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Title: Compósitos quitosana/carbonato de cálcio para utilização em cânulas de fístula ruminal.
Other Titles: Chitosan / calcium carbonate composites for use in rumen fistula cannulas.
???metadata.dc.creator???: BARBOSA, Rossemberg Cardoso.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: FOOK, Marcus Vinicius Lia.
???metadata.dc.contributor.referee1???: RAMIRES, Ivan.
???metadata.dc.contributor.referee2???: FOOK, Sayonara Maria Lia.
???metadata.dc.contributor.referee3???: LARANJEIRA, Edilane.
???metadata.dc.contributor.referee4???: NÓBREGA, Múcio Marcos Silva.
Keywords: Quitosana;Carbonato de Cálcio;Biomaterial;Casca de Ovo;Polímeros;Chitosan;Calcium Carbonate;Eggshell;Polymers
Issue Date: 31-Aug-2011
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: BARBOSA, Rossemberg Cardoso. Compósitos quitosana/carbonato de cálcio para utilização em cânulas de fístula ruminal. 2011. 120f. (Tese de Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais), Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2011. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/7239
???metadata.dc.description.resumo???: A utilização de cânulas no sistema digestivo de ruminantes é frequentemente requisitada para estudos experimentais de digestibilidade. As cânulas utilizadas atualmente são fabricadas com polímeros sintéticos que apresentam mínima interação com o meio biológico, baixa biodegradabilidade e problemas de toxicidade relacionados aos aditivos. Por esta razão, a substituição dos polímeros sintéticos, por polímeros naturais, biodegradáveis, atóxicos e biocompatíveis como a quitosana poderá resultar na obtenção de um produto, que apresente melhor interação com o tecido animal. A quitosana, aplicada na Biomedicina, é um biomaterial que favorece a reconstituição fisiológica da pele e suas propriedades podem ser melhoradas pela adição de carbonato de cálcio de origem animal, extraído da casca do ovo de galinha, em preparações de compósitos quitosana/carbonato de cálcio (CaCO3). Sendo assim, este trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar membranas de quitosana e de compósitos quitosana/(CaCO3) para substituir, parcialmente, os polímeros sintéticos empregados atualmente em cânulas de fístula ruminal. Membranas de quitosana e compósito quitosana/(CaCO3) nas proporções de 1%, 5% e 10%, foram preparadas e caracterizadas por Espectroscopia na Região de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Difração de raios X (DRX), Tensão Superficial por medidas do ângulo de contato (TS), Análise de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Análise Termogravimétrica (TG), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Ótica (MO), Ensaio de Biodegradação Enzimática, Estabilidade em Soluções Aquosas Ácida e Alcalina, Estabilidade em Meio Ruminal, Avaliação da Viabilidade Celular dos Macrófagos (MTT), Determinação da Produção de Óxido Nítrico (NO) e Ensaio Mecânico (ensaio de tração). Na análise de FTIR, TS e ensaio mecânico a presença de CaCO3 nas proporções estudadas não demonstrou alterações significativas, quando comparadas as características da membrana de quitosana isoladamente. A técnica de DRX mostrou que, quanto maior a quantidade de CaCO3, maior é a cristalinidade do compósito. Quanto à topografia das amostras, a MO e a MEV revelaram que as partículas de carbonato de cálcio formaram aglomerados de tamanhos e formas variadas, porém bem distribuídas nas membranas. Pôde-se concluir com os resultados de DSC que o aumento da carga na membrana de quitosana proporcionou ao compósito maior estabilidade térmica, discretamente confirmada, pelo ensaio termogravimétrico (TG). Os ensaios de biodegradação apontaram que as membranas são biodegradáveis. A biocompatibilidade dos compósitos foi confirmada com os ensaios de MTT e NO, onde revelaram pouca ou nenhuma citotoxicidade. Baseado nos dados obtidos neste trabalho pode-se concluir que a membrana de quitosana com 1%, 5% e 10% de carbonato de cálcio extraído da casca do ovo de galinha apresenta viabilidade para ser aplicado como biomaterial, uma vez que otimiza a biocompatibilidade e a bioatividade do polímero sintético usado em cânulas e contribui para a redução da poluição ao meio ambiente.
Abstract: The use of cannulas in the digestive system of ruminants is often required for experimental studies of digestibility. The cannulas used today are made from synthetic polymers presenting minimal interaction with the biological environment, low biodegradability and toxicity problems due to additives. For that reason, the replacement of synthetic polymers used in the manufacture of these tubes, by a natural polymer, biodegradable, nontoxic and biocompatible such as chitosan may result in a product providing better interaction with the animal tissue. In Biomedicine, Chitosan is applied as biomaterial that favors the reconstitution of the skin and its physiological properties can be improved by the addition of calcium carbonate extracted form eggshells, leading to preparations of chitosan / calcium carbonate composites. Therefore, this paper proposes to develop and characterize chitosan membranes and chitosan / calcium carbonate composites to replace synthetic polymers currently used in these cannulas. Composite membranes of chitosan and chitosan / calcium carbonate with contents of 1%, 5% and 10% were prepared and characterized by Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), surface adhesion by contact angle measurements (TS), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analysis (TG), scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy (OM), Enzymatic biodegradation test, stability against acidic and alcaline aqueous solutions, Ruminal medium stability, assessment of cell viability of macrophages (MTT), Determination of the Production of Nitric Oxide (NO) and mechanical testing (tensile test). Regarding the FTIR and TS results, the presence of calcium carbonate in the proportions of 1%, 5% and 10% did not change significantly the characteristics of the chitosan membrane. The XRD technique showed that the greater the amount of calcium carbonate, the higher was the crystallinity of the composite. Regarding the topography, by light microscopy and scanning electron microscopy it was observed that calcium carbonate particles formed clusters of various sizes and shapes, but were well distributed in the membranes. Through the DSC can be concluded that the increased load on the membrane of chitosan gave them a greater thermal stability, which was also slightly observed by the thermogravimetric analysis (TG). The biodegradation tests showed that the membranes are biodegradable. The MTT assays and NO confirmed that the composites are biocompatible with low or without any cytotoxicity. Based on data obtained in this work can be concluded that the chitosan membrane with 1%, 5% and 10% calcium carbonate derived from the the chicken eggshell can be used as biomaterial and to improve the biocompatibility of synthetic polymers used in the cannulas, and this then contributes to the reduction of environmental pollution.
Keywords: Quitosana
Carbonato de Cálcio
Biomaterial
Casca de Ovo
Polímeros
Chitosan
Calcium Carbonate
Eggshell
Polymers
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharias
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/7239
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