Modelagem da viscosidade em mistura polivinilpirrolidona/quitosana para processamento de membrana adesiva
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i13.21348Palavras-chave:
Quitosana; Polivinilpirrolidona; Viscosidade; Otimização; Misturas.Resumo
Os biopolímeros polivinilpirrolidona e quitosana são biomateriais utilizados no tratamento de feridas, devido suas propriedades biológicas, físico-química entre outras, além de sua processabilidade. O controle da viscosidade dos polímeros é de fundamental importância para o processamento e consequentemente das propriedades das membranas, como a adesividade, crucial para aplicações de médicas em feridas. Nesse sentido, a proposta da pesquisa foi simular e avaliar a viscosidade de misturas poliméricas de quitosana de média massa molar (QM) e polivinilpirrolidona (PVP) em diferentes concentrações e proporções para síntese de membranas adesivas. Para tal, foi avaliado na literatura a viscosidade dos polímeros puros, simulado um modelo linear para viscosidade das misturas e, posteriormente, aplicado a metodologia de superfície de resposta (MSR) utilizando o modelo composto central, para três proporções QM/PVP em diferentes concentrações das soluções. A viscosidade dos polímeros QM e o PVP apresentam uma linha de tendência de crescimento exponencial, com baseado em dados da literatura, tendo um coeficiente de regressão satisfatório, e o modelo linear de simulação para viscosidade das misturas, demonstrou ser satisfatórios, considerando uma variação de 5%. Os gráficos de superfície resposta e contorno deixam evidentes o efeito da concentração da solução e proporção de mistura polimérica, e em quais situações de mistura é possível atingir níveis mais elevados e reduzidos da viscosidade. As informações obtidas na pesquisa são extremamente úteis, auxiliando no desenvolvimento das misturas poliméricas, de forma, a buscar as melhores condições, reduzir tempo de experimentos focando pontos de interesse.
Referências
Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial. (2011). Manual de Registro e Cadastramento de Materiais de Uso em Saúde (ABDI).
Araújo, Â. M., Letícia, I., Palmeira, T., & Maria, A. (2017). Utilização de nanopartículas no tratamento de feridas : revisão sistemática. 1–10.
Ashland. (2020). PVP Polyvinylpyrrolidone - Polymers Intermediates, solvents, monomers, polymers and specialty. Ashland Brochure. https://www.brenntag.com/media/documents/bsi/product_data_sheets/material_science/ashland_polymers/pvp_polymers_brochure.pdf
Augusto, F., & Leite, S. (2021). Curativos de prata no tratamento de feridas exsudativas - uma revisão sistemática. Revista Feridas, 09(46), 1682–1689.
Bernardo, M., Paschoalin, R., Santos, D., Bilatto, S., Farinas, C., Correa, D., Oliveira, O., & Mattoso, L. (2021). Processamento e Aplicação de Biomateriais Poliméricos: Avanços Recentes e Perspectivas. Química Nova, January. 10.21577/0100-4042.20170781
Bharti, S. (2018). Adhesives and Adhesion Technologies: A Critical Review. American Journal of Polymer Science and Technology, 4(1), 36. 10.11648/j.ajpst.20180401.13
Brito, G. F., Agrawal, P., Araújo, E. M., & Mélo, T. J. A. (2011). Biopolímeros , Polímeros Biodegradáveis e Polímeros Verdes. Revista Eletrônica de Materiais e Processos, 2, 127–139. 1809‐8797
Callister Jr, W. D., & Rethwisch, D. G. (2020). Fundamentals of materials science and engineering: an integrated approach. John Wiley & Sons.
Dallan, P. R. M. (2005). Síntese e caracterizaçao de membranas de quitosana para aplicaçao na regeneração da pele. Universidade Estadual de Campinas.
Damian, C., Beirão, L. H., Francisco, A. De, Santo, M. L. P. E., & Teixeira, E. (2005). Quitosana : Um Amino Polissacarídio Com Características Funcionais. Alim. Nutr., 16(2), 195–205.
Franco, P., & De Marco, I. (2020). The use of poly(N-vinyl pyrrolidone) in the delivery of drugs: A review. Polymers, 12(5), 18–21. 10.3390/POLYM12051114
Higashi, S., Hirai, T., Matsubara, M., Yoshida, H., & Beniya, A. (2020). Dynamic viscosity recovery of electrospinning solution for stabilizing elongated ultrafine polymer nanofiber by TEMPO-CNF. Scientific Reports, 10(1), 1–8. 10.1038/s41598-020-69136-2
Hu, X., Du, Y., Tang, Y., Wang, Q., Feng, T., Yang, J., & Kennedy, J. F. (2007). Solubility and property of chitin in NaOH/urea aqueous solution. Carbohydrate Polymers, 70(4), 451–458. 10.1016/j.carbpol.2007.05.002
Kurakula, M., & Rao, G. S. N. K. (2020). Pharmaceutical assessment of polyvinylpyrrolidone (PVP): As excipient from conventional to controlled delivery systems with a spotlight on COVID-19 inhibition. Journal of Drug Delivery Science and Technology, 60(September), 102046. 10.1016/j.jddst.2020.102046
Mishra, R., Varshney, R., Das, N., Sircar, D., & Roy, P. (2019). Synthesis and characterization of gelatin-PVP polymer composite scaffold for potential application in bone tissue engineering. European Polymer Journal, 119(July), 155–168. 10.1016/j.eurpolymj.2019.07.007
Muxika, A., Etxabide, A., Uranga, J., Guerrero, P., & de la Caba, K. (2017). Chitosan as a bioactive polymer: Processing, properties and applications. International Journal of Biological Macromolecules, 105, 1358–1368. 10.1016/j.ijbiomac.2017.07.087
Oréfice, R. L., Pereira, M. de M., & Mansur, H. S. (2006). Biomateriais: fundamentos e aplicações. In Biomateriais: fundamentos e aplicações (p. 538).
