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Polímeros derivados do biodiesel do óleo de linhaça : obtenção e propriedades físico-químicasMartini, Denise dos Santos January 2010 (has links)
Ésteres metílicos (biodiesel) de ácidos graxos com cadeias de 18 carbonos foram obtidos a partir do óleo de linhaça, utilizando a metodologia Transesterification Double Step Process – TDSP, para serem utilizados como matéria-prima para produção de polímeros. Os ésteres metílicos foram primeiramente epoxidados com ácido perfórmico gerado in situ. Na seqüência, os mesmos foram polimerizados através da reação com os anidridos cíclicos ftálico (FTA), cis-1, 2,3,6-tetrahidroftálico (THFTA) e cis-1,2-ciclohexanodicarboxílico (CH), na presença dos iniciadores tietilamina (TEA) ou 2-metilimidazol (2-MI) e posteriormente com o reagente 2-MI sendo utilizado como agente co-reativo. A técnica de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) foi utilizada com sucesso no estudo do processo de polimerização dos diferentes sistemas estudados, permitindo a determinação dos parâmetros cinéticos e termodinâmicos. De acordo com os métodos cinéticos de Barrett, Kissinger, Osawa e Samios foram definidas as condições ideais de síntese dos polímeros em condições isotérmicas. Para as polimerizações a partir do sistema EME/Anidrido/Iniciador, foi avaliada a influência de diferentes frações molares dos reagentes e a estrutura do anidrido no processo de polimerização. Observou-se que a entalpia máxima de polimerização foi fornecida pelo sistema EME/THFTA/2-MI quando a fração molar de ésteres metílicos epoxidados utilizada foi igual a 0,33 e por este motivo esta fração molar foi definida como sendo a composição mais próxima da estequiométrica. Para as polimerizações a partir do sistema EME/2-MI, a fração molar de 0,50 foi definida como sendo a mais próxima da estequiométrica. A estrutura química dos materiais produzidos em cada etapa de reação foi elucidada pela técnica de ressonância magnética nuclear. As observações feitas a partir dos espectros de RMN de H1 e C13 indicam a formação de oligoésteres e poliésteres para as reações envolvendo os ésteres metílicos epoxidados. O comportamento térmico e elétrico dos materiais poliméricos produzidos foi investigado através das técnicas de DSC, TGA e EIE. / Methyl esters (biodiesel) of fatty acids with chains of 18 carbons were obtained from linseed oil, using the Transesterification Double Step Process – TDSP methodology, and were used as starting material for polymer production. The methyl esters were firstly epoxidized with in situ generated performic acid and the epoxy products were polymerized with phthalic (PA), cis-1,2,3,6-tetrahydrophthalic (THPA) and cis-1,2-cyclohexanedicarboxylic (CH) anhydrides in the presence of triethylamine (TEA) or 2-methylimidazole (2-MI) as initiator and later with the reagent 2-MI being used as agent co-reagent. Differential scanning calorimetry (DSC) was successfully applied to study the polymerization process of the different studied systems permitting the determination of the kinetic and thermodynamic parameters. In accordance with the kinetic methods of Barrett, Kissinger, Ozawa and Samios were defined the ideal conditions of synthesis of polymers in isothermal conditions. For the polymerizations from the system EME/Anhydride/Initiator it was evaluated the influence of different molar fractions of the reagents and the structure of anhydride in the polymerization process. It was observed that the maximum enthalpy of polymerization was supplied by the system EME/THFTA/2-MI when the epoxidized methyl esters fraction molar used was equal the 0,33 suggesting that this molar fraction is near to the stoichiometric one. For the polymerizations from the system EME/2-MI, the molar fraction of 0,50 was defined as being near to the stoichiometry. The chemical structure of the epoxide intermediates and the polymers were analyzed by using nuclear magnetic resonance and indicate the formation of oligoesters and polyesters for reactions involving the epoxidized methyl esters. The thermal and electric behavior of the polymeric materials were investigated by DSC, TGA and EIE techniques.
