título do resumo

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SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE FILMES DE AMIDO RETICULADO:
ESTUDO DA INCORPORAÇÃO E LIBERAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS COM
PROPRIEDADES FARMACOLÓGICAS.
Bárbara Fornaciari, Gizilene Maria de Carvalho,
e-mail: [email protected]
Universidade Estadual de Londrina/ Departamento de Química/CCE
Área e subárea do conhecimento: Físico-química/Cinética Química e
Catálise
Palavras-chave: Sulfato de condroitina, ácido cítrico, cinética de liberação.
Resumo
Neste trabalho foram produzidos filmes de amido de mandioca reticulado com
ácido cítrico (AC) e filmes de amido/sulfato de condroitina (SC) em três
proporções de amido e SC (m/m): 70/30; 80/20; 90/10, respectivamente
reticulados com AC, pelo método casting. As porcentagens de reticulante
utilizadas foram 10 e 40% de massa de ácido em relação à massa de amido
seco. Para caracterização dos filmes foram realizadas análises de
termogravimetria (TGA), infravermelho (FT-IR) e permeabilidade ao vapor
d’água (PVA). Os dados de TGA mostram que a estabilidade térmica é elevada
pela adição de maiores quantidades de AC, e diminuída com adição de SC. As
análises de FT-IR indicam a presença de formação de ésteres, entre as
cadeias de amido e AC, decorrentes da reticulação. Os dados de PVA
mostraram que os filmes produzidos com 40% de AC apresentaram maior
permeabilidade ao vapor d´água e que a quantidade de SC não afeta esta
medida. A cinética de liberação de SC mostrou maiores taxas de liberação em
filmes contendo maiores quantidades de SC e nos filmes com maior
porcentagem de ácido cítrico.
Introdução
A dificuldade nas etapas de reciclagem de polímeros sintéticos devido à sua
difícil e lenta degradação, e a crescente preocupação com o meio ambiente
que vem mobilizando vários setores industriais a adotarem políticas que
diminuam os impactos à natureza têm incentivado a busca e pesquisa por
novas formulações com materiais biodegradáveis (PELIZER; PONTIERI; DE
OLIVEIRA MORAES, 2007). Biofilmes de polissacarídeos podem ser obtidos
pela dispersão ou solubilização de um biopolímero em um solvente e com
1
acréscimo de aditivos, obtendo-se então uma dispersão filmogênica
(HENRIQUE; CEREDA; SARMENTO, 2008). Um polímero de grande interesse
é o amido, que pode ser utilizado in natura ou modificado (física ou
quimicamente). Para este trabalho optou-se por modificar quimicamente o
amido por reação de reticulação com AC, que oferece vantagens como baixo
custo, biodegradabilidade, não-toxicidade e origem natural (OLSSON et al.,
2013).
Filmes de amido reticulado com AC, e de filmes de amido/SC reticulados
com AC, obtidos pelo método casting foram produzidos e caracterizados. O SC
é um biopolímero de grande importância estrutural encontrado em tecidos
conjuntivos e de cartilagens animais e suas características como nãotoxicidade e biodegradabilidade, são de interesse
para aplicações
farmacológicas e biomédicas (BUNHAK et al., 2007).
Materiais e Métodos
Foram preparadas duas soluções distintas: uma de amido de mandioca
gelatinizado a temperatura de 65 ± 50C e outra de SC preparada a temperatura
ambiente, ambas 2,5% (m/v). A partir destas soluções foram preparados filmes
de amido puro (controle) e de amido/SC nas proporções 70/30; 80/20 e 90/10
(v/v). Foram utilizadas as proporções de 10 e 40% de AC, em relação à massa
seca de amido, para as reações de reticulação. Em todos os filmes foi utilizado
glicerol como agente plastificante.
Análises termogravimétricas (TGA/DTG) foram realizadas no
equipamento TGA 4000 (Perkin Elmer), com uma taxa de aquecimento de
20ºC/min de 30 até 800ºC, sob atmosfera de N2. As análises de infravermelho
(FT-IR) foram realizadas no modo ATR no Espectrômetro Infravermelho
Frontier Optica (Perkin Elmer), de 750 a 4000 cm-1. A análise de PVA foi
realizado em triplicata. Amostras circulares com 5 cm de diâmetro (de
espessura previamente determinadas) foram presas em celas contendo CaCl2
em quantidades suficientes. As celas contendo amostras foram colocadas em
dessecador previamente saturado, 24 horas antes, com água destilada. Foram
feitas pesagens em intervalos de 1 hora durante 5 horas e após 24 horas. A
PVA foi calculada de acordo com a equação 1:
Equação 1
A cinética de liberação foi realizada após a imersão das amostras em
erlenmeyer contendo água destilada, e após determinados tempos, as
concentrações de SC foram determinadas em espectrômetro UV-Vis (UV/VIS
Spectrometer Lambda 25, Perkin Elmer®), utilizando-se uma curva analítica.
