Engenharia de Materiais e Nanotecnologia - Dissertações - EE Higienópolis

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    Dissertação
    Desenvolvimento de nanocompósitos para impressão 3D visando à fabricação de dispositivos médicos resistentes às bactérias de ambientes hospitalares
    Bozzo, Stella Bruno (2024-08-22)

    Escola de Engenharia Mackenzie (EE)

    A presença de bactérias em ambientes hospitalares pode provocar quadros de infecções, prejudicando o tratamento dos pacientes e em muitos casos, podem causar infecções generalizadas, levando os pacientes a óbito. Neste sentido é muito importante desenvolver dispositivos médicos resistentes ao desenvolvimento de biofilmes bacterianos. Com base no exposto acima, este trabalho se dispõe a realizar o preparo de nanopartículas de prata (AgNPs) in-situ em resinas poliméricas biocompatíveis, visando à impressão 3D (via estereolitografia) de materiais resistentes à formação de biofilmes da bactéria gram-negativa Pseudomonas aeruginosa com duas cepas distintas: Pa01 e Pa17. Para complementar o estudo, também foi examinada a atividade antibacteriana dos nanocompósitos (Resina_AgNPs) preparados frente às bactérias Staphylococcus aureus e Escherichia coli.Foi avaliada a incorporação de diferentes concentrações de íons Ag+ nas resinas poliméricas, (75, 125, 250, 500 e 1000 ppm) objetivando à formação de AgNPs. A efetividade da formação das AgNPs na resina polimérica (adição) para impressão 3D foi avaliada via espectroscopia de absorção na região do Ultravioleta-Visível, antes e após a impressão dos corpos de prova, onde foi observado uma absorção máxima em um comprimento de onda de 420 nm. Os corpos de prova do nanocompósito formado R_AgNPs foram caracterizados em relação às suas propriedades mecânicas, por testes microbiológicos, liberação de íons Ag+ por 24 horas e citotóxicos. Foi realizada Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier para identificar a composição química da resina biocompatível,sendo obtido polimetilmetacrilato (PMMA). Os ensaios mecânicos demostraram que a incorporarão de AgNPs na resina de impressão 3D, causa uma pequena perda à resistência a tração, sendo esta mais pronunciada na amostra contendo R_AgNPs5 com 27,28 ± 2,17 MPa. Há aumento da zona elástica nas amostras com AgNPs. Os testes microbiológicos mostraram que o nanocompósito R_AgNPs5, em contato com a suspensão bacteriana para as bactérias Pseudomonas aeruginosa cepas PaO1 e Pa17, apresentou propriedade bacteriostática, liberando [Ag+] 5,02 ± 0,38 μg/mL. As amostras R_AgNPs3 ([Ag+] 1,39± 0,52 μg/mL), R_AgNPs4 ([Ag+] 2,42 ± 0,36 μg/mL) e R_AgNPs5 ([Ag+] 5,02 ±0,38 μg/mL) apresentaram para S. aureus efeito bactericida e R_AgNPs2 ([Ag+] 1,36 ± 0,20 μg/mL) efeito bacteriostático. Para E. coli, as amostras R_AgNPs4 e R_AgNPs5 efeito bactericida e a amostra R_AgNPs3 efeito bacteriostático. O teste de citotoxicidade indicou toxicidade do solvente álcool isopropílico utilizado para a homogenização do AgNO3. O teste de liberação de íons Ag+ apresentou maior liberação em amostras com concentrações maiores de prata. Estes resultados demonstram que o nanocompósito resina-AgNPs preparado apresentou elevado potencial para ser empregado na impressão 3D, por estereolitografia, com propriedades bactericidas.