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Polímeros derivados do biodiesel do óleo de linhaça : obtenção e propriedades físico-químicasMartini, Denise dos Santos January 2010 (has links)
Ésteres metílicos (biodiesel) de ácidos graxos com cadeias de 18 carbonos foram obtidos a partir do óleo de linhaça, utilizando a metodologia Transesterification Double Step Process – TDSP, para serem utilizados como matéria-prima para produção de polímeros. Os ésteres metílicos foram primeiramente epoxidados com ácido perfórmico gerado in situ. Na seqüência, os mesmos foram polimerizados através da reação com os anidridos cíclicos ftálico (FTA), cis-1, 2,3,6-tetrahidroftálico (THFTA) e cis-1,2-ciclohexanodicarboxílico (CH), na presença dos iniciadores tietilamina (TEA) ou 2-metilimidazol (2-MI) e posteriormente com o reagente 2-MI sendo utilizado como agente co-reativo. A técnica de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) foi utilizada com sucesso no estudo do processo de polimerização dos diferentes sistemas estudados, permitindo a determinação dos parâmetros cinéticos e termodinâmicos. De acordo com os métodos cinéticos de Barrett, Kissinger, Osawa e Samios foram definidas as condições ideais de síntese dos polímeros em condições isotérmicas. Para as polimerizações a partir do sistema EME/Anidrido/Iniciador, foi avaliada a influência de diferentes frações molares dos reagentes e a estrutura do anidrido no processo de polimerização. Observou-se que a entalpia máxima de polimerização foi fornecida pelo sistema EME/THFTA/2-MI quando a fração molar de ésteres metílicos epoxidados utilizada foi igual a 0,33 e por este motivo esta fração molar foi definida como sendo a composição mais próxima da estequiométrica. Para as polimerizações a partir do sistema EME/2-MI, a fração molar de 0,50 foi definida como sendo a mais próxima da estequiométrica. A estrutura química dos materiais produzidos em cada etapa de reação foi elucidada pela técnica de ressonância magnética nuclear. As observações feitas a partir dos espectros de RMN de H1 e C13 indicam a formação de oligoésteres e poliésteres para as reações envolvendo os ésteres metílicos epoxidados. O comportamento térmico e elétrico dos materiais poliméricos produzidos foi investigado através das técnicas de DSC, TGA e EIE. / Methyl esters (biodiesel) of fatty acids with chains of 18 carbons were obtained from linseed oil, using the Transesterification Double Step Process – TDSP methodology, and were used as starting material for polymer production. The methyl esters were firstly epoxidized with in situ generated performic acid and the epoxy products were polymerized with phthalic (PA), cis-1,2,3,6-tetrahydrophthalic (THPA) and cis-1,2-cyclohexanedicarboxylic (CH) anhydrides in the presence of triethylamine (TEA) or 2-methylimidazole (2-MI) as initiator and later with the reagent 2-MI being used as agent co-reagent. Differential scanning calorimetry (DSC) was successfully applied to study the polymerization process of the different studied systems permitting the determination of the kinetic and thermodynamic parameters. In accordance with the kinetic methods of Barrett, Kissinger, Ozawa and Samios were defined the ideal conditions of synthesis of polymers in isothermal conditions. For the polymerizations from the system EME/Anhydride/Initiator it was evaluated the influence of different molar fractions of the reagents and the structure of anhydride in the polymerization process. It was observed that the maximum enthalpy of polymerization was supplied by the system EME/THFTA/2-MI when the epoxidized methyl esters fraction molar used was equal the 0,33 suggesting that this molar fraction is near to the stoichiometric one. For the polymerizations from the system EME/2-MI, the molar fraction of 0,50 was defined as being near to the stoichiometry. The chemical structure of the epoxide intermediates and the polymers were analyzed by using nuclear magnetic resonance and indicate the formation of oligoesters and polyesters for reactions involving the epoxidized methyl esters. The thermal and electric behavior of the polymeric materials were investigated by DSC, TGA and EIE techniques.
