Hidrogéis baseados em goma arábica e guar: síntese e aplicação na remoção de corantes e estudo de liberação controlada de fármaco.

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Reis, Adrielle Cristina dos
• Orientador(a): Viana, Adriano Gonçalves
• Banca de defesa: Fiorin, Barbara Celania , Kloss, Juliana Regina
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual de Ponta Grossa
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Química
• Departamento: Departamento de Química
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: hidrogel; goma arábica; goma guar; azul de metileno; hidrocortisona; hydrogel; arabic gum; guar gum; methylene blue dye; hydrocortisone
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/3556

Hidrogéis (HG) são redes poliméricas tridimensionais capazes de absorver uma grande quantidade de água ou outros fluídos. Podem ser sintetizados a partir de diversos polímeros, sintéticos ou naturais como a goma arábica (GA) e a goma guar (GG). Os hidrogéis vêm sendo estudados visando aplicações em áreas como a farmácia e o meio ambiente. Baseado nisto, este trabalho teve dois grandes objetivos, sintetizar hidrogéis híbridos a base de goma arábica e farelo da casca de pinhão, aplicando-os no processo de remoção do corante azul de metileno (AM). O outro objetivo foi estudar o comportamento pH responsivo e o processo de liberação controlada da hidrocortisona (HCS) a partir de hidrogéis a base de goma guar em fluído gástrico (FGS) e intestinal simulado (FIS). Inicialmente, hidrogéis híbridos foram sintetizados por planejamento fatorial 32, utilizando diferentes massas (250,0; 400,0 e 550,0 mg) de GA modificada (GAm) com o agente reticulante metacrilato de glicidila (GMA), e de farelo da casca de pinhão (0,0; 50,0 e 100,0 mg), juntamente com os agentes espaçadores N,N-dimetilacrilamida (DMAAm) e acrilato de sódio (NaAc), em concentrações constantes, obtendo-se assim 9 formulações. Uma vez obtidos e desidratados, estudou-se o grau de intumescimento (GI) destes HGs em solução aquosa, aferindo-se a massa de água absorvida por grama de hidrogel seco, em intervalos de tempo específicos ao longo de 168 horas. Desta forma, foi possível verificar que algumas formulações do hidrogel híbrido apresentaram um comportamento superabsorvente, ou seja, atingiram valores de GI superiores a 100,0 g g-1, destacando-se o HG denominado G2P2, composto por 400,0 mg de GAm e 50,0 mg de farelo de casca de pinhão (GI = 256,14 g g-1). Com relação ao mecanismo de intumescimento, verificou-se que todas as formulações estudadas apresentaram valores para o expoente de difusão (n) coerentes com transporte anômalo. Análises estatísticas confirmaram que existe um efeito sinérgico entre as concentrações de GAm e de farelo da casca de pinhão que afetam as propriedades de intumescimento dos hidrogéis híbridos. Para os ensaios de remoção do azul de metileno (20,0 mg L-1), verificou-se que os hidrogéis G2P2 e G2P3, contendo 50,0 e 100,0 mg do farelo da casca de pinhão, se previamente intumescidos em água, apresentaram maior capacidade de remoção do corante chegando a valores próximos a 90%. Além disso hidrogéis contendo 100,0 mg de farelo da casca de pinhão demonstraram maior capacidade de serem reutilizados já que mantiveram taxas de remoção acima de 90% mesmo após três ciclos de uso, o que sugere uma possível eficiência na remoção do azul de metileno em concentrações superiores a 20,0 mg L-1. Já para os estudos de liberação controlada de fármaco, foram utilizados hidrogéis produzidos por planejamento fatorial 22 a partir de GG modificada com GMA (7,32 mg L-1) e dos agentes espaçadores NaAc (1,0 e 2,0 g) e DMAAm (1,0 e 2,0 mL). O carregamento dos hidrogéis com HCS foi realizado mediante intumescimento em solução aquosa do fármaco na concentração de 40,0 g L-1, onde o HG denominado G2A2D2, contendo em sua formulação as maiores concentrações de NaAc e DMAAm, obteve a maior absorção (2585,6 g de HCS por grama de hidrogel seco). Este resultado pode ser relacionado ao seu maior valor de GI (22,2 ± 0,3 g g-1), em relação aos demais HGs estudados e a sua porosidade elevada. Este comportamento foi atribuído aos grupamentos carboxila ionizados do NaAc na faixa de pH próxima 7,0, que geram forças de repulsão eletrostática entre as cadeias poliméricas, facilitando o intumescimento e a absorção da HCS. Por este mesmo motivo, o HG G2A2D2 também apresentou a maior taxa de liberação do fármaco (1986,5 g g-1 ou 77%) nos ensaios de liberação conduzidos em fluído gástrico (pH 1,2) e intestinal (pH 6,8) simulado, revelando um comportamento pH responsivo, onde um maior controle do processo de liberação do fármaco foi observado no fluído intestinal.