Poly (lactid acid) synthesis from lactic acid for aplication in biomedical devices

Os recentes avanços em biomateriais, como polímeros biodegradáveis e bioreabsorvíveis, juntamente com o desenvolvimento de novas técnicas de biofabricação, estão permitindo criar dispositivos médicos que auxiliam na recuperação de tecidos e/ou órgãos danificados por traumas ou doenças, proporcionando melhor qualidade de vida e saúde pública. O Poli (ácido láctico) (PLA) é, dentre os biomateriais, um dos mais importantes para a produção destes dispositivos, devido às suas propriedades e por ser produzido a partir do ácido láctico, um ácido orgânico de origem biológica, o qual pode ser sintetizado via fermentativa, utilizando açúcares derivados de cana-de-açúcar, no qual o Brasil tem grande destaque mundial. O PLA pode ser obtido por diferentes rotas, mas independente da rota utilizada, requer um rigoroso controle de processo. As condições de operação deste tipo de síntese influenciam amplamente as características finais do produto. Neste contexto, estudar o comportamento do processo de produção de PLA é necessário para desenvolver estratégias de controle que permitam escolher as condições operacionais para obter um produto com as propriedades desejadas. Neste estudo, foi apresentada a síntese e caracterização de PLA por duas rotas convencionais: condensação direta de ácido láctico e síntese por abertura do anel a partir do lactídeo previamente sintetizado a partir de ácido láctico. Também foi realizada a análise das variáveis operacionais (temperatura e tempo de reação), assim como seus efeitos sobre as características do produto, através dos testes de polimerização realizados e da análise das propriedades dos polímeros obtidos. O projeto foi realizado em três partes: síntese do polímero, caracterização deste e comparação dos resultados obtidos pelos dois métodos. As duas rotas de polimerização do ácido láctico resultaram ser adequadas para a obtenção do PLA a partir de ácido láctico nas condições estudadasRecent advances in biomaterials as biodegradable and bioabsorbable polymers, along with the development of new biomanufacturing techniques, are allowing to create medical devices that assist in tissue and/or organs repair damaged by trauma or disease, providing a better quality of life and public health. The Poly (Lactic Acid) (PLA) is, among the biomaterials, one of the most important for the production of these devices due to its properties and because it is produced from lactic acid, an organic acid of biological origin, which can be synthesized through fermentation using sugars derived from sugar cane, in which Brazil has great global leadership. The PLA can be obtained by different routes, but independent from that used, it requires a rigorous process control. The operating conditions of this kind of synthesis largely influence the final characteristics of the product. In this context, studying the behavior of the production process of PLA is required to develop control strategies that allow choosing the operating conditions for a product with the desired properties. In this study is presented the synthesis and characterization of PLA by two conventional routes: direct condensation of lactic acid and ring opening synthesis of lactide previously synthesized from lactic acid. Also carried out analysis of the operating variables (temperature and reaction time), as well as its effects on the characteristics of the product through of the polymerization tests performed and the analysis of the properties of polymers. The project was undertaken in three parts: polymer synthesis, characterization and comparison of the results obtained by two methods. The two routes of lactic acid polymerization were adequate for obtaining the PLA from lactic acid under the conditions studie