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Polióis de substratos vegetais quimicamente modificados com trimetilolpropano /Santos, Ademir Francisco dos. January 2008 (has links)
Resumo: A síntese de polióis preparados a partir de substâncias químicas de origem renovável, especialmente óleo de mamona e breu têm crescente interesse na indústria de revestimentos e adesivos, entre outros. A versatilidade destes compostos está diretamente relacionada com o tipo e o potencial da modificação estrutural das matérias-primas. Formular, sintetizar e caracterizar polióis alquídico e rosínico a partir de óleo de mamona e breu modificados quimicamente com trimetilolpropano foram as propostas desta tese. Formulouse o poliol alquídico com excesso de hidroxilas empregando-se óleo de mamona modificado com trimetilolpropano e polimerizado com anidrido ftálico. Formulou-se o poliol rosínico a partir da reação de Diels-Alder do ácido abiético. Principal componente do breu, com o anidrido maleico, seguida da esterificação com trimetilolpropano para obtenção do aduto. O aduto foi submetido à reação de poliesterificação com óleo de mamona modificado com trimetilolpropano para formar o poliol rosínico. A otimização das condições de polimerização, caracterizações das propriedades inerentes destes polióis foram feitas determinando-se os índices analíticos de acidez e de hidroxilas de acordo com os métodos de teste padronizados. A presença de resíduos de matérias-primas nos intermediários e nos polióis foram avaliadas por Cromatografia Gasosa com detecção por ionização em chama (GC-FID). O comportamento térmico foi avaliado por Análise Termogravimétrica e Análise Térmica Diferencial (TG-DTA). Avaliação estrutural por Espectroscopia Vibracional na Região do Infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e Ressonância Magnética Nuclear de Carbono e Hidrogênio (13C-NMR e 1HNMR). Determinação da curva de Distribuição de massa molar por Cromatografia de Exclusão por tamanho com detecção por índice de refração (SEC-RI)... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The polyols prepared from renewable sources, especially from castor oil and rosin have been attracted a significant effort to develop new materials to the paint and adhesive industries. These raw materials have versatile chemical structures and depending on the application it is possible to formulate specific products. The main purpose of this study is to formulate, synthesize and characterize alkyd and rosin polyols from chemically modified castor oil end rosin with trimethylolpropane. The alkydic polyol with an excess of hydroxyl groups has been formulated from modified castor oil with trimethylolpropane and carried out a transesterification reaction with phthalic anhydride. During the first step of the rosin polyol formulation was obtained the adduct from an abietic acid isomer-maleic anhydride Diels-Alder reaction and an esterification with trimethylolpropane. The adduct transesterification with castor oil and additional proportions of abietic acid and trimethylolpropane allow it to obtain the rosin polyol. Hydroxyl and acid values have been obtained according to standard test methods. Residual raw materials present in the polyols have been analyzed by GC-FID and the thermal behavior has carried out by TG-DTA. The structural characterization has been obtained by SEC-RI and from spectroscopy FTIR, 13C-NMR and 1H-NMR studies were presented the polyol chemical structures... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Younès Messaddeq / Coorientador: Wagner Luiz Polito / Banca: Ângela Regina Araújo / Banca: Sebastião Vicente Canevarolo Júnior / Banca: Elisabete Frollini / Banca: Mirabel Cerqueira Rezende / Doutor
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Polímeros derivados do biodiesel do óleo de linhaça : obtenção e propriedades físico-químicasMartini, Denise dos Santos January 2010 (has links)
