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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.82.2013.tde-28062013-153000
Documento
Autor
Nome completo
Marcelo Henrique Kravicz
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2013
Orientador
Banca examinadora
Yoshioka, Sérgio Akinobu (Presidente)
Beppu, Marisa Masumi
Rigo, Eliana Cristina da Silva
Título em português
Preparação e caracterização de membranas obtidas a partir de blendas de fibroína de seda e poli(álcool vinílico)
Palavras-chave em português
Fibroína da seda
Géis
Membranas
Poli(álcool vinílico)
Resumo em português
A fibroína da seda (SF) é uma proteína fibrosa, com caráter hidrofóbico, produzida pelo bicho-da-seda (Bombyx mori L.), cuja produção e armazenamento ocorre em glândulas especializadas antes do processo de fiação em fibras. Recentemente, soluções de fibroína de seda regenerada (RSF) têm sido utilizadas para formar diferentes materiais tais como géis, membranas, filmes e esponjas, para aplicações médicas (Medicina Regenerativa) e em sistemas de liberação de fármacos. Neste trabalho, procuramos estudar o comportamento da solução RSF 2% com adição de 0,25, 0,5 e 1% de PVA (polímero sintético e hidrofílico) por meio de ensaios de reologia dos géis obtidos (SF:PVA), e caracterização das membranas obtidas por meio da secagem em moldes dos géis. Os ensaios de reologia mostraram uma inversão de módulos, com transição de caráter elástico (G') para viscoso (G") para SF1 a 3%, entre 230 e 900% de deformação ('gama'); transição de caráter viscoso para elástico para as blendas SF:PVA 0,5 e 1% em ensaio de frequência ('ômega'). Com o aumento de temperatura, todas as blendas mantiveram seus comportamentos elástico (SF:PVA 0,25%) e viscoso (SF:PVA 0,5 e 1%) até 49 - 51°C, com transição líquido-gel; o aumento dos módulos G' e G"com o resfriamento das amostras ocorreu em todas as blendas. As membranas obtidas das blendas SF:PVA tiveram maior absorção de tampão fosfato salino (PBS) após 5 min de ensaio, no qual a blenda SF:PVA apresentou maiores valores de absorção. A caracterização das membranas por FT-IR ATR e DRX mostrou que ocorreu uma transição de conformação aleatória e hélice 'alfa' para folha 'beta', para todas as membranas, indicando que a adição do PVA nas blendas promoveu transições silk I para silk II. Deslocamentos de modo vibracional de 1.637/cm (amida I) para 1.616/cm (amida I) com modo centrado em 1.512/cm (amida II) foram vistos em todas as blendas no FT-IR ATR, e difratogramas apresentaram picos característicos às estruturas silk I (2'teta' = 10,12º, 2'teta' = 12,2° e 2'teta' = 28,2º) e silk II (2'teta' = 20 - 21 °1). TGA e DSC mostraram uma interação entre as cadeias de RSF c PVA, pela presença de uma temperatura única ele transição vítrea (Tg) entre RSF e PVA. Imagens AFM das blendas mostraram a presença de estruturas nanofibrilares, em formato de ilhas compactas e ramos, confirmando a transição da fase amorfa de SF 2% para hélice 'alfa' e folha 'beta', com a adição do PVA.
Título em inglês
Preparation and characterization of membranes obtained by silk fibroin and poly(vinyl alcohol)
Palavras-chave em inglês
Gels
Membranes
Poly(vinyl alcohol)
Silk fibroin
Resumo em inglês
Silk fibroin (SF) is a fibrous hydrophobic protein produced by silkworms (Bombyx mori L.), which production and storage occur into specialized glands previously fiber formation. Lately, regenerated silk fibroin (RSF) solutions have been used to produce different materials such as gels, membranes, films and sponges, for medical applications and drug delivery systems. In this study, the RSF with 0.25, 0.5 anel 1% PVA (synthetic and hydrophilic polymer) blends were characterized by rheological tests of the gels (SF:PVA), also membranes produced by casting process were characterized as well. Rheological tests showed moduli inversion with elastic to viscous behavior transition for SF 1 to 3%, between 230 anel 900% of strain ('gama'); a transition fram viscous to elastic behavior to SF:PVA 0.5 to 1% blends into frequency sweep tests was observed. With the temperature increment, all blends have kept their viscous anel elastic behavior until 49 - 51°C, and a liquid-gel transition occurred in the SF:PVA 0.5 and 1% blends, as well as all moduli have increased with the cooling stage of the samples. All membranes had the highest buffer absorption after 5 min of test, in which SF:PVA 0.5% blend presented high absorption values. FT-IR spectra and XRD diffractograms showed a transition from random and 'alfa'-helix to 'beta'-sheet, for all blends, indicating that PVA addition promotes silk I to silk II transition. Modal shifts were observed from 1.637/cm (amide I) to 1.616/cm (amide I) with a central mode in 1.512/cm (amide II) in all blends in the FT-IR ATR spectra. XRD diffractograms showed characteristic peaks of silk I structures (2'teta' = 10,12°, 2'teta' = 12,2° e 2'teta' = 28,2°) and silk II structures (2'teta' = 20 - 21 °1). TGA and DSC studies showed the possibility of interaction between SF and PVA chains by acquirement of mobility at once, at an intermediate temperature between SF anel PVA glass transition (Tg). AFM images exhibited different phases for all membranes, with the presence of nanofibers, wires, rods and branch islands, suggesting the formation of more organized structures, such as and 'alfa'-helix and 'beta'-sheet, with PVA addition.
 
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Data de Publicação
2013-07-02
 
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