Desenvolvimento de membranas eletrofiadas de poli (ácido láctico-co-ácido glicólico) com nanopartículas de pentóxido de nióbio.

Abstract

O avanço da nanotecnologia tem impulsionado o desenvolvimento de materiais com propriedades aprimoradas para diversas aplicações, especialmente na área biomédica. Nesse contexto, materiais biodegradáveis, biocompatíveis e antimicrobianos têm ganhado destaque frente ao aumento da resistência bacteriana e à busca por soluções sustentáveis e compatíveis com o corpo humano. Este trabalho propôs o desenvolvimento e a caracterização de membranas de PLGA (poli(ácido láctico-co-glicólico)) com nanopartículas de pentóxido de nióbio (Nb₂O₅) em frações de 0,5%, 1% e 2% em massa (%m), utilizando a técnica de eletrofiação. Inicialmente, investigou-se o efeito da concentração de polímero na solução polimérica (7,4% e 10%m) na uniformidade das fibras para aplicação em máscaras e curativos, por exemplo. As análises morfológicas mostraram que fibras mais homogêneas sem a presença de defeitos significativos foram obtidas para as amostras com 10%m de PLGA. Para as membranas de PLGA/ Nb₂O₅ observou-se nanopartículas com tamanhos entre 30–100 nm, com aglomerados irregulares de aproximadamente 200 nm, e aumento no diâmetro médio das fibras com o incremento de Nb₂O₅. A espectroscopia FTIR mostrou que a incorporação das nanopartículas não altera significativamente as bandas características do PLGA puro. As análises térmicas (DSC e TGA) indicaram um leve aumento da ���� e aumento da estabilidade térmica com o uso de Nb₂O₅, além do aumento no grau de cristalinidade devido ao efeito nucleante das nanopartículas. Os testes de degradação in vitro demonstraram que a presença de Nb₂O₅, tem um efeito retardante na degradação do material, entretanto, estudos adicionais são necessários para elucidar completamente esse comportamento. Avaliações de molhabilidade mostraram que a adição das nanopartículas diminuiu a hidrofobicidade inicial das membranas com maior absorção de água ao longo do tempo, além disso a permeabilidade também aumentou. Os resultados indicam que os nanocompósitos de PLGA/Nb₂O₅ possuem potencial para aplicação em dispositivos biomédicos, como em máscaras e curativos, combinando biodegradação controlada, estabilidade térmica, permeabilidade seletiva e propriedades estruturais ajustáveis.

The advancement of nanotechnology has driven the development of materials with enhanced properties for various applications, especially in the biomedical field. In this context, biodegradable, biocompatible, and antimicrobial materials have gained prominence due to the rise in bacterial resistance and the search for sustainable solutions compatible with the human body. This work proposed the development and characterization of PLGA (poly(lactic-co glycolic acid)) membranes with niobium pentoxide (Nb₂O₅) nanoparticles at concentrations of 0.5%, 1%, and 2% by weight (wt%), using the electrospinning technique. Initially, the effect of polymer concentration in the polymeric solution (7.4% and 10% wt) on fiber uniformity was investigated for applications such as face masks and wound dressings. Morphological analyses showed that more homogeneous fibers without significant defects were obtained for samples with 10% wt PLGA. For the PLGA/Nb₂O₅ membranes, nanoparticles with sizes between 30 100 nm were observed, along with irregular agglomerates of approximately 200 nm, and an increase in the average fiber diameter with higher Nb₂O₅ content. FTIR spectroscopy showed that the incorporation of nanoparticles did not significantly alter the characteristic bands of pure PLGA. Thermal analyses (DSC and TGA) indicated a slight increase in Tg and improved thermal stability with the addition of Nb₂O₅, as well as an increase in the degree of crystallinity due to the nucleating effect of the nanoparticles. In vitro degradation tests demonstrated that the presence of Nb₂O₅ has a delaying effect on material degradation; however, further studies are needed to fully elucidate this behavior. Wettability assessments showed that the addition of nanoparticles decreased the initial hydrophobicity of the membranes, with greater water absorption over time; moreover, permeability also increased. The results indicate that PLGA/Nb₂O₅ nanocomposites have potential for application in biomedical devices, such as masks and wound dressings, combining controlled biodegradation, thermal stability, selective permeability, and adjustable structural properties.