Ésteres metílicos (biodiesel) de ácidos graxos com cadeias de 18 carbonos foram obtidos a partir do óleo de linhaça, utilizando a metodologia Transesterification Double Step Process – TDSP, para serem utilizados como matéria-prima para produção de polímeros. Os ésteres metílicos foram primeiramente epoxidados com ácido perfórmico gerado in situ. Na seqüência, os mesmos foram polimerizados através da reação com os anidridos cíclicos ftálico (FTA), cis-1, 2,3,6-tetrahidroftálico (THFTA) e cis-1,2-ciclohexanodicarboxílico (CH), na presença dos iniciadores tietilamina (TEA) ou 2-metilimidazol (2-MI) e posteriormente com o reagente 2-MI sendo utilizado como agente co-reativo. A técnica de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) foi utilizada com sucesso no estudo do processo de polimerização dos diferentes sistemas estudados, permitindo a determinação dos parâmetros cinéticos e termodinâmicos. De acordo com os métodos cinéticos de Barrett, Kissinger, Osawa e Samios foram definidas as condições ideais de síntese dos polímeros em condições isotérmicas. Para as polimerizações a partir do sistema EME/Anidrido/Iniciador, foi avaliada a influência de diferentes frações molares dos reagentes e a estrutura do anidrido no processo de polimerização. Observou-se que a entalpia máxima de polimerização foi fornecida pelo sistema EME/THFTA/2-MI quando a fração molar de ésteres metílicos epoxidados utilizada foi igual a 0,33 e por este motivo esta fração molar foi definida como sendo a composição mais próxima da estequiométrica. Para as polimerizações a partir do sistema EME/2-MI, a fração molar de 0,50 foi definida como sendo a mais próxima da estequiométrica. A estrutura química dos materiais produzidos em cada etapa de reação foi elucidada pela técnica de ressonância magnética nuclear. As observações feitas a partir dos espectros de RMN de H1 e C13 indicam a formação de oligoésteres e poliésteres para as reações envolvendo os ésteres metílicos epoxidados. O comportamento térmico e elétrico dos materiais poliméricos produzidos foi investigado através das técnicas de DSC, TGA e EIE. / Methyl esters (biodiesel) of fatty acids with chains of 18 carbons were obtained from linseed oil, using the Transesterification Double Step Process – TDSP methodology, and were used as starting material for polymer production. The methyl esters were firstly epoxidized with in situ generated performic acid and the epoxy products were polymerized with phthalic (PA), cis-1,2,3,6-tetrahydrophthalic (THPA) and cis-1,2-cyclohexanedicarboxylic (CH) anhydrides in the presence of triethylamine (TEA) or 2-methylimidazole (2-MI) as initiator and later with the reagent 2-MI being used as agent co-reagent. Differential scanning calorimetry (DSC) was successfully applied to study the polymerization process of the different studied systems permitting the determination of the kinetic and thermodynamic parameters. In accordance with the kinetic methods of Barrett, Kissinger, Ozawa and Samios were defined the ideal conditions of synthesis of polymers in isothermal conditions. For the polymerizations from the system EME/Anhydride/Initiator it was evaluated the influence of different molar fractions of the reagents and the structure of anhydride in the polymerization process. It was observed that the maximum enthalpy of polymerization was supplied by the system EME/THFTA/2-MI when the epoxidized methyl esters fraction molar used was equal the 0,33 suggesting that this molar fraction is near to the stoichiometric one. For the polymerizations from the system EME/2-MI, the molar fraction of 0,50 was defined as being near to the stoichiometry. The chemical structure of the epoxide intermediates and the polymers were analyzed by using nuclear magnetic resonance and indicate the formation of oligoesters and polyesters for reactions involving the epoxidized methyl esters. The thermal and electric behavior of the polymeric materials were investigated by DSC, TGA and EIE techniques.
