS

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Ana Paula Rivieri de Faria; Antônio Silva Junior; Flávia Cristina Nogueira de Paula; Tayná Santos Cabral. Turma 5UNA. 
Univap, Projeto em Engenharia Biomédica II. Resp. Anderson Lobo. 
São José dos Campos, São Paulo, Brasil. 
ELETROFIAÇÃO DE SOLUÇÃO DE POLICOPROLACTONA PARA A PRODUÇÃO DE NANOFIBRAS
RESUMO
A Policaprolactona é um polímero biocompatível e bioreabsorvível, podendo ser utilizado na produção de nanofibras na engenharia tecidual. A característica decisiva na escolha do PCL foi fato deste apresentar condições de trabalho a temperatura ambiente, resultando em um preparo de solução relativamente simples. Os solventes utilizados nesta solução foram a dimetilformamida e o clorofórmio. À medida que as fibras se deslocam pelo ar os solventes evaporam-se, solidificando a fibra.
O processo de eletrofiação permite criar, de uma forma sistemática e contínua, fibras com diâmetros que variam entre micrometros e nanometros. A técnica consiste em uma bomba injetora que impulsiona a solução polimérica contida numa seringa. A agulha da seringa está carregada eletricamente no polo positivo de uma fonte de alta tensão. O coletor aterrado, atrai a solução ejetada pela agulha formando o cone de Taylor e recolhendo a fibra criada eletroestaticamente. 
INTRODUÇÃO
A Engenharia de Tecidos se baseia na ideia de que é possível desenvolver soluções que facilitem a recuperação terapêutica de tecidos lesionados e que possam a vir substituir os implantes, as próteses e os enxertos ou auto-enxertos usados na medicina regenerativa.
Biomaterial é definido como qualquer substância ou combinação destas que não sejam drogas ou fármacos, de origem natural ou sintética, que podem ser usadas por tempo indeterminado, aumentando ou substituindo parcial ou totalmente qualquer tecido, órgão ou função do corpo, com a finalidade de melhorar a qualidade de vida frente as adversidades [1]. Os biopolímeros são um promissor objeto de estudos por apresentarem boa compatibilidade com os tecidos biológicos, e podem ser designados por não degradáveis ou biodegradáveis [2].
Uma das técnicas usadas para obtenção de membranas poliméricas é a eletrofiação, na qual uma bomba injetora impulsiona uma solução polimérica que está contida numa seringa. A agulha da seringa é ligada ao polo positivo de uma fonte de alta tensão e, a placa coletora, ligada ao terra, atrai a solução ejetada pela agulha, obtendo assim, a fibra criada eletrostaticamente na ordem de nanômetros [2].
Neste trabalho foi utilizado um poliéster, policaprolactona (PCL), alifático e linear com caráter semicristalino, biocompatível e biodegradável objetivando o aprendizado da produção da solução de PCL e da técnica de eletrofiação para produção de malhas. Do ponto de vista das suas características físico-químicas o PCL tem uma temperatura de transição vítrea, Tg, de -60 ºC e uma temperatura de fusão, Tm, de 55 ºC. Estas propriedades devem-se ao fato de possuir cadeias de carbono muito extensas e de pouca mobilidade, o que confere ao PCL propriedades mecânicas que lhe permite ser um bom copolímero, possuindo uma enorme elasticidade [3].
OBJETIVOS
Montagem da técnica, levantamento de parâmetros e produção mantas de solução de policaprolactona através da eletrofiação.
METODOLOGIA
Foi dispersado 10% (m/v) de PCL (Aldrich 70.000 - 90.000 MM) em uma solução 70:30 (v/v) contendo clorofórmio (Vetec – 99,8%) e DMF (Dinâmica – 99,8%) onde o PCL foi dispersado primeiramente em clorofórmio, em maior quantidade, por aproximadamente 2horas. O PCL e o clorofórmio são apolares, logo, semelhante dissolve semelhante, o que resultou em uma solução homogênea. Após esse procedimento foi acrescido DMF à solução e deixada sob agitação constante em sistema fechado por 20horas para melhor interação da matriz polimérica com o solvente, a partir daí transferiu-se determinado volume para a seringa de vidro (Flex – 3mL) com a agulha (Embras – 18g) acoplada, posicionando-a sobre a bomba de infusão (KdScientific - KDS-100). O polo positivo da fonte de alta tensão (Spellman – CZE1000R) foi conectado na ponta da agulha, já o polo negativo foi conectado na base do anteparo para que houvesse a formação de campo elétrico que resultou na criação de filamentos. 
Na montagem do sistema variou-se a distância entre 10 e 15 cm e o fluxo de 0,2 a 0,6 mL/h em cada um dos experimentos. Essa variação pode ser observada na tabela 1.
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Tabela 1. Experimentos realizados
	
