Fabricação de fibras eletrofiadas de poli(ácido láctico) com óleo essencial de manjericão

Abstract

Desde a descoberta de materiais em escala nanométrica estudos têm sido realizados para encontrar formas de manipular e melhorar as propriedades dos materiais, estando entre os nanomateriais, as nanofibras poliméricas. Por apresentarem compatibilidade com uma ampla gama de materiais, os polímeros são muito utilizados para fabricação de membranas eletrofiadas com nanopartículas ou óleos essenciais. Os óleos essenciais (OE) por apresentarem ação contra patógenos, são incorporados em membranas eletrofiadas para aplicações na indústria alimentícia, cosmética, farmacêutica, entre outras. Assim, o objetivo do trabalho foi realizar o estudo das propriedades de membranas eletrofiadas de poli(ácido L-lático) (PLLA) com óleo essencial de manjericão (OEM) incorporado, a fim de averiguar, possíveis mudanças nas propriedades do polímero. Para fabricação das membranas de poli(ácido l-lático), foram incorporados diferentes concentrações de OEM (1 %m, 5 %m, 10 %m e 20 %m) por meio de agitação durante 2 h em temperatura ambiente. As soluções poliméricas com e sem OE foram processadas por eletrofiação, com distância entre o coletor e a agulha de 15 cm, vazão de 1,02 mL/h e tensão aplicada de 15 kV. Após a fabricação, as membranas foram caracterizadas por Microscopia ótica e eletrônica, FTIR (Infravermelho por Transformada de Fourier), DSC (Calorimetria Exploratória Diferencial), teste de ágar e de resistência à tração. Os resultados mostraram que as membranas apresentaram distribuição de diâmetros entre 400 a 2000 nm e que a maior redução do diâmetro médio das fibras ocorreu nas concentrações de 10 e 20 % de OE. Os espectros de FTIR indicam que a presença do OE não altera o espectro de absorção característico do PLLA. Já o DSC revela que a incorporação do OE causa mudanças na temperatura de transição vítrea (Tg) e temperatura de fusão (Tm) do PLLA. As membranas com e sem OE não apresentam resistência contra as cepas Candida, comprovando ausência de atividade antifúngica. Por fim as propriedades mecânicas obtidas mostraram que as membranas de PLLA contendo 10 %m de OE apresentaram valores de tensão máxima 5,5 MPa próximo da amostra controle, e superior as demais amostras nas concentrações 1 %; 5 % e 20 % de OE. Assim, foi possível concluir que a técnica de eletrofiação foi adequada para a produção de micro e nanofibras de PLLA com adição do óleo de manjericão.

Since the discovery of nanoscale materials, studies have been carried out to find ways to manipulate and improve the properties of materials, remaining among nanomaterials, such as polymeric nanofibers. Due to their compatibility with a wide range of materials, polymers are widely used for the manufacture of electrospun membranes with nanoparticles or essential oils. Essential oils (EO) for having action against pathogens, are incorporated into electrospinning membranes for applications in the food, cosmetics, pharmaceutical industries, among others. Thus, the objective of this work was to study the properties of electrospinning membranes of poly(L-lactic acid) (PLLA) with essential oil of basil (OEM) incorporated, in order to investigate possible changes in the properties of the polymer. For the manufacture of poly(l-lactic acid) membranes, different concentrations of OEM (1%m, 5%m, 10%m and 20%m) were incorporated through inspiration for 2 h at room temperature. The polymeric solutions with and without EO were processed by electrospinning, with a distance between the collector and the needle of 15 cm, flow rate of 1.02 mL/h and applied voltage of 15 kV. After manufacture, the membranes were identified by optical and electron microscopy, FTIR (Fourier Transform Infrared), DSC (Differential Scanning Calorimetry), agar test and tensile strength test. The results showed that the membranes presented a distribution of diameters between 400 and 2000 nm and that the greatest reduction in the average diameter of the fibers occurred at concentrations of 10 and 20% of EO. The FTIR spectra indicate that the presence of the EO does not alter the PLLA characteristic spectrum. The DSC reveals that the incorporation of EO causes changes in the glass transition temperature (Tg) and melting temperature (Tm) of PLLA. Membranes with and without EO are not resistant against Candida strains, proving the absence of antifungal activity. Finally, the mechanical properties showed that the PLLA membranes containing 10%m of EO showed maximum tension values of 5.5 MPa close to the control sample, and higher than the other samples in the 1% concentrations; 5% and 20% EO. Thus, it was possible to conclude that the electrospinning technique was suitable for the production of PLLA micro and nanofibers with the addition of basil oil.