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Polióis de substratos vegetais quimicamente modificados com trimetilolpropanoSantos, Ademir dos [UNESP] 30 September 2008 (has links) (PDF)
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santos_af_dr_araiq.pdf: 1619971 bytes, checksum: 9098b99726318b3a72eb12f70f4668e9 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A síntese de polióis preparados a partir de substâncias químicas de origem renovável, especialmente óleo de mamona e breu têm crescente interesse na indústria de revestimentos e adesivos, entre outros. A versatilidade destes compostos está diretamente relacionada com o tipo e o potencial da modificação estrutural das matérias-primas. Formular, sintetizar e caracterizar polióis alquídico e rosínico a partir de óleo de mamona e breu modificados quimicamente com trimetilolpropano foram as propostas desta tese. Formulouse o poliol alquídico com excesso de hidroxilas empregando-se óleo de mamona modificado com trimetilolpropano e polimerizado com anidrido ftálico. Formulou-se o poliol rosínico a partir da reação de Diels-Alder do ácido abiético. Principal componente do breu, com o anidrido maleico, seguida da esterificação com trimetilolpropano para obtenção do aduto. O aduto foi submetido à reação de poliesterificação com óleo de mamona modificado com trimetilolpropano para formar o poliol rosínico. A otimização das condições de polimerização, caracterizações das propriedades inerentes destes polióis foram feitas determinando-se os índices analíticos de acidez e de hidroxilas de acordo com os métodos de teste padronizados. A presença de resíduos de matérias-primas nos intermediários e nos polióis foram avaliadas por Cromatografia Gasosa com detecção por ionização em chama (GC-FID). O comportamento térmico foi avaliado por Análise Termogravimétrica e Análise Térmica Diferencial (TG-DTA). Avaliação estrutural por Espectroscopia Vibracional na Região do Infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e Ressonância Magnética Nuclear de Carbono e Hidrogênio (13C-NMR e 1HNMR). Determinação da curva de Distribuição de massa molar por Cromatografia de Exclusão por tamanho com detecção por índice de refração (SEC-RI)... / The polyols prepared from renewable sources, especially from castor oil and rosin have been attracted a significant effort to develop new materials to the paint and adhesive industries. These raw materials have versatile chemical structures and depending on the application it is possible to formulate specific products. The main purpose of this study is to formulate, synthesize and characterize alkyd and rosin polyols from chemically modified castor oil end rosin with trimethylolpropane. The alkydic polyol with an excess of hydroxyl groups has been formulated from modified castor oil with trimethylolpropane and carried out a transesterification reaction with phthalic anhydride. During the first step of the rosin polyol formulation was obtained the adduct from an abietic acid isomer-maleic anhydride Diels-Alder reaction and an esterification with trimethylolpropane. The adduct transesterification with castor oil and additional proportions of abietic acid and trimethylolpropane allow it to obtain the rosin polyol. Hydroxyl and acid values have been obtained according to standard test methods. Residual raw materials present in the polyols have been analyzed by GC-FID and the thermal behavior has carried out by TG-DTA. The structural characterization has been obtained by SEC-RI and from spectroscopy FTIR, 13C-NMR and 1H-NMR studies were presented the polyol chemical structures... (Complete abstract click electronic access below)
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Estudo das propriedades biocompatíveis de arcabouços poliméricos derivados de óleos vegetais para aplicação na engenharia de tecidos / Study of biocompatible properties of polymeric scaffolds derivated from vegetable oil for tissue engineeringBaratéla, Fernando José Costa 03 July 2015 (has links)
