Avaliação do efeito da rugosidade superficial, tratamentos com irradiação e recobrimentos nanométricos nas propriedades antimicrobianas do PETG

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Rocha, Maximiliano Santos da
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Escola Politécnica
Brasil
PUCRS
Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/11782
Resumo: Com a pandemia da COVID-19, a utilização de Equipamentos de Proteção Individual (EPIs) foi recomendada para minimizar a disseminação do SARS-CoV-2, bem como para diminuir a contaminação secundária por bactérias. Contudo, muitos EPIs não possuem propriedades antimicrobianas, agindo somente como uma barreira física. Nesse contexto, o presente estudo tem como objetivo conferir propriedades antimicrobianas a protetores faciais de Poli(etilenoglicol-co-1,4-ciclohexanodimetanol tereftalato), o PETG, por meio de tratamentos físico-químicos isolados e/ou combinados, incluindo radiação iônica, ataque químico e recobrimento com prata ou cobre, utilizando a técnica de magnetron sputtering. Diferentes amostras foram produzidas e caracterizadas por diferentes técnicas, tais como MEV, AFM, RBS, FTIR, Raman, WAXS e Ângulo de Contato Estático. Para os testes biológicos, duas bactérias foram desafiadas pelas superfícies modificadas do PETG, a bactéria grampositiva S. aureus e a gram-negativa A. baumannii. Os resultados obtidos demonstraram que o processo de irradiação do PETG causa a degradação dos grupamentos químicos do polímero, indicando a formação de grupos OH e COOH como principais produtos de degradação. As amostras irradiadas e/ou atacadas quimicamente demonstraram um aumento da rugosidade e hidrofilicidade da superfície do PETG. Além disso, a combinação de irradiação e ataque químico resultou na formação de nanoporos na superfície do polímero, deixando-o mesoporoso. Nas amostras com deposição metálica, foi confirmada a presença de prata ou cobre na superfície do PETG. A deposição de cobre, associada aos tratamentos superficiais do PETG, resultou em uma redução significativa no crescimento bacteriano, demonstrado tanto nos resultados para S. aureus quanto para A. baumannii, além de atrasos no crescimento observados nos testes de cinética do crescimento bacteriano.
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Nesse contexto, o presente estudo tem como objetivo conferir propriedades antimicrobianas a protetores faciais de Poli(etilenoglicol-co-1,4-ciclohexanodimetanol tereftalato), o PETG, por meio de tratamentos físico-químicos isolados e/ou combinados, incluindo radiação iônica, ataque químico e recobrimento com prata ou cobre, utilizando a técnica de magnetron sputtering. Diferentes amostras foram produzidas e caracterizadas por diferentes técnicas, tais como MEV, AFM, RBS, FTIR, Raman, WAXS e Ângulo de Contato Estático. Para os testes biológicos, duas bactérias foram desafiadas pelas superfícies modificadas do PETG, a bactéria grampositiva S. aureus e a gram-negativa A. baumannii. Os resultados obtidos demonstraram que o processo de irradiação do PETG causa a degradação dos grupamentos químicos do polímero, indicando a formação de grupos OH e COOH como principais produtos de degradação. As amostras irradiadas e/ou atacadas quimicamente demonstraram um aumento da rugosidade e hidrofilicidade da superfície do PETG. Além disso, a combinação de irradiação e ataque químico resultou na formação de nanoporos na superfície do polímero, deixando-o mesoporoso. Nas amostras com deposição metálica, foi confirmada a presença de prata ou cobre na superfície do PETG. A deposição de cobre, associada aos tratamentos superficiais do PETG, resultou em uma redução significativa no crescimento bacteriano, demonstrado tanto nos resultados para S. aureus quanto para A. baumannii, além de atrasos no crescimento observados nos testes de cinética do crescimento bacteriano.With the COVID-19 pandemic, the use of Personal Protective Equipment (PPE) was recommended to minimize the spread of SARS-CoV-2, as well as to reduce secondary contamination by bacteria. However, many PPE do not have antimicrobial properties, acting only as a physical barrier. In this context, the present study aims to provide antimicrobial properties to poly(ethylene glycol-co-1,4-cyclohexanedimethanol terephthalate) PETG face shields, through isolated or combined physicochemical treatments, including ionic radiation, chemical etching, and coating with silver or copper, using magnetron sputtering technique. Different samples were produced and characterized by different techniques, such as SEM, AFM, RBS, FTIR, Raman, WAXS, and Static Contact Angle. For biological tests, two bacteria were challenged by the modified PETG surfaces, the gram-positive bacterium S. aureus, and the gramnegative A. baumannii. The results obtained demonstrated that the PETG irradiation process causes the degradation of the polymer's chemical groups, indicating the formation of OH and COOH groups as the main degradation products. The irradiated and/or chemically etched samples demonstrated an increase in the roughness and hydrophilicity of the PETG surface. Furthermore, the combination of irradiation and chemical etching resulted in the formation of nanopores on the polymer surface, leaving it mesoporous. In samples with metallic depositions, the presence of silver or copper on the PETG surface was confirmed. Copper deposition, associated with PETG surface treatments, resulted in a significant reduction in bacterial growth, demonstrated both in the results for S. aureus and A. baumannii, in addition to growth delays observed in bacterial growth kinetics tests.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESPontifícia Universidade Católica do Rio Grande do SulEscola PolitécnicaBrasilPUCRSPrograma de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de MateriaisPapaléo, Ricardo Meurerhttp://lattes.cnpq.br/1933730859000512Oliveira, Sílvia Dias dehttp://lattes.cnpq.br/9000371120427224Rocha, Maximiliano Santos da2025-09-10T17:57:37Z2023-09-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/11782porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RSinstname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)instacron:PUC_RS2025-09-10T23:00:12Zoai:tede2.pucrs.br:tede/11782Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede2.pucrs.br/tede2/PRIhttps://tede2.pucrs.br/oai/requestbiblioteca.central@pucrs.br||opendoar:2025-09-10T23:00:12Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)false
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