nanopartículas de Ag partículas de Ag partículas de Ag partículas de Ag
4.3. Caracterização dos nanocompósitos contendo NPs de Ag
4.3.2. Caracterização dos nanocompósitos de matriz polimérica sty-DVB, na
4.3.3.1. Caracterização por ME
A Figura 4.36 apresenta as imagens MEV obtidas das amostras do terpolímero Ru/vpy/DVB e do nanocompósito Ru/vpy/DVB + Ag em meio aquoso.
Figura 4.36. Imagens obtidas por MEV do terpolímero Ru/vpy/DVB (a) e (b) e do nanocompósito Ru/vpy/DVB com Ag (H2O) (c) e (d).
Os aspectos morfológicos observados na Figura 4.36 para o terpolímero Ru/vpy/DVB e para o respectivo nanocompósito Ru/vpy/DVB impregnado com NPs de Ag (H2O) mostraram-se comparáveis, sendo que não é possível distinguir o material na ausência e presença de NPs de Ag através desta técnica. Este aspecto morfológico não está em conformidade com os resultados observados para o terpolímero Ru/sty/DVB com e sem Ag (Figura 4.23). No entanto, como se trata de matrizes poliméricas diferentes, as ligações entre os monômeros e o arranjo estrutural dos diferentes átomos que compõem a matriz, neste caso, podem ocasionar uma maior rugosidade na superfície do terpolímero. Não foram feitos estudos no sentido de se conhecer rigorosamente a morfologia destas matrizes. O foco neste trabalho foi dado em sentido de produzir materiais com melhores características anti-sépticas. No entanto, os resultados mostraram que a alteração do monômero sty por vpy, na matriz polimérica, produz materiais com aspectos morfológicos distintos.
(a) (b)
4.3.3.2. Estudos microbiológicos
Foram sintetizadas amostras do nanocompósito Ru/vpy/DVB impregnados com NPs de Ag preparadas em meios aquoso e em tolueno. A incorporação das NPs de Ag preparadas em meio aquoso no terpolímero foi feita após a síntese polimérica, através do método ex-situ. O nanocompósito preparado com NPs de Ag em tolueno foi sintetizado pelo método in-situ, ou seja, as NPs de Ag em tolueno previamente preparadas foram adicionadas ao meio sintético no início da síntese polimérica.
A Figura 4.37 apresenta os ensaios microbiológicos realizados com estas amostras poliméricas em meio aquoso (1) e em meio não aquoso (2).
Observa-se um halo de inibição ao redor do nanocompósito na presença de NPs de Ag em ambos os meios estudados, embora haja uma mancha provocada pela coloração da matriz polimérica no meio de cultura, dificultando a observação do halo inibitório. No entanto, esta inibição do crescimento bacteriano foi constatada a olho nu pela formação do halo. Em meio não aquoso, o halo de inibição é facilmente observado na placa de microcultivo em que foram colocadas as amostras do nanocompósito Ru/vpy/DVB.
A partir da análise destes resultados é possível sugerir que em todos os nanocompósitos preparados na presença de NPs de Ag em meio aquoso ou em meio não aquoso (tolueno) e na presença do complexo trans-[RuCl2(vpy)4] na matriz polimérica foi possível a obtenção de um material ant-séptico. Esta sugestão é considerada levando-se em consideração os resultados obtidos nos testes microbiológicos realizados em placas de microcultivo com os microorganismos E.coli e S.aureus.
Figura 4.37. Teste microbiológico do poli-{trans-[RuCl2(vpy)4]-vpy-DVB}, na ausência (a), e presença
de NPs de Ag (b) preparadas em meio aquoso (1) e em meio não aquoso (2).
4.3.4. Caracterização do nanocompósito Ag/poli-{{{{sty-vpy-DVB}
O nanocompósito sty/vpy/DVB com Ag em meio aquoso foi preparado visando uma análise comparativa do efeito da presença do complexo trans-[RuCl2(vpy)4] na matriz polimérica em termos de ação antimicrobiana e e aspectos morfológicos. Com estas matrizes foram realizados estudos de caracterização por MEV e análise microbiológica.
4.3.4.1. Caracterização por MEV
Amostras do terpolímero e do nanocompósito na presença de NPs de Ag preparadas em meio aquoso foram observadas por MEV. A Figura 4.38 apresenta as imagens MEV obtidas destas amostras.
(a)
(b)
(b)
(a)
(1)
Figura 4.38. Imagens obtidas por MEV do terpolímero sty/vpy/DVB (a) e (b) e do nanocompósito sty/vpy/DVB com Ag (H2O) (c) e (d).
Os aspectos morfológicos apresentados na Figura 4.38 mostram um material altamente rugoso, e quebradiço. De fato, estes polímeros sintetizados na ausência do complexo trans-[RuCl2(vpy)4] não apresentaram características de um filme, apresentando um aspecto petrificado e rígido. É suposto que a combinação destes três monômeros, sty, vpy e DVB possibilitam a formação de muitas ligações cruzadas, originando um material altamente poroso e com poucas alternativas de utilização tecnológica. No entanto, estes estudos foram importantes para efeito de comparação com matrizes poliméricas na presença do complexo trans-[RuCl2(vpy)4], sty, vpy, DVB.
4.3.4.2. Estudos microbiológicos
Testes microbiológicos foram realizados com o terpolímero e com o nanocompósito sty/vpy/DVB na presença de NPs de Ag preparadas em meio aquoso e incorporadas na matriz polimérica pelo método ex-situ.
A Figura 4.39 mostra as imagens das placas de microcultivo contendo as amostras do terpolímero (a) e do nanocompósito impregnados com NPs de Ag em meio
(a) (b)
(c) (d)
aquoso (b) contendo os microorganismos S. aureus (Figura 4.39 (1)) e E. coli (Figura 4.39 (2)).
