MAGALHÃES, Francisco de Araújo. Preparação e caracterização de potenciais suportes porosos (scaffolds) a base de géis de Gelatina/Goma do cajueiro (Anacardium occidentale) oxidada. 2013. 57 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Celia Sena (celiasena@dqoi.ufc.br) on 2017-07-05T14:05:22Z
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Previous issue date: 2013 / Every single year, many patients suffer a loss or a failure in an organ or a tissue, due to a result of a certain disease or an injury. Many studies have been developing ways to repair organs or tissues, using the knowledge of Tissue Engineering. This particular methodology makes the usage of porous supports (scaffolds) as an environmental structure for the growth in cells and tissues, thus, the Gelatin scaffolds duly produced, are for the regeneration of cartilage and bone tissues. The Gelatin hydrogels obtained without a crosslinker would dissolve the temperature rapidly in the human body and this will greatly limit its applications. The difficulty is the fact that the crosslinkers are toxic. The oxidized polysaccharides duly investigated are crosslinkers and less toxic. The Oxidation of the polysaccharides with sodium periodates is a simple technique, which introduces multiple functional groups, such as the aldehyde making the polysaccharides capable of acting as a crosslinker for the macromolecular polymers containing amino groups, as the gelatin. The cashew gum (CG) is extracted from trees in the northeastern Brazil and it was characterized as a heteropolysaccharide containing the β-D-galactose (72-73%), α-D-glucose (11-14%), arabinose (4.6 -5%), rhamnose (3.2 to 4%) and the glucuronic acid (4.7 to 6.3%) by a mass percentage. This study aims the CG oxidation through a sodium periodate, in order to produce a polyaldehyde (CGO) that will interact with the gelatin to produce a hydrogel CGO/GE and be lyophilized for obtaining a porous structure, which is used to release the BSA, therefore, oxidations in percentages of 17, 46 and 71%, named CGO2, CGO5 and CGO8 were implemented. The IR spectra from the following oxidized derivates, CGO5 and CGO8, were observed and a different aspect in a new band with reference to the CG and CGO2 at 1735 cm-1 ascribed to the stretching vibration of the C=O bond in the aldehydes, which showed the oxidation. This study also shows the nuclear magnetic resonance spectra appearances of the signals 5.6 and 5.7, corresponding to a residual intra-hemiacetal formed between an aldehyde group and a neighboring hydroxyl group, as well as a decrease in the signal strength of the CH3 inside the rhamnose ( 1.3) and the offshoot from this particular signal, suggesting that an oxidation has occurred. The GPC chromatograms of the CG and the oxidized derivates, show that the molecular weight peak (Mpk) decreases with the increasing degrees in oxidation of the CG. Through the rheological tests, we observed that the increasing reaction in the temperature, decreases the time in the crossover, thus, indicating that the gel was formed rapidly at higher temperatures. Likewise, comparing different degrees of oxidation, the greater the degree of oxidation is, the faster the G' crosses G''. Porous gels from the CGO/GE were duly obtained through the freezing method and drying by lyophilization (freeze-drying). The micrographs on the surface were obtained from the porous average and the medium pore diameter decreases with the increase observed in the degree of the oxidation for the CGO, therefore, the CGO2/GE with the highest average of 201 ± 66 mM is followed by the CGO5/GE 150 ± 49 mM and the CGO8/GE 94 ± 22 microns. Hence, based in the agreement with the pore diameter obtained by the SEM, the gels of the CGO2/GE showed the highest average porosity, 53.00 ± 0.19% CGO5/GE followed by 39.02 ± 0.39% and the CGO8/GE 21.24 ± 2.38%. The swelling for the CGO/GE was CGO2/GE> CGO5/GE> CGO8/GE. We noticed that during the days of the swollen gels, a higher amount of the BSA released from the said gels. The CGO2/GE released 35.7% and then