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Tipo do documento: Dissertação
Título: Síntese sustentável de grafeno e análise de nanocompósitos à base de PLA: impactos da funcionalização no polímero e potenciais aplicações em tratamentos tópicos contra câncer
Título(s) alternativo(s): Sustainable graphene synthesis and analysis of PLA-based nanocomposites: impacts of polymer functionalization and potential applications in topical cancer treatments
Autor: FRANÇA, Álefe Roger Silva 
Primeiro orientador: ALENCAR, Luciana Magalhães Rebelo
Primeiro coorientador: SILVA, Luzeli Moreira da
Primeiro membro da banca: ALENCAR, Luciana Magalhães Rebelo
Segundo membro da banca: SILVA, Luzeli Moreira da
Terceiro membro da banca: FECHINE, Pierre Basílio Almeida
Resumo: Os biopolímeros vem sendo amplamente explorados no âmbito das aplicações biomédicas, principalmente devido a maior facilidade de processamento, e por apresentar um conjunto de propriedades mecânicas, químicas e biológicas que favorecem a sua implementação neste setor. A utilização dos biopolímeros foi impulsionada devido ao avanço das técnicas de manufatura aditiva (MA), em especial os métodos de impressão 3D por fusão e deposição de filamento (FDM), e a impressão de resina por estereolitografia (SLA). A adição de outros materiais à estrutura dos polímeros pode promover um aperfeiçoamento de suas propriedades, tornando­os mais versáteis em termos de aplicações. Nesse sentido, o grafeno tem se mostrado como um ótimo candidato, uma vez que apresenta ótimas propriedades mecânicas, de condução elétrica e térmica, além de ser capaz de modular propriedades físico­químicas dos polímeros. Porém, uma das dificuldades associadas a implementação do grafeno em aplicações biológica se deve a sua síntese, visto que, em grade parte dos procedimentos presentes na literatura, são empregados ácidos fortes. Neste aspecto, um dos principais objetivos desse trabalho foi o desenvolvimento de um processo de síntese verde. Além disso, por meio das impressoras 3D de filamento (FDM) e de resina (SLA), foram produzidas amostras a partir de filamento e resina à base de Ácido Polilático (PLA) e funcionalizadas com grafeno, com o intuito de averiguar as alterações provocadas pela inserção do material à estrutura do polímero, e a possibilidade da implementação destes nanocompósito em aplicações tópicas por meio da redução da viabilidade de crescimento de células cancerígenas. Para tal, foram realizados ensaios de imersão em Fluido Corporal Simulado (SBF), cultura de células e viabilidade celular. Os resultados de DRX e MEV/EDS realizados após a imersão, mostraram a formação de Hidroxiapatita (HA) na superfície das amostras de filamento PLA e PLAG. Com base nos resultados de Raman, AFM/KPFM e Microdureza Vickers, verificou­se que, quando comparado ao polímero puro, a adição de grafeno promove alterações estruturais, morfológicas, e elétricas, que culminam em alterações nas propriedades finais do material, resultando em mudanças no grau de interação das células com a superfície do material.
Abstract: Due to their greater ease of processing and because they present a set of mechanical, chemical, and biological properties, biopolymers have been widely explored in biomedical applications. The use of biopolymers has been boosted due to the advancement of additive manufacturing (AM) techniques, in particular, 3D printing methods by fusion and filament deposition (FDM) and resin printing by stereolithography (SLA). Adding other materials to the polymer structure can improve their properties, making them more versatile in applications. In this sense, graphene has proven to be an excellent candidate, as it has outstanding mechanical, electrical, and thermal conduction properties and can modulate the physicochemical properties of polymers. However, one of the difficulties associated with implementing graphene in biological applications is due to its synthesis since strong acids are used in a large part of the procedures present in the literature. One of the main objectives of this work was developing a green synthesis process. Furthermore, using filament (FDM) and resin (SLA) 3D printers, samples were produced from filament and resin based on Polylactic Acid (PLA) and functionalized with graphene to investigate the changes caused by inserting the material into the polymer structure and the possibility of implementing this composite in topical applications by reducing the growth viability of cancer cells. To this end, immersion tests in Simulated Body Fluid (SBF), cell culture, and cell viability were carried out. The XRD and SEM/EDS results performed after immersion showed the formation of Hydroxyapatite (HA) on the surface of the PLA and PLAG filament samples. Based on the results of Raman, AFM/KPFM, and Vickers Microhardness, it was found that the addition of graphene promotes structural, morphological, and electrical changes, which culminate in changes in the final properties of the material, which results in changes in the degree of interaction of the cells with the surface of the material.
Palavras-chave: Biopolímeros;
Grafeno;
Manufatura Aditiva.
Biopolymers;
Graphene;
Additive Manufacturing
Área(s) do CNPq: Ciências Exatas e da Terra
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE FÍSICA/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DOS MATERIAIS/CCSST
Citação: FRANÇA, Álefe Roger Silva. Síntese sustentável de grafeno e análise de nanocompósitos à base de PLA: impactos da funcionalização no polímero e potenciais aplicações em tratamentos tópicos contra câncer. 2024. 114 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais/CCSST) - Universidade Federal do Maranhão, Imperatriz, 2024.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6206
Data de defesa: 16-Ago-2024
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DOS MATERIAIS/CCSST

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