Pascual-Gil, S., Garbayo, E., Díaz-Herráez, P., Prosper, F., & Blanco-Prieto, M. J. (2015). Heart regeneration after myocardial infarction using synthetic biomaterials. Journal of Controlled Release, 203, 23–38. 10.1016/j.jconrel.2015.02.009
Penha, V. C. S., Silva, Y. M. de O., Silva, G. C. da, & Queiroz, M. B. de. (2020). Produção De Microesferas De Quitosana Para Fins Farmacêuticos. Brazilian Journal of Development, 6(8), 55941–55973. 10.34117/bjdv6n8-129
Pereira, C. C. C., & Hentschke, G. S. (2019). O Uso da Pele de Tilápia como Curativo Biológico na Recuperação de Pacientes Queimados. Revista Das Semanas Acadêmicas, 5(2).
Pillai, C. K. S., Paul, W., & Sharma, C. P. (2009). Chitin and chitosan polymers: Chemistry, solubility and fiber formation. Progress in Polymer Science (Oxford), 34, 641–678. 10.1016/j.progpolymsci.2009.04.001
Pinheiro, C. J. G., Carreira, L. G., Brito, G. A. O., Baranano, A. G., Morais, P. A. B., & Pinheiro, I. R. (2018). Preparação e caracterização de hidrogel com nanopartícula de cério, calendula officinalis e bixa orellana L. como potenciais curativos de feridas crônicas. Universidade Federal do Espírito Santo.
Pires, A. L. R., Bierhalz, A. C. K., & Moraes, Â. M. (2015). Biomaterials: Types, Applications, and Market. Química Nova, 38(7), 957–971. 10.5935/0100-4042.20150094
Raut, H. K., Das, R., Liu, Z., Liu, X., & Ramakrishna, S. (2020). Biocompatibility of Biomaterials for Tissue Regeneration or Replacement. Biotechnology Journal, 15(12), 1–14. 10.1002/biot.202000160
Rehman, M., Madni, A., & Webster, T. J. (2018). The era of biofunctional biomaterials in orthopedics: what does the future hold? Expert Review of Medical Devices, 15(3), 193–204. 10.1080/17434440.2018.1430569
Santos, J. E. dos, Soares, J. da P., Dockal, E. R., Campana Filho, S. P., & Cavalheiro, É. T. G. (2003). Caracterização de quitosanas comerciais de diferentes origens. Polímeros, 13(4), 242–249. 10.1590/s0104-14282003000400009
Sharma, A., Delshad, M., Huh, C., & Pope, G. A. (2011). A practical method to calculate polymer viscosity accurately in numerical reservoir simulators. Proceedings - SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 5, 3881–3894. 10.2118/147239-ms
Sigma-Aldrich. (2020). Product Product Specification Chitosan medium molecular weight. In Product Specification Chitosan medium molecular weight (p. 1). 10.1007/1-4020-4350-3_7
Sizílio, R. H., Galvão, J. G., Trindade, G. G. G., Pina, L. T. S., Andrade, L. N., & Gonsalves, J. K. M. C. (2018). Chitosan / pvp-based mucoadhesive membranes as a promising delivery system of betamethasone-17-valerate for aphthous stomatitis. Carbohydrate Polymers, 190(February), 339–345. 10.1016/j.carbpol.2018.02.079
Spin-Neto, R., Pavone, C., Moreno De Freitas, R., Adriana, R., Marcantonio, C., & Marcantonio-Júnior, E. (2008). Biomateriais à base de quitosana com aplicação médica e odontológica: revisão de literatura. Revista de Odontologia Da UNESP, 37(2), 155–161.
Tang, H., Zhang, P., Kieft, T. L., Ryan, S. J., Baker, S. M., Wiesmann, W. P., & Rogelj, S. (2010). Antibacterial action of a novel functionalized chitosan-arginine against Gram-negative bacteria. Acta Biomaterialia, 6(7), 2562–2571. 10.1016/j.actbio.2010.01.002
Tomaz, A. F. (2017). Desenvolvimento de membrana de quitosana/1, 4 naftoquinona para liberação controlada: curativo para feridas oncológicas.
Williams, D. F. (2009). On the nature of biomaterials. Biomaterials, 30(30), 5897–5909. 10.1016/j.biomaterials.2009.07.027
Zeugolis, D. I., & Pandit, A. (2015). Biofunctional biomaterials - The next frontier. Bioconjugate Chemistry, 26(7), 1157. 10.1021/acs.bioconjchem.5b00342
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2021 Moises Marques Paiva; Evilasio Anisio Costa Filho; Bruna Giovanna Barbosa dos Santos; Kleilton Oliveira Santos; Wladymyr Jefferson Bacalhau de Sousa; Pedro Carlos de Assis Júnior; Márcio José Batista Cardoso
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.
