Nanocompósitos multifuncionas de fibroína reforçados com biocelulose

Abstract

This work shows the preparation and characterization of the new nanocomposites based on fibroin and biocellulose. Bacterial cellulose (BC) is an exopolysaccharide produced by bacteria of the genus Gluconacetobacter, which it has identical chemical structure of the cellulose from plants and it has gained attention in the field of research for its unique properties as excellent mechanical properties when dry and hydrated , higher capacity of water retention, moldability , biodegradability and excellent biological affinity . Silk fibroin (SF) is a structural protein present in the cocoon of the silkworm, Bombyx mori, has been identified as suitable for developing optical devices, tissue engineering application, enzyme immobilization, controlled release drug agent biopolymer. Silk fibroin/bacterial cellulose nanocomposite films were prepared impregnating different cellulose charges (0.5 %, 1.0 %, 1.5 %, 2.5 %, 5.0 % and 10.0 %) weight/weight. According mechanical tests and water and Paynes's cup permeability showed that SF/BC 1% nanocomposite has the most relevant results. Poliethylenoglicol (PEG) containing SF films improved optical and mechanical properties when compared to pristine SF film. New SF/BC nanocomposites could be applied in Medicine, as biodegradable packaging and flexible substrates for OLEDs.

Este trabalho apresenta preparação e caracterização de novos nanocompósitos baseados em fibroína e biocelulose. A celulose bacteriana (CB) é um exopolissacarideo produzido por bactérias do gênero Gluconacetobacter, que possui estrutura química idêntica a celulose vegetal e tem ganhado atenção no campo de pesquisa por suas propriedades únicas como, excelente propriedade mecânica quando seca e hidratada, porosidade, maior capacidade de retenção de água, moldabilidade, biodegradabilidade e excelente afinidade biológica.A fibroína, uma proteína estrutural presente no casulo do bicho da seda,Bombyx mori,foi recentemente identificado como um biopolímero adequado para o desenvolvimentode dispositivos ópticos, uso em engenharia de tecidos, imobilização de enzimas, agente de liberação controlada de drogas e regeneração tecidual. Foram feitos filmes de fibroína agregando-se diferentes cargas de CB, 0,5%, 1,0%, 1,5%, 2,5%, 5,0% e 10,0%. Osestudos ópticos mostraram que a carga de celulose prejudicou a transparência do material. Caracterizações térmicas, morfológicas e estruturais comprovaramque os dois materiais interagem entre si, gerando novas propriedades. Ensaios mecânicos mostraram que a carga de 1% de celulose foi a que manteve as propriedades do novo filme mais parecidas com as membranas de Cb e Fb isoladas. Posteriormente foi feita a agregação do plastificante polietileno glicol, com diferentes massas molares, em uma matriz de fibroína. Os filmes mostraram excelentes propriedades ópticas, além de boas propriedades mecânicas. Os novos materiais se mostraram viáveis para aplicações biomédicas, bem como para embalagens e dispositivos ópticos.