Synthesis and characterization of Poly(L-co-DL lactic acid-co-polycaprolactone)urethane.

Polyurethanes are applied for many purposes. This wide use is due to the versatility of these polymers, consisting of flexible and rigid segments, whose combination determines their characteristics. Therefore, the main objective of this work was to synthesize a biocompatible and biosorbable polyurethane, with an adequates properties to be used as a scaffold in meniscus regeneration. Prepolymer was obtained by bulk polymerization of L-lactide, D,L-lactide, polycaprolactone diol monomers. The initiator used was Tin II 2-ethylhexanoate. Materials was added to a flask under N2 atmosphere and immersed in an oil bath at 150 ºC, with stirring during 24 hours. Polyurethanes were obtained by solution polymerization of the prepolymer to a previous stage with 1,6-hexamethylene diisocyanate at a molar ratio of 1:8. Two polyurethanes were formed, using 2,1x10-4 mol of prepolymer and another one using 4,2x10-4 mol of prepolymer. The polyurethane synthesis was prepared on a flask under N2 atmosphere and immersed in oil at 70ºC with stirring during 6 hours. The average molecular weight of prepolymer was 104 g/mol obtained by GPC. Prepolymer and polyurethane were analyzed by FTIR and 1H NMR where results showed the presence of polycaprolactone, L and D,L-lactic acid and urethane groups in the polyurethane. Glass transition temperature, crystallization temperature and melt temperature were obtained by DSC analysis. The amount of prepolymer used in the polyurethane synthesis generated a difference on temperatures obtained by DSC analysis. The crystallinity of the polyurethanes were also verified by XRD. In the DMA analysis was observed that the polyurethane films melting around 60°C. It was observed also at DSC analysis. The DMA results corroborated with those of the XRD for the difference in crystallinity between the polyurethane films, the PU-C is more crystalline than the others. The TG and DTG analysis of polyurethanes demonstrated the presence of three stages of weight loss, with the Tonset changing with crystallinity value. The cell viability assay, based on the cytotoxicity of the polyurethanes, has shown that it is possible to proliferate cells in polyurethane synthetized. Therefore due to the characteristics presented by this polyurethane it could be applied as polymeric biomaterial in the field of tissue engineering.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)As poliuretanas são aplicadas em diversos fins. Esta ampla utilização se dá pela versatilidade destes polímeros, constituído de segmentos flexíveis e rígidos, cuja combinação determina as propriedades características dos materiais em diversas aplicações. O objetivo deste trabalho é sintetizar uma poliuretana biocompatível e bioreabsorvível, com características adequadas para ser aplicada futuramente como arcabouço na regeneração tecidual de menisco. A poliuretana foi obtida através de dois estágios de sínteses, o primeiro para a produção do pré-polímero e o segundo para a produção da poliuretana. O pré-polímero foi obtido por polimerização em massa dos monômeros L-lactídeo, DL-lactídeo e policaprolactona-diol a 150°C por 24 horas. Por sua vez, as poliuretanas foram obtidas por polimerização em solução do pré-polímero, do estágio anterior, com o 1,6-hexametileno diisocianato, em uma relação molar 1:8. As sínteses ocorreram a 70°C por 6 horas. Duas delas foram a partir de 2,1x10-4 mol do pré-polímero e outra com 4,2x10-4 mol. O pré-polímero apresentou massa molar numérica média da ordem de 104 Da, obtida por GPC. O pré-polímero e as poliuretanas foram submetidos a caracterizações FTIR e RMN 1H. Os resultados por FTIR mostraram a presença dos grupos principais da policaprolactona e do L e DL ácido lático, confirmados pelo RMN 1H. Da mesma forma para a poliuretana, os resultados do FTIR mostraram a formação do grupo uretana, confirmado pelo RMN 1H. Por meio da DSC dos pré-polímeros e das poliuretanas foi possível obter os valores de temperatura de transição vítrea, de cristalização e de fusão. Notando diferenças entre as poliuretanas quanto a apresentação desses eventos, devido à quantidade de mol utilizada na síntese. As cristalinidades das poliuretanas foram verificadas também por DRX, relacionando esta técnica com o ensaio de DSC, a fim de verificar qual poliuretana possui maior cristalinidade. Ao realizar o ensaio de DMA observou-se que os filmes das poliuretanas amoleceram ao atingir temperaturas por volta de 60°C, relacionando aos eventos observados no DSC. Os resultados do ensaio de DMA corroboram com os do DRX quanto à diferença de cristalinidade entre os filmes de poliuretana, demonstrando que a PU-C possui maior cristalinidade que as demais. As curvas de TG e as de DTG das poliuretanas demonstraram a presença de três estágios de perda de massa, com o Tonset diferindo-se entre as poliuretanas, conforme há o aumento de cristalinidade. O ensaio de viabilidade celular, com base na citotoxidade das poliuretanas, demonstrou que é possível proliferar células sobre as mesmas. Em função das características apresentadas pelo material desenvolvido, é possível uma futura aplicação do mesmo como biomaterial polimérico no campo da engenharia tecidual