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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27878| Título: | Desenvolvimento e caracterização termomecânica de adesivos de tecido a base de cianoacrilato |
| Título(s) alternativo(s): | Development and thermo-mechanical characterization of cyanoacrylate-based tissue adhesives |
| Autor(es): | Santos, Miguel Grissai |
| Orientador(es): | Pintaude, Giuseppe |
| Palavras-chave: | Adesivos Viscosidade Viscoelasticidade Polímeros - Propriedades termomecânicas Polímeros - Propriedades mecânicas Análise espectral Adhesives Viscosity Viscoelasticity Polymers - Thermomechanical properties Polymers - Mechanical properties Spectrum analysis |
| Data do documento: | 6-Dez-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | SANTOS, Miguel Grissai. Desenvolvimento e caracterização termomecânica de adesivos de tecido a base de cianoacrilato. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Biomédica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. |
| Resumo: | Adesivos de tecido a base de cianoacrilato são elementos importantes na medicina moderna e ajudam no processo de cura e tratamentos tópicos de lacerações e incisões cirúrgicas da pele humana de forma natural com menor trauma ao tecido. Eles possuem fácil aplicação, dispensam a utilização de suturas, apresentam excelentes resultados cosméticos e, podem promover liberação de medicamento localizada. Vêm sendo utilizados para estancar sangramentos e hemorragias em sistemas vascularizados, e atuam como uma barreira antimicrobiana e agente de fixação de estruturas. O objetivo desse projeto foi especificar composições químicas de blendas para produzir adesivos de tecido a base de cianoacrilato, com viscosidade aumentada e maior grau de biocompatibilidade. A caracterização de 3 diferentes composições foi realizada com a utilização das técnicas FTIR (Frontier, Perkin Elmer), TGA (TGA 50, Shimadzu), DSC (DSC Q 20, TA Instruments). Os espectros FTIR obtidos entre 200 cm-1 e 4000 cm-1 indicaram a presença de grupos funcionais específicos, os monômeros bases das fórmulas. TGA e DSC forneceram informações sobre o perfil térmico das composições indicando a degradação e temperatura de perda de massa. As amostras iniciaram a degradação em torno de 160°C e finalizaram entre 200 e 250 °C. Além disso, medições de viscosidade (DHR3, TA Instruments) forneceram informações sobre a viscosidade das fórmulas e o seu comportamento sob uma variação de temperatura e variação de taxa de cisalhamento. A taxa de cisalhamento variou entre 300 s-1 e 1 s-1, enquanto a temperatura variou entre 20°C e 37°C. Os ensaios DMTA (DMA Q8000, TA Instruments) e reologia oscilatória (DHR-3, TA Instruments) mostraram a diferença nas propriedades e no comportamento dos materiais, bem como a transição entre comportamento elástico para viscoso. A avaliação de desempenho mecânico foi realizada pela comparação entre esses resultados com os obtidos através dos ensaios normatizados da ASTM para adesivos de tecido. Especificamente no DMTA, as composições apresentaram módulos de armazenamento e de perda similares sob a variação de temperatura de 0 e 80°C, enquanto uma amostra padrão comercial de um adesivo de tecido, usada como comparação de desempenho apresentou os menores valores, cerca de 25% a menos do que as demais amostras. A reologia oscilatória avaliada sob 37°C com uma variação da amplitude de deformação entre 0 e 100% com uma frequência de oscilação constante de 5 rad/s, permitiu a comparação de desempenho entre as composições avaliadas, e ao final uma comparação com os resultados obtidos no DMTA. Os resultados obtidos pelos testes das normas ASTM apontam para a utilizam de uma blenda a base de n-butil e 2-octil cianoacrilato mais viscosa de forma a não comprometer as propriedades mecânicas do adesivo, mas proporcionando ganhos em termos de grau de biocompatibilidade. As comparações entre as propriedades mecânicas de cada formulação e a sua resposta biológica segundo à literatura sugerem um cenário favorável à sua utilização. |
| Abstract: | Tissue adhesives are important elements in modern medicine and assist in the healing process of traumatic lacerations and surgical incisions of the human skin in a natural manner providing less tissue trauma. They are easy to use, dismiss the necessity of sutures, provide good cosmetic outcomes, and can provide local controlled drug release. They have been used to stop bleedings and hemorrhagic in vascular systems and act as a microbial barrier and structural fixation agents. The aim of this work was to specify the chemical composition of tissue adhesive based on cyanoacrylate-based blends. The characterization of three different formulations was achieved through FTIR (Frontier, Perkin Elmer), TGA (TGA 50, Shimadzu), DSC (DSC Q 20, TA Instruments). FTIR spectra obtained between 200 cm-1 and 4000 cm- 1 indicated the presence of specific functional groups, the base monomers of the formulas. TGA and DSC provided information on the thermal profile of the formulas showing the degradation profile and the temperature of mass loss. The samples started to degrade around 160°C and were completely degraded between 200 and 250 °C. Nonetheless, viscosity measures (DHR3, TA Instruments) provided information about the viscosity of the formulas and their behavior upon a temperature change and shear rate change. The shear rate range was from 300 s-1 to 1 s-1, while the temperature varied between 20°C and 37°C. DMTA (DMA Q8000, TA Instruments) and oscillatory rheology (DHR-3, TA Instruments) showed the difference in the properties and in the material’s behavior, as well as the transition between elastic and viscous behavior. Mechanical characterization was achieved through comparison between these results and the correspondent results of mechanical testing as per ASTM standards applicable to tissue adhesives. Specifically, for DMTA, compositions showed similar storage and loss modulus under a temperature range of 0-80°C, while a commercial standard sample, which was utilized as a comparison standard, showed the lowest values, about 25% less than other samples. Oscillatory rheology performed under 37°C with a change in the deformation amplitude between 0 and 100% and a constant oscillation frequency 5 rad/s, allowed a comparison between the samples evaluated and with the results from DMTA testing. ASTM testing results suggests the utilization of a viscous n-butyl and 2-octyl cyanoacrylate-based blend só that there is no compromise in the mechanical properties of the adhesive, but providing a better degree of biocompatibility, as the literature shows. Even though, biological testing is out of the cope of this study, comparisons between the mechanical properties of each sample and their respective biological response gives rise to a favorable scenario, as reported in the literature. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27878 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica |
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