A engenharia de tecidos e a medicina regenerativa possuem como objetivo principal o restabelecimento morfológico/funcional de tecidos e órgãos lesionados com a utilização de células, matrizes celulares e células tronco, controlando as respostas imunológicas/bioquímicas promovidas pelo organismo. Adicionalmente, a ciência dos materiais busca desenvolver biomateriais biocompatíveis que não promovam reações imunológicas indesejadas e proporcionem o reestabelecimento das funções do tecido/órgão. Polímeros de origem natural destacam-se como biomateriais por assemelharem-se a macromoléculas biológicas, similaridade com a matriz extracelular, menor possibilidade de estimulação de inflamação crônica e baixa ou ausência de toxicidade. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver matrizes macromoleculares originadas do óleo de soja epoxidado (OSE), analisando a relação estrutura química/atividade biológica das matrizes macromoleculares para uso como biomaterial na engenharia de tecidos. A síntese do OSE foi efetuada pela rota oleoquímica, cuja eficiência foi determinada por espectroscopia de infravermelho e o rendimento da reação de 85% determinado por ressonância magnética nuclear de prótons. A partir da análise por calorimetria exploratória diferencial, detectou-se uma diminuição da temperatura de transição vítrea do polímero do óleo de soja (POSE) em relação ao OSE, sugerindo aumento do crescimento das cadeias poliméricas do POSE. Através da análise termogravimétrica, foi possível definir o perfil de degradação do OSE, com degradação em duas etapas, e do POSE, que degrada em apenas uma etapa e demonstra maior estabilidade térmica do POSE pelo aumento das interações moleculares. A reticulação e a hidrofilicidade do POSE foram promovidas com a adição de metacrilato de 2-hidroxietila (HEMA) à formulação por enxertia do monômero pela irradiação gama. Os resultados obtidos identificaram aumento da estabilidade mecânica, da gelificação e da absorção de água com o aumento do conteúdo de HEMA. Por fim, o grau de cristalinidade estimado para esses polímeros enxertados com HEMA de 27,5% foi definido através da difratometria de raios-X. A segunda etapa caracterizou-se pelo (i) desenvolvimento de POSEs com a enxertia de HEMA nas proporções OSE/HEMA 90:10 e 65:35 com irradiação por raios gama nas doses de 50 e 100kGy, (ii) caracterização físico-química dos POSE-HEMA e (iii) análise biológica desses materiais. Através da espectroscopia de infravermelho, pode-se detectar as regiões epoxidadas do POSE, assim como o sucesso da enxertia do monômero HEMA em todas as concentrações e doses de radiação utilizadas. Através da calorimetria exploratória diferencial, calculou-se a energia de ativação (Ea) dos polímeros. A cristalinidade dos materiais foi definida por difratometria de raios-X, mostrando caráter amorfo do material, bem como um pequeno incremento na porcentagem da cristalinidade com o aumento da intensidade das doses de radiação durante a síntese e um decréscimo dessa cristalinidade com o aumento na concentração de HEMA. A análise da citotoxicidade das amostras mostrou a ausência de toxicidade dos POSE-HEMA, confirmando a eficiência das lavagens dos polímeros para retirada de resíduos do processamento. A análise da hemocompatibilidade mostrou ausência de adesão de plaquetas e os testes de crescimento celular nas matrizes foram positivos. Através dos resultados obtidos nesta pesquisa, pôde-se concluir pelo potencial de utilização dos POSE-HEMA na engenharia de tecidos. / Tissue engineering and regenerative medicine have as main objective the morphologic/functional reestablishment of injured tissues and organs using cells, scaffolds, stem cells and control of immunological/biochemical responses promoted by the body. In addition, materials science seeks to develop biocompatible biomaterials that do not promote unwanted immune responses and provide the re-establishment of the functions of the tissue/organ. Polymers of natural origin stand out as biomaterials to resemble biological macromolecules, similarity to the extracellular matrix, reduced chance of inflammation and chronic pacing low or no toxicity. This study aimed the development of macromolecular arrays originated from epoxidized soybean oil (OSE), analyzing the relationship between the chemical structure/biological activity of the macromolecular arrays for use as biomaterials in tissue engineering. The synthesis of OSE was performed through the oleochemical route, whose efficiency was determined by infrared spectroscopy and the reaction yield of 85%, determined by nuclear magnetic resonance spectroscopy. From the analysis by differential scanning calorimetry, it was detected a decrease of the glass transition temperature of the epoxidized soybean oil polymer (POSE) compared with OSE, suggesting an increase of the growth of polymer chains of POSE. Thermogravimetric analysis was performed to define the