Dissertação
Estudo da influência de sais de cálcio em materiais híbridos quitosana – vidro bioativo preparados pelo método sol-gel
Study of influence of calcium salts on hybrid materials chitosan-bioactive glass prepared by sol-gel method
Registro en:
COSTA, Jaqueline da Silva. Estudo da influência de sais de cálcio em materiais híbridos quitosana – vidro bioativo preparados pelo método sol-gel. 2021. 96 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2021.
Autor
Costa, Jaqueline da Silva
Institución
Resumen
In this work, organic-inorganic hybrid materials based on chitosan and bioactive
glass were prepared by the sol-gel method and calcium salts (chloride, sulfate
and phosphate) were incorporated in order to obtain biomaterials that can be
applied in replacement, restoration or repair of bone tissue. This work aimed to
study the influence of calcium salts on the properties of these materials. Bioactive
glasses and class I and II hybrids were produced using chitosan,
tetraethylorthosilicate and (3-glycidyloxypropyl) trimethoxysilane (as a coupling
agent) with the addition of calcium salts. The nanostructure was evaluated by
Fourier Transform Infrared Spectroscopy Absorption (FTIR) and X-Ray
Diffraction (XRD) and the results suggested, respectively, the formation of the
hybrid with calcium ions incorporated in the silica lattices and the calcium chloride
presented a better dispersion in the hybrid matrix, while calcium sulfate and
phosphate did not completely solubilize, partially remaining in the crystalline form
on materials. Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis showed the
heterogeneity of the surface of the samples. The mapping performed by Energy
Dispersive Spectroscopy (EDS) showed a homogeneous distribution of silicon,
oxygen, carbon and calcium on the surface of all hybrids, mainly for class II
hybrids and those with chloride. Atomic Force Microscopy (AFM) studies showed
irregular surfaces, with roughness suitable for osteoblastic cells. Bioactivity
studies suggested apatite formation after 28 days of incubation in simulated body
fluid (SBF). The biodegradability of the materials was confirmed by enzymatic
degradation tests, with a more controlled degradation for the hybrids containing
calcium phosphate. Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Neste trabalho, materiais híbridos orgânico-inorgânicos à base de quitosana e
vidro bioativo foram preparados pelo método sol-gel e sais de cálcio (cloreto,
sulfato e fosfato) foram incorporados visando a obtenção de biomateriais que
possam ser aplicados na substituição, restauração ou reparação de tecidos
ósseos. Este trabalho teve como objetivo estudar a influência dos sais de cálcio
nas propriedades destes materiais. Foram produzidos vidros bioativos e híbridos
de classe I e II, utilizando quitosana, tetraetilortosilicato e (3-glicidiloxipropil)
trimetoxissilano (como agente acoplador) com a adição dos sais de cálcio. A
nanoestrutura foi avaliada por Espectroscopia de Absorção na Região do
Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Difratometria de Raios X
(DRX) e os resultados sugeriram, respectivamente, a formação do híbrido com
os íons cálcio incorporados nas redes de sílica e a melhor dispersão de cloreto
de cálcio na matriz híbrida, enquanto que o sulfato e fosfato de cálcio não
solubilizaram completamente, permanecendo, parcialmente, na forma cristalina
nos materiais. A análise de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)
evidenciaram a heterogeneidade da superfície das amostras. O mapeamento
realizado por Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) mostrou uma
distribuição homogênea de silício, oxigênio, carbono e cálcio na superfície de
todos os híbridos, principalmente para os híbridos de classe II e aqueles com
cloreto. Os estudos de Microscopia de Força atômica (AFM) mostraram
superfícies irregulares, com rugosidade propícia para células osteoblásticas. Os
estudos de bioatividade sugeriram formação de apatita após 28 dias de
incubação em fluido corpóreo simulado (SBF). A biodegradabilidade dos
materiais foi confirmada pelos ensaios de degradação enzimática, havendo uma
degradação mais controlada para os híbridos contendo fosfato de cálcio. São Cristóvão