Morfologia de hidrogéis-ipn termo-sensíveis e ph-responsivos para aplicação como biomaterial na cultura de células

Abstract

Resumo:No presente trabalho, foram sintetizados hidrogéis com ambas as propriedades, termo-sensíveis e pH-responsivos, pela formação de redes de alginato de cálcio (alginato-Ca) dentro de redes de poli(N-Isopropil Acrilamida) (PNIPAAm), resultando em um sistema IPN (sistema de redes poliméricas interpenetradas). Através das análises por microscopia de varredura eletrônica (MEV) e ensaios de intumescimento foi possível observar que os hidrogéis IPN exibiram forte contração quando aquecidos acima da LCST (temperatura critica inferior de solubilização) da PNIPAAm, ou seja, acima de temperaturas de 30-35 °C. Observou-se ainda que devido à contração do hidrogel, houve uma diminuição significativa nos tamanhos de poros os quais foram observados pelas micrografias. Observou-se também que no intervalo de pH estudado os hidrogéis de IPN sofreram significativa variação da estrutura com a variação desse parâmetro. Tal efeito foi atribuído à presença de grupos químicos carregados com alginato, os quais possuem carga elétrica negativa. Os resultados indicaram que o hidrogel formado por alginato-Ca e PNIPAAm possuíram características especificas após variação de pH e temperatura, e que tais características são derivadas dos compostos individuais envolvidos na síntese. Nesse caso, as propriedades de alginato-Ca e PNIPAAm livres foram preservadas dentro do hidrogel. Tal hidrogel ficou mais resistente à aplicação de uma tensão de compressão. Como conclusão, observou-se que os hidrogéis apresentaram morfologia característica para variações controladas de pH e temperatura, podendo ser eficientemente aplicados como biomaterial na cultura de células. Palavras-chave: Hidrogel, termo-sensível, pH-responsivo, morfologia, cultura de células. Morphology of Temperature-sensitive and pH-responsive IPN-hydrogels for Application as Biomaterial for Cell GrowthAbstract: In the present investigation, hydrogels with pH-responsive and temperature-sensitive properties were obtained by formation of alginate-Ca network inside the PNIPAAm network resulting in an interpenetrated network system (IPN). From scanning electron microscopy (SEM) images and water uptake (WU) tests one observed that IPN hydrogels exhibited a drastic shrinking when heated above 30-35 °C. The shrinking resulted in decreased average pore size, thus affect the hydrogel morphology significantly. In the pH range studied, IPN hydrogels showed significant pH dependence, which was attributed to the charged alginate groups. The results indicated that the pH-responsiveness and temperature-dependence of alginate and PNIPAAm, respectively, were preserved in IPN hydrogels. In addition, such hydrogels become less deformable when subjected to compressive stress. These hydrogels presented porous morphology that may be tuned by controlling the temperature, and this makes them attractive for applications as biomaterial in cell growth.

Development of dual-sensitive smart polymers by grafting chitosan with poly (<italic>N</italic>-isopropylacrylamide): an overview

“…Furthermore, as a consequence of LCST dependence on the balance between attractive polymer-polymer and polymer-solvent interactions [24,65] , the transition temperature of PNIPAM can be adjusted by changing its molecular weight and concentration, by means of copolymerization of NIPAM with other comonomers, as well as through and addition of salts, surfactants and co-solvents [24,62,65,[82][83][84][85][86][87][88][89][90][91][92] .…”

“…There are many polymers responsive to the environmental pH ( Figure 2), including synthetic ones, such as poly (acrylic acid), poly (2-ethyl acrylic acid), poly (N,N-diethyl aminoethyl methacrylate) and poly (vinyl imidazole) [2] , and those from natural sources, such as alginate [88,89] , carboxymethylcellulose [90,91] and chitosan [92][93][94][95][96][97] . The pH-responsive polymers can also be classified as: (i) polyacids, which contain pendant weak acid groups, such as -COOH and -SO 3 H; (ii) polybases, that possess pendant weak basic groups (-NH 2 ) in their chains [2,10] ; or (iii) polyamphoterics, that bear both weak acid and basic groups [62] .…”

Polyurethane/Poly(2-(Diethyl Amino)Ethyl Methacrylate) blend for drug delivery applications

“…Blends have many applications, but in particular they are being proposed for using in drug delivery based on polymers [2][3][4] ; or on composites [5] . pH-sensitive systems are a particular case and several materials were proposed for preparing them, including silica particles [6,7] , other inorganic particles [8] , polymeric blends [9][10][11][12] , copolymers [13][14][15] and hybrid materials [16,17] .…”

Efeito Do Ph Na Liberação De Diclofenaco De Sódio De Gaze De Carboximetilcelulose Revestida Com Alginato

“…O intumescimento do dispositivo gaze-alginato é cerca de 120% em pH 7 e 200% em pHs 6 e 8. Em meio ácido a reticulação pode se desfazer parcialmente aumentando a mobilidade dos segmentos poliméricos e a interação com o solvente (Rubira et al, 2009). Nestas condições, os íons Ca 2+ presentes nos grupos -COO-Ca-OOC-do alginato-Ca podem ser substituídos por H + formando grupos -COOH.…”