dissolved. The CGO8/GE released 82% of the BSA until the 13th day. / Todos os anos muitos pacientes sofrem a perda ou a insuficiência de um órgão ou tecido como resultado de acidentes ou doenças. Muitos estudos têm sido desenvolvidos para o reparo desses órgãos ou tecidos, utilizando conhecimentos da área de Engenharia de Tecidos. Esta se utiliza de suportes porosos (scaffolds) como ambiente para crescimento de células e tecidos. Suportes porosos de gelatina têm sido produzidos para a regeneração de cartilagem e tecidos ósseos. Hidrogéis de gelatina obtidos sem um agente reticulante dissolvem-se rapidamente a temperatura do corpo humano e isso limita muito suas aplicações. O problema é que a maioria dos agentes reticulantes é tóxico. Polissacarídeos oxidados têm sido investigados como agentes reticulantes muito menos tóxicos. Oxidação de polissacarídeos com periodato de sódio é uma técnica simples que introduz múltiplos grupos funcionais aldeídicos, tornando os polissacarídeos capazes de atuar como um reticulador macromolecular para polímeros contendo grupos amino, como é o caso da gelatina. A goma do cajueiro (GC) é extraída de árvores do nordeste brasileiro e foi caracterizada como um heteropolissacarídeo contendo β-D-galactose (72-73%), α-D-glucose (11-14%), arabinose (4,6-5%), ramnose (3,2-4%) e ácido glucurônico (4,7-6,3%) em porcentagem de massa. Este trabalho objetiva a oxidação de GC por periodato de sódio para a produção de um polialdeído (GCO) que irá interagir com Gelatina para a produção de um hidrogel de GCO/GE que por seguinte será liofilizado para a obtenção de uma estrutura porosa que será usada para liberar BSA. Foram realizadas oxidações nas porcentagens de 17, 46 e 71% que foram nomeadas de GCO2, GCO5 e GCO8, respectivamente. Nos espectros de Infravermelho dos derivados oxidados GCO5 e GCO8 foi observada a aparição de uma nova banda, em relação à GC e GCO2, em 1735 cm-1 atribuída a vibração de estiramento da ligação C=O de aldeído, o que evidencia a oxidação. No espectro de ressonância magnética nuclear ocorre o aparecimento de sinais em 5,6 e 5,7 correspondentes a um hemiacetal intra-residual formado entre um grupo aldeído e grupos hidroxilas vizinhos e também uma diminuição da intensidade do sinal de CH3 da ramnose ( 1,3) e um desdobramento deste sinal, sugerindo que a oxidação pode ter acontecido, também, nesta unidade monossacarídica. Os cromatogramas de GPC para GC e os derivados oxidados mostram que a massa molar de pico (Mpk) diminui com o aumento do grau de oxidação de GC. Através dos ensaios reológicos foi observado que com o aumento da temperatura da reação o tempo de crossover (tempo de gel) diminui indicando que o gel forma mais rapidamente a temperaturas mais altas. Da mesma forma comparando-se diferentes graus de oxidação, quanto maior o grau de oxidação mais rapidamente G’ cruza G’’. Suportes porosos a partir de géis de GCO/GE foram obtidos pelo método de congelamento e secagem por liofilização (freeze-drying). Foram obtidas micrografias da superfície porosa dos suportes e a média do diâmetro de poros observados diminui com o aumento do grau de oxidação de GCO. GCO2/GE com a maior média de 201 ± 66 µm seguido de GCO5/GE150 ± 49 µm e GCO8/GE 94 ± 22 µm. Em concordância com o diâmetro de poros obtidos por MEV, os géis de GCO2/GE apresentaram a maior média de porosidade, 53,00 ± 0,19% seguido de GCO5/GE 39,02 ± 0,39% e GCO8/GE 21,24 ± 2,38% que foi medida pelo método de intrusão de etanol. O intumescimento para os suportes de GCO/GE foi GCO2/GE > GCO5/GE > GCO8/GE. No acompanhamento da liberação em dias, os géis que intumesceram mais liberaram maior quantidade de BSA. GCO2/GE liberou 35,7% e depois dissolveu. GCO8/GE liberou 82% de BSA até o 13º dia (GCO5/GE não foi utilizada neste ensaio).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/23850 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Magalhães, Francisco de Araújo |
| Contributors | Maciel, Jeanny da Silva |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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