Resultados e Discussão
CNF CB CMC CNF CB CMC Número 140 151 380 356 1366
Largura (nm) Min. 27,0 26,9 26,8 10,9 9,8 16,3 Máx. 216 269 625 423,9 482,3 440,5 Média 64,6±29,7 87,3±42,1 148±80,7 68,5±33,9 77,2±38,9 99,6±47,2 Comprimento médio (nm) - - - 174±140 177±146 243±179 Nº de cruzamentos entre fibras Min. 2 2 4 - - - Máx. 12 21 39 - - - Média 4,19±2,46 6,31±4,11 16,1±9,23 - - -
Comprimento médio entre cruzamentos
(nm) 194±98,5 445±216 599±230 - - - Distribuição média Quadrados Número 1,39±0,898 1,61±0,963 4,07±1,17 - - - Largura (nm) 50,5±28,9 77,7±45,8 134±55,4 - - - Eixo X Número 13,9±3,67 16,1±3,41 40,7±5,10 - - - Eixo Y 13,9±4,31 16,1±4,58 40,7±3,16 - - -
As fibras encontradas na rede 3D de CNF (n=356) no interior dos DDS apresentaram uma largura e um comprimento médios de (68,5±33,9) nm e (174±140) nm, respetivamente. Porém, as fibras na rede 3D de CB (n=1366) e de CMC (n=4993) apresentaram valores mais elevados. Dos resultados obtidos, as fibras de CNF apresentam valores mais semelhantes aos das CB pois exibem uma largura de (77,2±38,9) nm e um comprimento de (177±146) nm, enquanto as fibras de CMC apresentam uma largura de (99,6±47,2) nm e um comprimento de (243±179) nm. As larguras médias das fibras CNF estão distribuídas entre 10,9 nm e 423,9 nm. Comparativamente, às de CB apresentaram uma distribuição de diâmetros semelhantes (entre 9,8 nm e 482,3 nm) enquanto as de CMC apresentaram uma distribuição de diâmetros maior (entre 16,3 nm e 440,5 nm). O método de colocação de vetores também apresentou valores muito semelhantes aos obtidos pela ferramenta DiameterJ, com larguras médias para as fibras de CNF (n=140), CB (n=151) e CMC (n=380) de (64,6±29,7) nm, (87,3±42,1) nm e (148±80,7) nm, respetivamente. Como todos os valores se encontram na mesma gama para os dois métodos de análise, é possível validar esta metodologia (Hotaling et al. 2015).
Para além de todos estas propriedades, através do método de colocação de vetores é possível obter resultados acerca das interseções entre fibras na rede 3D, nomeadamente o número de vezes que cada uma se interseta bem como o comprimento entre cada interseção. As fibras de CNF na rede 3D intersetam-se, em média, aproximadamente 4 vezes, com um comprimento médio entre interseções de (194±98,5) nm. Comparativamente, as fibras de CB e CMC na rede 3D intersetam-se mais vezes que as de CNF pois, em média, intersetam-se, aproximadamente 6 e 16 vezes, com um comprimento médio entre interseções de (445±216) nm e (599±230) nm, respetivamente. Já as fibras de CB se intersetam menos vezes que as fibras de CMC, com um comprimento médio entre estas interseções também menor. Também é possível ainda obter informações relativamente à distribuição das fibras (e dos poros) na rede 3D de CNF, CB e CMC no interior dos DDS, através deste método. Esta análise foi realizada através de uma grelha dividida em 100 quadrados, cada um com 311 nm2 (para a CNF), 928 nm2 (para a CB) e 3460 nm2 (para a CMC) de área. Em média, na rede 3D da CNF existe aproximadamente 1 fibra numa área de 311 nm2, e 14 fibras numa área de 3110 nm2 (eixos X e Y). Na rede 3D da CB existem, em média, aproximadamente 2 fibras numa área de 928 nm2, e 16 fibras numa área de 9280 nm2 (eixos X e Y). Por fim, em média, existem 4 fibras numa área de 3460 nm2, e 41 fibras numa área de 34600 nm2 (eixos X e Y) na rede 3D de CMC.
