Matrizes fibrosas de biopolímeros produzidas por electrospinning

Abstract

O trabalho descreve a preparação e caracterização de matrizes nanofibrosas obtidas por electrospinning combinando o álcool polivinílico (PVA) como polímero de suporte e o quitosano e o sulfato de dextrano como biopolímeros polielectrólitos com capacidade para conferir potencial bioactividade e propriedades funcionais atractivas. Foram determinadas e caracterizadas as concentrações poliméricas ideais em solução para a preparação das matrizes. Soluções que combinem elevada condutividade eléctrica e viscosidade intermédia revelaram-se mais eficazes para este processo. Concentrações de 9% (m/v) para o PVA, 0,5% (m/v) para o quitosano e 170% (m/v) para o sulfato de dextrano revelaram-se as mais apropriadas para a produção de matrizes variando os diâmetros das suas fibras entre os 160 e os 380 nm. A matriz de PVA é a que mais deformação até ruptura consegue sofrer; a adição de quitosano promove maior resistência à ruptura e a combinação dos três polímeros torna a matriz bastante frágil. A matriz de PVA aparenta ser a mais hidrofílica e com maior capacidade de absorção de água, a adição de quitosano aumenta a hidrofobicidade e diminui a capacidade de absorção de água e o sulfato de dextrano confere hidrofilicidade intermédia e absorções de água bastante irregulares.

ABSTRACT: This study describes the preparation and characterization of nanofibrous mats obtained by electrospinning (ES) of poly(vinyl alcohol) (PVA) and chitosan in a dilute acetic acid solution (2%(v/v)), and dextran sulphate in aqueous solution. The ideal polymeric concentrations were calculated based on SEM morphology of the fibers. The combination of intermediary viscous and high conductivity solutions appears to be the more appropriated to prepare the nanofibrous mats. The ideal concentrations were 9% (w/v) for PVA, 0.5% (w/v) for chitosan and 170% (w/v) for dextran sulphate; under these conditions the mats where composed by PVA+chitosan and dextran sulphate fibers with 160 and 380 nm average diameter, respectively. PVA matrix seems to be the one which supports higher elongation; PVA+chitosan matrix had the higher tensile strength and Young modulus. PVA+dextran sulphate mats showed intermediate characteristics; those obtained from PVA+chitosan+dextran sulphate were very fragile and showed the worst mechanical properties. PVA matrix also seems to be the most hidrofilic one while the addiction of chitosan raises the hydrophobicity of the matrix. Dextran sulphate provides once more intermediary characteristics when added to other mats. The ability to absorb water seems to be higher on the PVA matrix (the most hydrophilic one) and lower on the PVA+chitosan matrix (the most hydrophobic one). Any addiction of dextran sulphate provides high heterogeneity in the absorption profile of the fibrous mats.