Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/19600
Título: Desenvolvimento de materiais híbridos à base de celulose bacteriana e/ou hidroxiapatita dopados com estrôncio
Título em inglês: Development of hybrid materials based on bacterial cellulose and/or hydroxyapatite doped with strontium
Autor(es): Luz, Erika Patrícia Chagas Gomes
Orientador(es): Vieira, Rodrigo Silveira
Coorientador(es): Borges, Maria de Fátima
Palavras-chave: Engenharia química
Materiais biomédicos
Data do documento: 2016
Citação: LUZ, E. P. C. G. (2016)
Resumo: Os materiais hídricos estão sendo amplamente utilizados pelas suas propriedades singulares que têm proporcionado avanços na ciência. O hídrico formado da combinação da combinação de celulose bacteriana (CB) e hidroxiapatita (CaHA) tem demonstrado ser um material promissor, principalmente para reparação óssea. A inserção de estrôncio (Sr) em matrizes de CB e CB/Caha foi escolhido, nesse trabalho, devido a este metal possuir propriedades semelhantes ao cálcio, tendo uma ação similar no corpo humano relacionado aos mecanismos de remodelação óssea. Neste contexto, o presente trabalho propõe obter materiais hídricos à base de celulose bacteriana e/ou hidroxiapatita, dopados com íons estrôncio, usando três diferentes rotas de síntese. A primeira rota consiste na formação de um material hídrico CB/CaHA, onde a hidroxiapatita é formada por fosfato de cálcio CaHA, seguido por adsorção em batelada de íons Sr, o que forma o hibrido (CB/CaHA/Sr). Na segunda rota de síntese o híbrido é composto de CB e apatita de estrôncio(CB/SrAp), através de ciclos de imersão da CB em solução de fosfato de sódio dibásico e solução de cloreto de estrôncio. A terceira rota de síntese consiste da inserção de estrôncio no meio de cultivo bacteriano, o que possibilita a formação de um híbrido CB/Sr por co-condensação. Os três biomateriais produzidos foram avaliados e comparados quanto à quantidade absorvida de Sr²⁺ e quanto ao processo de eluição. A quantidade adsorvida de Sr nos biomateriais nas melhores condições seguiu a seguinte ordem: CB/SrAp > CB/CaHA/Sr > CB/Sr, os quais retiveram 237,31; 29,91; 26,25 mg de Sr por g de material, respectivamente. O CB/CaHA/Sr teve a liberação mais rápida de Sr, com cerca de 80,08% de Sr dessorvido após 26 h. Obteve-se a isoterma de adsorção desse material e os dados experimentais de equilíbrio foram descritos pelo modelo de Mangmuir. Avaliou-se ainda alguns parâmetros sobre a capacidade de adsorção: temperatura e pH. Os outros dois materiais CB/Sr e CB/SaAP. liberaram estrôncio após 26 horas, nas quantidades de 50,64 % e 15,76 % respectivamente. Na produção de CB/Sr observou-se que comparativamente a uma amostra controle de CB (sem a adição de estrôncio), ao meio de cultura, há uma perda de rendimento em termos de massa, sugerindo que o Sr causa queda na produção da CB, o que foi corroborado pela queda de consumo de açúcar pelo microrganismo. Os materiais foram caracterizados utilizando as técnicas FTIR, MEV, BET, TGA, determinação de porosidade e grau intumescimento, a fim compreender a morfologia e interação biopolímero/metal. A partir desse resultados pôde-se inferir que os biomateriais produzidos são capazes de adsorver os estrôncio, mostrando um perfil diferenciado de adsorção/dessorção para cada material, envolvendo tanto o mecanismos de fissorção quanto quimissorção.
Abstract: Hybrid materials are widely used for their unique properties that have provided advances in science. The water formed from the combination of combination of bacterial cellulose (BC) and hydroxyapatite (CaHA) has been shown to be a promising material, especially for bone repair. The insertion of strontium (Sr) in arrays of CB and CB / Caha was chosen in this work due to this metal has properties similar to calcium, having a similar action in the human body related to bone remodeling mechanisms. In this context, this paper proposes to obtain water materials to bacterial cellulose-based and / or hydroxyapatite, doped with strontium ions, using three different synthesis routes. The first route consists in forming a water equipment CB / CaHA where hydroxyapatite is formed by calcium phosphate CaHA, followed by batch adsorption of Sr ions, which form the hybrid (CB / CaHA / Sr). In the second synthesis route hybrid is composed of strontium apatite and CB (CB / srap) through CB immersion cycles dibasic sodium phosphate solution and strontium chloride solution. The third synthesis route consists of strontium insertion into the bacterial culture medium which facilitates the formation of a hybrid CB / Sr by co-condensation. The three biomaterials produced were evaluated and compared for the amount absorbed from Sr²⁺ and as the elution process. The adsorbed amount of Sr biomaterials in the best conditions followed the following order: CB / SRAP> CB / CaHA / Sr> CB / Sr, which retained 237.31; 29.91; 26,25 mg per g of Sr material, respectively. CB / CaHA / Sr had the fastest release of Sr, about 80.08% Sr desorbed after 26 h. Was obtained adsorption isotherm of the material balance and experimental data have been described by Mangmuir model. We also evaluated some parameters on the adsorption capacity: temperature and pH. The other two materials CB / Sr and CB / PAES. Strontium released after 26 hours in the amount of 50.64% and 15.76% respectively. In the production of CB / Sr was observed that compared to a control sample of BC (without the addition of strontium), the culture medium, there is a loss of efficiency in terms of mass, suggesting that Sr cause decrease in the production of CB , which was corroborated by falling sugar consumption by the microorganism. The materials were characterized using FTIR techniques, SEM, BET, TGA, determination of porosity and swelling degree in order to understand the morphology and biopolymer / metal interaction. From that results could be inferred that the biomaterials produced are able to adsorb the strontium, showing a distinct profile of adsorption / desorption for each material, involving both fissorção mechanisms.
Descrição: LUZ, E. P. C. G. Desenvolvimento de materiais híbridos à base de celulose bacteriana e/ou hidroxiapatita dopados com estrôncio. 2016. 73 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/19600
Aparece nas coleções:DEQ - Dissertações defendidas na UFC

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
2016_dis_epcgluz.pdf3,79 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.