4.1.2.2. Caracterização das dimensões dos poros na rede 3D dos diferentes
materiais celulósicos incorporados nos DDS
A ferramenta DiameterJ do programa ImageJ, o programa Esprit 1.9 da Bruker bem como o método de colocação de vetores são as metodologias utilizadas que permitem uma análise das propriedades dos poros. Estas três metodologias de análise fornecem resultados, em comum, acerca da área, diâmetro médio, maior e menor, circularidade, projeção X e Y, rugosidade,
forma e distribuição dos poros da rede 3D da CNF, CB e CMC. A Tabela 4.3 apresenta a caracterização das propriedades dos poros utilizando estas ferramentas de análise de imagem.
Os poros encontrados na rede 3D de CNF (n=73) no interior dos DDS apresentaram um diâmetro médio de poros de (132±15,6) nm, com uma porosidade de 35% porém, com uma população maior (n=245) apresentaram (115±10,9) nm de diâmetro médio. Isto indica que ao analisar um maior número de poros considera-se todas as dimensões possíveis que os poros podem apresentar, sejam elas de pequena ou grande dimensão. Comparativamente, os poros de CB (n=236) apresentaram um diâmetro médio de poros de (212±23,9) nm, com uma porosidade de 48%, e para uma população semelhante (n=238) apresentaram (314±39,1) nm de diâmetro médio. Esta distribuição de tamanhos de poros maior indicou que os dois poros analisados apresentavam grandes dimensões, obtendo-se por isso uma maior distribuição. Aos poros de CMC (n=1037) apresentaram (273±27,0) nm de diâmetro médio, com uma porosidade de 51%, e para uma população menor (n=292) apresentaram (678±130) nm de diâmetro médio. Esta grande discrepância de populações indicou que a segunda análise agrupou um maior número de poros, obtendo-se maiores dimensões com uma menor população. Apesar destas diferenças apresentadas, todos os poros da CNF, CB e CMC encontram-se na mesma gama de medições, sendo por isso estatisticamente similares. Este facto também é comprovado pelo método de colocação de vetores apresentando diâmetros médios de poros para a CNF (n=139), CB (n=182) e CMC (n=520) de (144±61.9) nm, (318±156) nm e (480±318) nm. Por esta razão a metodologia aplicada também pode ser validada.
De acordo com o Anexo B, os poros encontrados na rede 3D de CNF (n=245), CB (n=238) e CMC (n=292) no interior dos DDS apresentam-se irregulares, quanto à circularidade e forma, e rugosos, quanto à rugosidade. Em relação à circularidade, os poros de CB apresentam valores mais elevados e os de CMC mais baixos, inferindo que esta última tem poros mais regulares. Em relação à rugosidade, os poros de CMC são mais rugosos uma vez que apresentam valores mais elevados para esta propriedade. Por fim, em relação à forma, os poros de CNF são os mais irregulares pois, apresentam valores mais baixos para esta propriedade. Porém, como a análise de imagem transforma os poros da rede 3D em partículas e ao comparar imagens SEM na literatura, conclui-se que os poros encontrados na rede polimérica dos materiais celulósicos apresentam grande regularidade. Comparativamente, com diferentes populações, os poros encontrados na rede 3D de CNF (n=73), CB (n=236) e CMC (n=1037) apresentam valores inferiores para a circularidade. Relativamente ao comprimento da projeção no eixo X e à altura da projeção no eixo Y, verifica-se que uma população maior de poros (CNF (n=245) e CB (n=238)) apresenta valores mais elevados para estas propriedades do que para uma população menor (CNF (n=139) e CB (n=182)), com exceção para os poros de CMC. Apesar destas diferenças apresentadas, também para estas propriedades todos os poros da CNF, CB e
Tabela 4.3 – Caracterização das propriedades dos poros encontrados na rede 3D da CNF, CB e CMC no interior dos DDS utilizando ferramentas de análise de imagem. Caracterização dos Poros Método de colocação do vetor Análise DiameterJ Análise Esprit
CNF CB CMC CNF CB CMC CNF CB CMC