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Tipo do documento: Dissertação
Título: Síntese de membranas híbridas para aplicação como biomaterial
Título(s) alternativo(s): Synthesis of hybrid membranes for application as biomaterial
Autor: Cariello, Daniella Herdi 
Primeiro orientador: Andrade, Mônica Calixto de
Primeiro coorientador: Silveira, Kelly Cristine da
Primeiro membro da banca: Aguilera, Leticia dos Santos
Segundo membro da banca: Santos, Shirleny Fontes
Terceiro membro da banca: Laxe, Laísa Araujo Cortines
Resumo: As membranas de acetato de celulose possuem uma ampla gama de aplicações, mas enfrentam algumas limitações, o que tem levado à intensificação das pesquisas no desenvolvimento de membranas híbridas. Este trabalho teve como objetivo sintetizar membranas de acetato de celulose com a adição de elementos como silício, titânio e nitrogênio em suas estruturas moleculares. Para isso, variaram-se as concentrações de TEOS (tetraetilortossilicato) e APTES (3-aminopropiltrietoxissilano), mantendo-se uma concentração fixa de TiPOT (isopropóxido de titânio). O processo de síntese envolveu as metodologias de sol-gel e inversão de fases, com adição de ácido nítrico. As membranas resultantes foram caracterizadas por diversas técnicas. A espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e a refletância total atenuada (ATR) foram empregadas para identificar os grupos funcionais presentes. Análises térmicas, incluindo termogravimetria (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC), foram utilizadas para avaliar a estabilidade térmica e as transições de fase das membranas. A morfologia das membranas foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada à espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDS) para determinar a distribuição dos elementos adicionados. Além disso, foram realizados testes de viabilidade celular e biomiméticos para avaliar a bioatividade e citotoxicidade das membranas. Todas as membranas sintetizadas apresentaram uma taxa de atividade citotóxica acima de 70% da viabilidade celular, indicando baixa toxicidade e alta biocompatibilidade. Os espectros de FTIR e as curvas de TGA foram similares para todas as membranas, evidenciando estabilidade térmica e presença dos grupos funcionais esperados. A morfologia das membranas mostrou características particulares para cada variação de composição, influenciando diretamente suas propriedades mecânicas e permeabilidade. Após 45 dias de teste biomimético, todos os espectros de FTIR revelaram picos característicos de fosfatos de cálcio e carboapatita, indicando a formação de uma camada bioativa na superfície das membranas. As membranas sintetizadas nesta dissertação apresentaram as características físicas e químicas esperadas, além de resultados biológicos satisfatórios, comprovando sua bioatividade e ausência de toxicidade.
Abstract: Cellulose acetate membranes have a wide range of applications but face certain limitations, which have led to intensified research in the development of hybrid membranes. This work aims to synthesize cellulose acetate membranes with the addition of elements such as silicon, titanium, and nitrogen into their molecular structures. For this purpose, the concentrations of TEOS (tetraethyl orthosilicate) and APTES (3-aminopropyltriethoxysilane) were varied, while a fixed concentration of TiPOT (titanium isopropoxide) was maintained. The synthesis process involved sol-gel and phase inversion methodologies, with the addition of nitric acid. The resulting membranes were characterized using various techniques. Fouriertransform infrared spectroscopy (FTIR) and attenuated total reflectance (ATR) were employed to identify the functional groups present. Thermal analyses, including thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC), were used to assess the thermal stability and phase transitions of the membranes. The morphology of the membranes was analyzed by scanning electron microscopy (SEM) coupled with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) to determine the distribution of the added elements. Additionally, cell viability and biomimetic tests were conducted to evaluate the bioactivity and cytotoxicity of the membranes. All synthesized membranes exhibited a cytotoxic activity rate above 70% of cell viability, indicating low toxicity and high biocompatibility. The FTIR spectra and TGA curves were similar for all membranes, indicating thermal stability and the presence of expected functional groups. The morphology of the membranes showed particular characteristics for each composition variation, directly influencing their mechanical properties and permeability. After 45 days of biomimetic testing, all FTIR spectra revealed characteristic peaks of calcium phosphates and carbonapatite, indicating the formation of a bioactive layer on the membrane surfaces. The membranes synthesized in this dissertation exhibited the expected physical and chemical characteristics, as well as satisfactory biological results, confirming their bioactivity and lack of toxicity.
Palavras-chave: Biomateriais
Síntese de membranas
Acetato de celulose
Membranas híbridas
Biomaterials
Membrane synthesis
Cellulose acetate
Hybrid membranes
Área(s) do CNPq: ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA::ENGENHARIA MEDICA::BIOMATERIAIS E MATERIAIS BIOCOMPATIVEIS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais (IPRJ)
Citação: CARIELLO, Daniella Herdi. Síntese de membranas híbridas para aplicação como biomaterial. 2024. 61 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Materiais) - Instituto Politécnico, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Nova Friburgo, 2024 .
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23328
Data de defesa: 17-Jun-2024
Aparece nas coleções:Mestrado em Ciência e Tecnologia de Materiais (IPRJ)



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