Figura 4.39. Placas de microcultivo com os microorganismos S. aureus (1) e E.coli (2) contendo amostras do terpolímero sty/vpy/DVB (a) e do nanocompósito sty/vpy/DVB com NPs de Ag em meio aquoso (b)
Os testes microbiológicos observados na Figura 4.38 mostraram que a ausência do complexo trans-[RuCl2(vpy)4] na matriz polimérica do nanocompósito sty/vpy/DVB + Ag (H2O) não produz materiais com características anti-sépticas. Isso pode ser comprovado pelo não aparecimento do halo inibitório do crescimento antimicrobiano ao redor das amostras impregnadas com NPs de Ag (Figuras 4.39 (b)) para ambos os microorganismos estudados, S. aureus (Figura 4.39 (1)) e E. coli (Figura 4.39 (2)).
Estes estudos sugerem que o complexo trans-[RuCl2(vpy)4] facilita a liberação dos íons Ag+ para o meio, corroborando com os estudos quantitativos de liberação de Ag realizados com os nanocompósitos Ru/sty/DVB e sty/DVB, descritos no item 4.3.2.5, deste capítulo.
(a)
(b)
(b)
(a)
(1)
(2)
4.4. Conclusão
Neste capítulo, foram investigados os nanocompósitos contendo NPs de Ag na matriz polimérica, e o complexo trans-[RuCl2(vpy)4]. Estes estudos viabilizaram um melhor entendimento dos efeitos deste complexo e da ação antimicrobiana das NPs de Ag em polímeros. Desta forma, pode-se até o momento desta pesquisa, concluir que:
Foram sintetizadas NPs de Ag em meio aquoso, em meio orgânico (tolueno) e por transferência de fase para o meio éter;
A dimensão em escala nanométrica das partículas de Ag foi monitorada por UV - vis e caracterizada por MET, confirmando a presença de partículas na faixa de 5 a 45 nm, sintetizadas em meio aquoso e, um comportamento bimodal apresentado por duas curvas gaussianas correspondentes a diâmetros médios de 9 e 15 nm, em meio de tolueno. Para as NPs de Ag transferidas para o éter, revelou a presença de partículas esféricas monomodais com diâmetro na faixa de 7 a 23 nm, prevalecendo um tamanho médio de 12 nm de diâmetro;
Foi determinada a CIM para as NPs de Ag sintetizadas em meio aquoso e em éter. Para o NPs de Ag em H2O foi determinada como sendo 25 ppm e para o éter, 4 ppm;
Cortes ultrafinos do nanocompósito Ru/sty/vpy impregnados com NPs de Ag (tolueno) e analisados por MET mostraram que estas partículas estão dispersas de forma homogênea na matriz polimérica;
A curva de TG/DTG apresentou perda de massa na região entre 25 e 700 ºC correspondente a 99,06% e 99,4% do nanocompósito Ru/sty/vpy + Ag (tolueno) e do terpolímero, respectivamente. Na curva de DSC, a transição vítrea do nanocompósito e terpolímero foi de 84 ºC e 156 ºC, respectivamente, mostrando que a presença de prata diminue a transição vítrea do terpolímero;
A curva de TG/DTG apresentou perda de massa na região entre 25 e 700 ºC correspondente a 81,6% e 82,1% do nanocompósito Ru/sty/DVB + Ag (H2O) e do terpolímero, respectivamente. Na curva de DSC, a transição vítrea do nanocompósito e terpolímero foi de 155 ºC e 145 ºC, respectivamente. Este comportamento demonstra a estabilização do terpolímero devido a presença da Ag metálica na matriz polimérica;
Os aspectos morfológicos dos terpolímeros observados por MEV mostraram que a presença do complexo trans-[RuCl2(vpy)4] na matriz
polimérica favorece a formação de um filme uniforme. A ausência deste complexo na matriz sugere que há um aumento na rugosidade do filme polimérico;
A incorporação do complexo trans-[RuCl2(vpy)4] nas microesferas poliméricas conferiu ao material uma rugosidade tornando maior sua superfície de contato. Este material pode ser extremamente interessante ao nível tecnológico por favorecer o processo de impregnação de NPs metálicas bem como de fármacos;
Os testes microbiológicos mostraram que não há nenhuma inibição bacteriana nas microesferas contendo NPs de Ag;
Os estudos microbiológicos mostraram um halo inibitório do crescimento bacteriano nos nanocompósitos impregnados com Ag, observado na placa de microcultivo, confirmando assim a propriedade anti-séptica dos novos materiais sintetizados;
Os estudos de liberação de íons Ag+ mostraram que o polímero contendo o complexo trans-[RuCl2(vpy)4] na matriz favoreceu a liberação dos íons Ag+ para os meios aquoso e biológico estudados;
Os ensaios microbiológicos realizados com os microorganismos E.coli e
S.aureus, com todos os nanocompósitos estudados na presença do complexo trans-[RuCl2(vpy)4] na matriz apresentaram um halo inibitório do
crescimento bacteriano, corroborando com os resultados encontrados nos estudos de liberação de íons Ag+, que são: Ru/sty/vpy + Ag (H2O), Ru/sty/vpy + Ag (tolueno), Ru/sty/DVB + Ag (H2O), Ru/sty/DVB + Ag (tolueno), Ru/vpy/DVB + Ag (H2O) e Ru/vpy/DVB + Ag (tolueno);
Os novos materiais sintetizados mostraram-se eficientes para utilização na área médica e odontológica por apresentarem ação anti-séptica.
4.5. Referências bibliográficas
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