Obtenção de hidrogéis de PVP-ágar por irradiação micro-ondas incorporados com compostos bioativos

Abstract

Os hidrogéis são materiais poliméricos formados por uma rede tridimensional reticulada, estabelecida através de ligações covalentes ou interações não covalentes. São produzidos a partir de materiais naturais ou sintéticos, contendo de 10% a 98% de água em sua composição, gerando uma estrutura inchada, altamente porosa. Possuem a capacidade de intumescer e reter água ou fluidos, sendo aplicados a produtos higiênicos, na agricultura, sistemas de liberação de drogas, vedação, produtos farmacêuticos, aplicações biomédicas, engenharia de tecidos, curativos, entre outros. A polivinilpirrolidona (PVP) e o ágar bacteriológico em meio aquoso, ao passar por um processo de reticulação, são capazes de formar hidrogéis. Nesse estudo, utilizaram-se os métodos de reticulação por aquecimento convencional e por irradiação micro-ondas, ambos na mesma temperatura e com a presença do iniciador persulfato de potássio (KPS). Obteve-se um hidrogel com intumescimento acima de 600% e fração gel de 84% quando utilizado micro-ondas, considerando um bom resultado para matrizes capazes de incorporar soluções aquosas. Ainda, o tempo de reação foi 5 vezes menor quando utilizado reator micro-ondas, comparado ao aquecimento convencional. Na análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura (MEV), a estrutura tridimensional e porosa foi observada, característica de uma matriz de um hidrogel. Os hidrogéis produzidos via micro-ondas apresentaram poros menores e em maior quantidade, justificando o maior grau de intumescimento obtido para estes hidrogéis. A análise reológica indicou o comportamento de um pseudoplástico, característica esperada para um hidrogel. O hidrogel foi capaz de incorporar um composto bioativo, o extrato da folha de Acca sellowiana (O. Berg) Burret. Bandas entre 1040 e 1050 cm-1 observadas nas análises de FTIR caracterizaram a incorporação do extrato. Análises citotóxicas comprovaram que o extrato e o hidrogel não possuem toxicidade. Por fim, os hidrogéis obtidos neste trabalho podem ser estudados como um possível material para curativos cicatrizantes.

Abstract: Hydrogels are polymeric materials formed by a three-dimensional reticulated network, established through covalent bonds or non-covalent interactions. They are produced from natural or synthetic materials, containing from 10% to 98% of water in their composition, generating a swollen, highly porous structure. They have the ability to swell and retain water or fluids, being applied to hygienic products, agriculture, drug delivery systems, sealing, pharmaceuticals, biomedical applications, tissue engineering, dressings, among others. Polyvinylpyrrolidone (PVP) and bacteriological agar in an aqueous medium, when undergoing a crosslinking process, are capable of forming hydrogels. In this study, crosslinking methods by conventional heating and microwave irradiation were used, both at the same temperature and with the presence of the initiator potassium persulfate (KPS). A hydrogel with swelling above 600% and a gel fraction of 84% was obtained when using microwaves, considering a good result for matrices capable of incorporating aqueous solutions. Also, the reaction time was 5 times shorter when using microwave reactor, compared to conventional heating. In the morphological analysis by scanning electron microscopy (SEM), the three-dimensional and porous structure was observed, characteristic of a hydrogel matrix. The hydrogels produced via microwaves presented smaller pores and in greater quantity, justifying the higher degree of swelling obtained for these hydrogels. The rheological analysis indicated the behavior of a pseudoplastic, a characteristic expected for a hydrogel. The hydrogel was able to incorporate a bioactive compound, the leaf extract of Acca sellowiana (O. Berg) Burret. Bands between 1040 and 1050 cm-1 observed in the FTIR analysis characterized the incorporation of the extract. Cytotoxic analyzes proved that the extract and the hydrogel do not have toxicity. Finally, the hydrogels obtained in this work can be studied as a possible material for wound dressings.