Development of flexible and neutralized chitosan and alginate dressing containig AlphaSan 'Marca Registra' RC2000

Orientador: Ângela Maria MoraesDissertação (mestrado-) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuímicaResumo: Polímeros biodegradáveis estão sendo amplamente aplicados na constituição de curativos para o tratamento de lesões de pele de diferentes origens, estando a quitosana e o alginato dentre os mais estudados. A associação de alginato e quitosana em curativos pode atuar de maneira positiva na absorção de fluidos das lesões, além de propiciar a incorporação de fármacos. Entretanto, a flexibilidade do dispositivo é baixa e o processo de obtenção é lento em função de etapas como a correção do pH para a neutralidade, secagem e reticulação. Neste trabalho teve-se por objetivo melhorar as propriedades mecânicas de membranas de quitosana e alginato pela incorporação de um gel de silicone comercial (Silpuran® 2130 A/B), avaliar os efeitos da correção do pH em etapa única, da temperatura de secagem e também da eliminação das etapas de reticulação nas características de membranas de quitosana e alginato na presença e ausência de AlphaSan®RC2000, um agente microbicida à base de prata. As membranas foram caracterizadas quanto à espessura, à absorção de fluidos, à perda de massa quando expostas a diferentes fluidos fisiológicos e à resistência mecânica. Análises complementares de FTIR e EDS também foram realizadas. Os resultados obtidos mostraram que as membranas secas a 60 °C apresentaram superfície mais lisa que as secas a 37 °C. A espessura diminuiu com a correção do pH para 7,0 e aumentou na presença de AlphaSan®RC2000. Para as formulações livres do antimicrobiano, a elevação do pH aumentou a absorção de soro fetal bovino e solução salina e aumentou também a perda de massa nesta última solução. Já as amostras obtidas na presença de AlphaSan® RC2000 apresentaram aumento na absorção de água. A elevação da temperatura reduziu somente a perda de massa após o contato com a água. A reticulação, após a secagem, com CaCl2 a 2% mostrou-se indispensável para a estabilização das membranas, resultando em materiais com aspecto mais rugoso e maior espessura. A absorção de fluidos, a estabilidade em diferentes fluidos e a resistência mecânica diminuíram tanto na presença quanto na ausência de prata. Análises por EDS e FTIR mostraram que tanto o AlphaSan® RC2000 quanto o Silpuran® 2130 A/B, não são removidos após a etapa de lavagem das membranas. As formulações contendo o composto siliconado apresentaram-se mais homogêneas, flexíveis e com maior caráter adesivo, assim como menor espessura. A absorção de soluções por estas formulações foi menor e a estabilidade em solução foi maior. A resistência mecânica aumentou significativamente com a incorporação de silicone, atingindo-se uma tensão de ruptura máxima de 63 MPa. Dessa forma, é viável a diminuição do tempo de processamento das membranas pelo ajuste do pH em etapa única, pelo uso de temperaturas mais elevadas de secagem e pela eliminação da etapa de reticulação primária. A incorporação de Silpuran® 2130 A/B mostrou-se uma boa alternativa para a melhora das propriedades mecânicas dos curativos de quitosana e alginatoAbstract: Biodegradable polymers are widely applied in the constitution of dressings for treating various types of skin lesions, being chitosan and alginate two of the most studied raw materials. The association between alginate and chitosan in wound dressings can act positively in the absorption of fluids from lesions, allowing also the incorporation of drugs. However, the device flexibility is frequently low and its production is time-consuming due to steps such as adjusting the pH to neutrality, sample drying and crosslinking. This study aimed to improve the mechanical properties of chitosan-alginate wound dressings by incorporating a commercial silicone gel (Silpuran® 2130 A/B) and to evaluate the effects of pH correction in one step, of the drying temperature and also of the elimination of the crosslinking steps in the characteristics of chitosan-alginate membranes obtained in the presence and absence of AlphaSan® RC2000, an antimicrobial agent containing silver in its composition. The membranes were characterized regarding thickness, absorption of fluids, mass loss in different fluids and mechanical resistance. Complementary analyzes of FTIR and EDS were also performed. The results showed that membranes dried at 60 °C presented smoother surfaces than when dried at 37 °C. Membrane thickness decreased with the correction of the pH to 7,0 and increased in the presence of AlphaSan® RC2000. For formulations free of the antimicrobial agent, the pH adjustment increased bovine fetal serum and saline solution absorption, increasing also sample mass loss in the latter solution. Devices containing AlphaSan® RC2000, on the other hand, had increased water absorption. The increase of drying temperature, however, reduced mass loss due to prolonged contact with water. The crosslinking with CaCl2 2% after a drying step was shown to be essential for membrane stabilization, conducting to materials with less smooth surfaces and with greater thickness. The absorption of fluids decreased for samples prepared both in the presence and absence of silver, as did membrane stability and mechanical properties. EDS and FTIR analyzes showed that both AlphaSan® RC2000 and Silpuran® 2130 A/B were not removed from the membranes after the washing step. The formulations incorporating the silicone compound showed more homogeneous surfaces, greater flexibility and adhesivity, as well as lower thickness. The solution absorption was lower and membrane stability was higher for those devices. The mechanical strength increased with the incorporation of silicone, reaching a maximum of 63 MPa. Thus, it is viable to decrease the processing time of the membranes by pH adjustment in a single step, through the use of higher temperatures during drying and by the eliminating of the primary crosslinking step. The incorporation of Silpuran® 2130 A/B proved to be a good alternative for the improvement of the mechanical properties of chitosan and alginate dressingsMestradoDesenvolvimento de Processos BiotecnologicosMestra em Engenharia Químic