OSE degradation profile, which degrades in two steps. The POSE degrades in just one step and shows higher thermal stability by the increased molecular interactions. The hydrophilicity and crosslinking of POSE was promoted by the addition of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) with the monomer grafting by gamma irradiation. The results showed an increased mechanical stability, gelation and water absorption with the HEMA content increasing. Finally, the degree of crystallinity for such polymers grafted with HEMA was 27.5%, estimated by X-ray diffractometry. The second stage was characterized by (i) developing POSEs with the grafting of HEMA in the proportions OSE / HEMA 90:10 and 65:35 irradiated by gamma rays at doses of 50 and 100kGy, (ii) physico-chemical characterization of POSE-HEMA and (iii) analysis of biological materials. By infrared spectroscopy, it was detect the epoxidized regions of POSE, as well as the successful grafting of the monomer HEMA concentrations with all radiation doses. By differential scanning calorimetry, the activation energy was calculated (Ea) of the polymers. The crystallinity of the material was defined by X-ray diffraction, showing tendency of amorphous material as well as a small percentage of the increase in crystallinity with increasing intensity of radiation doses during this synthesis and a decrease in crystallinity with the increasing concentration of HEMA. The analysis of the samples did not show cytotoxicity on POSE-HEMA and confirmed the efficiency of polymer washings to remove the processing waste. The analysis of hemocompatibility showed any platelet adhesion and the cell growth on the scaffolds was positive. From the results obtained in this research, we concluded by the potential use of POSE-HEMA in tissue engineering.
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Estudo das propriedades biocompatíveis de arcabouços poliméricos derivados de óleos vegetais para aplicação na engenharia de tecidos / Study of biocompatible properties of polymeric scaffolds derivated from vegetable oil for tissue engineeringFernando José Costa Baratéla 03 July 2015 (has links)
A engenharia de tecidos e a medicina regenerativa possuem como objetivo principal o restabelecimento morfológico/funcional de tecidos e órgãos lesionados com a utilização de células, matrizes celulares e células tronco, controlando as respostas imunológicas/bioquímicas promovidas pelo organismo. Adicionalmente, a ciência dos materiais busca desenvolver biomateriais biocompatíveis que não promovam reações imunológicas indesejadas e proporcionem o reestabelecimento das funções do tecido/órgão. Polímeros de origem natural destacam-se como biomateriais por assemelharem-se a macromoléculas biológicas, similaridade com a matriz extracelular, menor possibilidade de estimulação de inflamação crônica e baixa ou ausência de toxicidade. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver matrizes macromoleculares originadas do óleo de soja epoxidado (OSE), analisando a relação estrutura química/atividade biológica das matrizes macromoleculares para uso como biomaterial na engenharia de tecidos. A síntese do OSE foi efetuada pela rota oleoquímica, cuja eficiência foi determinada por espectroscopia de infravermelho e o rendimento da reação de 85% determinado por ressonância magnética nuclear de prótons. A partir da análise por calorimetria exploratória diferencial, detectou-se uma diminuição da temperatura de transição vítrea do polímero do óleo de soja (POSE) em relação ao OSE, sugerindo aumento do crescimento das cadeias poliméricas do POSE. Através da análise termogravimétrica, foi possível definir o perfil de degradação do OSE, com degradação em duas etapas, e do POSE, que degrada em apenas uma etapa e demonstra maior estabilidade térmica do POSE pelo aumento das interações moleculares. A reticulação e a hidrofilicidade do POSE foram promovidas com a adição de metacrilato de 2-hidroxietila (HEMA) à formulação por enxertia do monômero pela irradiação gama. Os resultados obtidos identificaram aumento da estabilidade mecânica, da gelificação e da absorção de água com o aumento do conteúdo de HEMA. Por fim, o grau de cristalinidade estimado para esses polímeros enxertados com HEMA de 27,5% foi definido através da difratometria de raios-X. A segunda etapa caracterizou-se pelo (i) desenvolvimento de POSEs com a enxertia de HEMA nas proporções OSE/HEMA 90:10 e 65:35 com irradiação por raios