Preparation, morphological characterization of P(NIPAAM-CO-AAc) hydrogels

Orientador: Marcelo Ganzarolli de OliveiraTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de QuimicaResumo: Hidrogéis compostos de redes poliméricas são de grande interesse como biomateriais. Neste trabalho, foram sintetizados hidrogéis de poli(Nisopropilacrilamida) copolimerizados com ácido acrílico (P(NIPAAm-co-AAc)) e reticulados com metileno-bisacrilamida (MBAAm) em diferentes graus de reticulação, interpenetrados (IPNs) e semi-IPNs com PVA. A presença de AAc permitiu elevar a temperatura crítica inferior de solução (LCST) para 37° C. Observou-se que as propriedades mecânicas dos hidrogéis melhoram significativamente com a presença de PVA na rede polimérica e com o aumento do grau de reticulação. Observou-se que o aumento de 3 para 5% no grau de reticulação leva a uma mudança da morfologia dos poros dos hidrogéis de esféricos a tubulares e que a difusão de azul de metileno a partir dos hidrogéis com poros tubulares é aumentada quando o eixo principal dos poros está orientado paralelamente ao fluxo de soluto. Demonstrou-se que tanto o aumento do grau de reticulação como a redução da temperatura de 37 para 25° C levam a uma redução das velocidades de difusão de S-nitrosoglutationa (GSNO) e S-nitroso-Nacetilcisteína (SNAC) incorporadas nos hidrogéis. Verificou-se que tanto a absorção como a difusão destes solutos dependem das interações entre suas cargas elétricas resultantes e a carga da matriz polimérica em um determinado pH. Hidrogéis contendo GSNO e SNAC foram capazes de causar vasodilatação local na pele em aplicações tópicas, através de suas ações como doadores de óxido nítrico (NO). A ação vasodilatadora mais intensa e de mais curta duração da SNAC comparada à GSNO foi correlacionada com seu maior coeficiente de difusão na matriz de hidrogel. A aplicação do hidrogel aderido com adesivo de fibrina em um modelo animal de gastrosquises promoveu uma proteção efetiva das alças intestinais herniadas, com redução da inflamação.Abstract: Hydrogels composed of polymeric networks are of great interest as biomaterials. In this work hydrogels of poly(N-isopropilacrilamide) copolimerized with acrylic acid (P(NIPAAm-co-AAc)) and cross-linked with metilene-bisacrilamide (MBAAm) at different cross-linking degrees, interpenetrated (IPNs) and semi-IPNs with PVA. The presence of AAc allowed increasing the lower critical solution temperature (LCST) to 37° C. It was observed that the mechanical properties of the hydrogels are significantly improved with the presence of PVA in the polymeric network and with the increase in the cross-linking degree. It was observed that an increase from 3 to 5% in the crosslinking degree leads to a change in the pore morphology of the hydrogels from spherical to tubular and that the diffusion of methylene blue from the hydrogels with tubular pores is increased when the main axis of the pores are parallel oriented to the flow of the solute. The diffusion of S-nitrosothiols showed that the increase in the cross-linking degree from as well as the reduction in temperature from 37 to 25° C, leads to a reduction in the diffusion rates of S-nitrosoglutathione (GSNO) and S-nitroso-N-acetylcysteine (SNAC) incorporated in the hydrogels and that both the absorption and diffusion of these solutes depend on the interactions between their net electrical charge and that of the polymeric matrix at a given pH. GSNO and SNAC containing hydrogels were able to cause local vasodilation in the skin in topical applications through their actions as nitric oxide (NO) donors. The more intense and less lasting vasodilation action of SNAC, compared to GSNO was correlated to its higher diffusion coefficient in the hydrogel matrix. Application of the hydrogel bound through fibrin adhesive in an animal model of gastroschisis, provided an effective protection of herniated bowel, with reduction of inflammation.DoutoradoFísico-QuímicaDoutor em Ciência