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Resultados e Discussão
As análises de FT-IR mostraram bandas bem distintas para os reagentes puros
(amido, SC, AC), características de cada componente. Os filmes controle
contendo 10 e 40% de AC apresentaram semelhança em todo o espectro,
exceto por uma banda em 1715 cm -1, que aparece muito mais intensa no filme
com 40%, atribuída à vibração de estiramento de C=O de ésteres, que
comprovaria a reticulação das cadeias do sistema (reação de esterificação
entre o grupamento ácido do AC e hidroxila do amido). A mesma banda
aparece nos filmes contendo SC.
A temperatura de início de degradação da amostra (Tonset) aumenta com
a quantidade de ácido cítrico adicionada, tanto para os filmes controle quanto
nos que contem o fármaco. Os dados de Tonset podem ser vistos na Tabela 1. O
AC em maior quantidade aumenta a estabilidade térmica dos filmes. Maiores
quantidades de SC diminuem a Tonset, reduzindo a estabilidade termica dos
filmes. Em grandes quantidades de SC, a rede polimérica já não tem mais
sítios onde o SC possa ligar-se, deixando-o assim, disperso na rede sem estar
ligado quimicamente à ela, uma vez que os sítios ativos já estão saturados com
ligações com o próprio fármaco, ou reticuladas com o ácido cítrico.
Tabela 1 – Valores de Tonset, PVA e concentração de SC (g/L) em 24 horas.
Amostras
Tonset (ºC)
PVA (g/mhPa)
[SC] (g/L)
AAC-10
244,26
3,30
AAC-40
289,24
4,59
7030-10
218,40
4,66
0,241
7030-40
251,76
3,68
0,253
8020-10
286,66
2,52
0,0983
8020-40
289,63
3,64
0,193
9010-10
271,06
2,59
0,103
9010-40
289,91
4,26
0,166
Fonte: Autor
Na Tabela 1 são mostrados os valores de PVA das amostras, indicando
que há um maior transporte de vapor d’água pelos filmes com maiores
quantidades de AC em sua formulação. Este dado discorda de estudos feitos
por (REDDY; YANG, 2010), que justificaram o decréscimo da permeabilidade
de seus filmes reticulados com maiores quantidades de ácido cítrico ao fator de
ligações mais fortes entre as redes poliméricas estarem ocorrendo e, portanto,
menor mobilidade. Sendo assim os filmes com 70% de amido foram os únicos
a apresentarem resultados coerentes.
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Os valores de concentração de SC no tempo de 24 horas estão
apresentados na Tabela 1. Estes dados mostram que a liberação do fármaco
ocorre em maiores quantidades conforme se aumenta o volume de SC
presente no filme, e quando se aumenta a concentração de AC. Isto ocorre
devido às cadeias de amido já estarem reticuladas com AC, deixando pouco ou
nenhum sítio para que o amido interaja quimicamente com o SC, deixando-o
menos retido.
Conclusões
As análises de TGA mostram que o aumento de AC faz aumentar a
estabilidade térmica dos filmes, enquanto o aumento de SC faz diminuir, fato
que leva a crer que, a partir de uma determinada concentração o fármaco
esteja disperso na matriz sem estar ligado quimicamente. Este fato é
comprovado pelo ensaio de liberação, que mostra que maiores quantidades de
SC em filmes com maiores porcentagens de AC liberam maiores quantidades
do fármaco. As analises de FT-IR também comprovam a reticulação entre as
cadeias de amido e AC.
Referências
BUNHAK, E. et al. Influência do sulfato de condroitina na formação de filmes
isolados de polimetacrilato: Avaliação do índice de intumescimento e
permeabilidade ao vapor d’água. Quím. Nova, v. 30, n. 2, p. 312-317,
2007.
HENRIQUE, C. M.; CEREDA, M. P.; SARMENTO, S. B. S. Características
físicas de filmes biodegradáveis produzidos a partir de amidos
modificados de mandioca. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 28,
n. 1, p. 231-240, 2008.
OLSSON, E. et al. Influence of citric acid and curing on moisture sorption,
diffusion and permeability of starch films. Carbohydr Polym, v. 94, n. 2,
p. 765-72, May 15 2013.
PELIZER, L. H.; PONTIERI, M. H.; DE OLIVEIRA MORAES, I. Utilização de
resíduos agro-industriais em processos biotecnológicos como
perspectiva de redução do impacto ambiental. Journal of Technology
Management & Innovation, v. 2, n. 1, p. 118-127, 2007.
REDDY, N.; YANG, Y. Citric acid cross-linking of starch films. Food Chemistry,
v. 118, n. 3, p. 702-711, 2010.
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