Síntese e caracterização de partículas de poli(álcool vinílico) utilizadas em aplicações biomédicas: contribuição da análise fractal e entropia de Shannon

Abstract

Embolização e quimioembolização são exemplos de procedimentos minimamente invasivos aplicados em medicina com objetivo de evitar e/ou amenizar efeitos colaterais causados por tratamentos e intervenções cirúrgicas convencionais. Partículas de poli(álcool vinílico) (PVA) destacam-se entre os materiais utilizados nesses procedimentos por apresentarem características físico-químicas desejáveis como elevada compressibilidade, biocompatibilidade e biodegradabilidade. A proposta deste trabalho foi sintetizar e caracterizar microesferas de PVA/PVAc com tamanhos de partículas entre 30µm e 1200µm por reação de polimerização em suspensão seguida por uma etapa de saponificação. Além disso, estudar a influência da concentração de solução alcalina no processo de saponificação. A caracterização morfológica e estrutural foi feita com auxílio das técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios-X (DRX). Além da caracterização físico-química, foi realizado o estudo histopatológico mediante implante subcutâneo das partículas em ratos, análise de dimensão fractal e entropia de Shannon. Os resultados mostraram que a concentração de solução alcalina exerce forte influência na cristalinidade, coloração e características superficiais do polímero obtido. As partículas com alta cristalinidade (saponificadas com solução 25 mol/L de NaOH) induziram à reação inflamatória similar ao comportamento observado para partículas disponíveis comercialmente, enquanto que as partículas menos cristalinas (saponificadas com solução 4 mol/L de NaOH) resultaram em baixa intensidade de reação inflamatória no tecido celular subcutâneo dos ratos. Dimensão fractal...

Embolization and chemoembolization are examples of minimally invasive procedures applied in medicine in order to avoid and/or reduce side effects caused by conventional treatments and surgeries. Particles of poly(vinyl alcohol) (PVA) stand out among these materials due to desirable physical and chemical characteristics such as high compressibility, biocompatibility and biodegradability. The purpose of this study was to synthesize and characterize PVA/PVAc microspheres with sizes between 30µm and 1200µm by reaction of suspension polymerization step followed by a process of saponification. Moreover, study the influence of the concentration of alkaline solution in the process of saponification. The morphological and structural characterization was made with scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). In addition to the physico-chemical characterization, it was carried the histopathological study by subcutaneous implantation of particles in rats, analysis of fractal dimension and Shannon´s entropy. The results indicated that the concentration of alkaline solution strongly influence the crystallinity, color and surface characteristics of the polymer. Highly crystalline particles (saponified with 25 mol/L NaOH) induced inflammatory reaction similar to the behavior observed for the commercial particles, while particles with lower crystallinity (saponified with 4 mol/L NaOH) presented lower inflammation in the subcutaneous tissue of rats. Fractal dimension and Shannon´s entropy showed satisfactory correlation with the histopathological analysis: the values have changed as the permanence time of particles in rats, behavior was satisfactory from a clinical standpoint because it corroborates the qualitative changes observed in the subcutaneous tissues in response to disturbance of the immune... (Complete abstract click electronic access below)