	
	Eletrofiação de PCL
	
	
	Solução
	Exp.
	Data
	Seringa
	Amostra
	
	
	
	
	
	Espessura Interna (mm)
	Nº Agulha
	Volume (ml)
	Fluxo (ml/h)
	Distância (cm)
	Tensão (kV)
	Corrente (uA)
	Temperatura (ºC)
	Umidade (%)
	Início (h:min)
	Término
(h:min)
	 
	
	1
	1
	21/mar
	12,07
	18
	5
	0,5
	10
	15
	-
	21,7
	42
	10:26
	11:46
	
	
	
	2
	23/mar
	12,07
	18
	2
	0.6
	10.5
	15
	10
	22,5
	57
	21:15
	22:30
	
	
	2
	3
	30/mar
	9
	19
	3
	0.4
	12
	15
	8
	-
	51
	20:50
	21:52
	
	
	
	4
	06/abr
	9
	18
	3
	0.25
	13
	15
	10
	-
	47
	19:30
	20:09
	
	
	
	5
	06/abr
	9
	18
	2.4
	0.20
	15
	15
	6
	-
	52
	20:25
	20:50
	
	
	
	6
	06/abr
	9
	18
	2
	0.20
	11
	15
	10
	-
	47
	21:08
	21:52
	
	
	3
	7*
	27/abr
	9
	18
	3
	0,2
	10
	15
	-
	25,5
	43
	20:17
	21:29
	
	
	
	8*
	27/abr
	9
	18
	2.6
	0.4
	14
	15
	8
	23,1
	33
	21:48
	22:25
	
	
	 
	 
	 
	 
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	 
	Amostra descartada
* Amostras com presença de bids verificados macroscopicamente.
	
	A quinta amostra foi descartada, pois as fibras ficaram dispersas durante o procedimento se direcionando para a capela ao invés de ir para o anteparo. De acordo com os dados observados, pôde-se analisar que um dos possíveis motivos para essa ocorrência é que nessa montagem, a distância aplicada foi maior do que as outras, 15 cm.
	Durante a execução da sétima amostra, ocorreu um pico de tensão no momento de ajuste de corrente, onde a solução foi esternutada da seringa diretamente ao anteparo, resultando em uma manta repleta de bids.
	Contudo, as distâncias acima de 14 cm não foram favoráveis à execução do experimento, pois pôde-se verificar nesses casos uma maior dispersão das fibras.
CONCLUSÃO
Obteve-se sete (7) amostras resistentes e flexíveis, na conclusão do projeto, sendo que a partir de uma análise macroscópica observou-se diferenças entre elas. As malhas que foram feitas com distância entre 10 e 13 cm estavam aparentemente mais uniformes e menos dispersas a partir de uma análise macroscópica. 
Observou-se também que a humidade influenciou muito pouco na produção das malhas quando comparado ao fator temperatura. Quanto mais alta a temperatura, mais rápido o solvente evaporava-se e para que fosse possível uma malha de melhor qualidade era necessário que diminuísse-se a distância entre a ponta da agulha e o anteparo.
Até esse momento foi possível a comprovação do conceito a partir da técnica uma vez que se produziu as malhas. 
Será realizada futuramente uma análise no Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) a fim de caracterizar o material determinando a presença de bids, diâmetro, espessura e continuidade da fibra. Pretende-se também realizar uma análise das malhas no aparelho de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) a fim de determinar a pureza do polímero utilizado e a presença de solvente. Espera-se que concluída a etapa de análises microscópicas determine-se com precisão quais são os parâmetros para a obtenção de uma malha ideal.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
WILLIAMS, D. F., The Williams dictionary of Biomaterials, Liverpool University Press, Liverpool, (1999).
Tavares, V. A. C. D. B., Matrizes de Policaporlactona e Quitosano para aplicação em Engenharia de Tecidos. Lisboa: FCT/Universidade de Lisboa, 2011.
Fambri, L., et al., Biodegradable Polymers, in Integrated Biomaterials Science, R. Barbucci, Editor. 2002, KluwerAcademic Publishers Siena. p. 119-187.
SÃO JOSÉ DOS CAMPOS, 2015