gama nas doses de 50 e 100kGy, (ii) caracterização físico-química dos POSE-HEMA e (iii) análise biológica desses materiais. Através da espectroscopia de infravermelho, pode-se detectar as regiões epoxidadas do POSE, assim como o sucesso da enxertia do monômero HEMA em todas as concentrações e doses de radiação utilizadas. Através da calorimetria exploratória diferencial, calculou-se a energia de ativação (Ea) dos polímeros. A cristalinidade dos materiais foi definida por difratometria de raios-X, mostrando caráter amorfo do material, bem como um pequeno incremento na porcentagem da cristalinidade com o aumento da intensidade das doses de radiação durante a síntese e um decréscimo dessa cristalinidade com o aumento na concentração de HEMA. A análise da citotoxicidade das amostras mostrou a ausência de toxicidade dos POSE-HEMA, confirmando a eficiência das lavagens dos polímeros para retirada de resíduos do processamento. A análise da hemocompatibilidade mostrou ausência de adesão de plaquetas e os testes de crescimento celular nas matrizes foram positivos. Através dos resultados obtidos nesta pesquisa, pôde-se concluir pelo potencial de utilização dos POSE-HEMA na engenharia de tecidos. / Tissue engineering and regenerative medicine have as main objective the morphologic/functional reestablishment of injured tissues and organs using cells, scaffolds, stem cells and control of immunological/biochemical responses promoted by the body. In addition, materials science seeks to develop biocompatible biomaterials that do not promote unwanted immune responses and provide the re-establishment of the functions of the tissue/organ. Polymers of natural origin stand out as biomaterials to resemble biological macromolecules, similarity to the extracellular matrix, reduced chance of inflammation and chronic pacing low or no toxicity. This study aimed the development of macromolecular arrays originated from epoxidized soybean oil (OSE), analyzing the relationship between the chemical structure/biological activity of the macromolecular arrays for use as biomaterials in tissue engineering. The synthesis of OSE was performed through the oleochemical route, whose efficiency was determined by infrared spectroscopy and the reaction yield of 85%, determined by nuclear magnetic resonance spectroscopy. From the analysis by differential scanning calorimetry, it was detected a decrease of the glass transition temperature of the epoxidized soybean oil polymer (POSE) compared with OSE, suggesting an increase of the growth of polymer chains of POSE. Thermogravimetric analysis was performed to define the OSE degradation profile, which degrades in two steps. The POSE degrades in just one step and shows higher thermal stability by the increased molecular interactions. The hydrophilicity and crosslinking of POSE was promoted by the addition of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) with the monomer grafting by gamma irradiation. The results showed an increased mechanical stability, gelation and water absorption with the HEMA content increasing. Finally, the degree of crystallinity for such polymers grafted with HEMA was 27.5%, estimated by X-ray diffractometry. The second stage was characterized by (i) developing POSEs with the grafting of HEMA in the proportions OSE / HEMA 90:10 and 65:35 irradiated by gamma rays at doses of 50 and 100kGy, (ii) physico-chemical characterization of POSE-HEMA and (iii) analysis of biological materials. By infrared spectroscopy, it was detect the epoxidized regions of POSE, as well as the successful grafting of the monomer HEMA concentrations with all radiation doses. By differential scanning calorimetry, the activation energy was calculated (Ea) of the polymers. The crystallinity of the material was defined by X-ray diffraction, showing tendency of amorphous material as well as a small percentage of the increase in crystallinity with increasing intensity of radiation doses during this synthesis and a decrease in crystallinity with the increasing concentration of HEMA. The analysis of the samples did not show cytotoxicity on POSE-HEMA and confirmed the efficiency of polymer washings to remove the processing waste. The analysis of hemocompatibility showed any platelet adhesion and the cell growth on the scaffolds was positive. From the results obtained in this research, we concluded by the potential use of POSE-HEMA in tissue engineering.
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