Modificação superficial de uma poliuretana para preparação de válvulas cardíacas

Abstract

O objectivo principal deste trabalho consistiu na modificação da superfície de membranas de uma poliuretana termoplástica (Elastollan 1180A50®), de modo a que esta superfície se tornasse mais hidrofílica, hemocompatível e promovesse a adesão e proliferação celulares para poder ser aplicada como válvula cardíaca artificial. Para tal, foram usadas diferentes técnicas de modificação, nomeadamente, modificação por radiação ultravioleta (UV), química (ligação de grupos NH2) e por Plasma. Pretende-se uma alteração das propriedades de superfície da membrana, sem alterar as suas propriedades de massa. As membranas foram modificadas por radiação UV e de seguida foram enxertados dois monómeros distintos: ácido metacrílico (MAA) e o metacrilato de 2-hidroxietilo (HEMA), devido às suas características hidrofílicas. Numa segunda técnica, as membranas foram modificadas quimicamente, através da incubação em hexametilenodiamina, para ligar grupos amina (NH2). Finalmente, as membranas foram modificadas por Plasma, com Árgon e Oxigénio, de forma a avaliar os parâmetros de modificação mais eficazes. Após isto, e apenas para os parâmetros ideais, foram enxertadas com os monómeros HEMA e MAA. As alterações da superfície das membranas foram avaliadas pelas técnicas: Ângulos de Contacto e Energias de Superfície (através do método de Owens, Wendt, Rabel e Kaelble) e FTIR (espectroscopia de infravermelhos). Além disso, foram também efectuados testes de adesão e proliferação celulares, de actividade antibacteriana e de hemocompatibilidade. Em todas estas técnicas verificou-se o aumento da hidrofilicidade das membranas, bem como a adesão e proliferação celulares. Apenas as membranas modificadas com hexametilenodiamina não demonstraram qualquer efeito antibacteriano. O comportamento das membranas quando em contacto com o sangue foi diferente entre elas. À excepção das membranas modificadas por Plasma seguido do enxerto de HEMA e das modificadas por ligação de grupos NH2, o índice trombogénico é muito elevado. No que diz respeito ao índice hemolítico, as membranas modificadas por UV e V por Plasma seguidas do enxerto de HEMA demonstraram ser não-hemolíticas. Já as membranas modificadas com UV seguido de MAA, mostraram-se hemolíticas para o contacto indirecto e não-hemolíticas para o directo. Por outro lado, quando a modificação é por Plasma seguida do enxerto de MAA, as membranas são hemolíticas para o contacto directo e ligeiramente hemolíticas para o indirecto. Finalmente, para a hexametilenodiamina, as membranas demonstraram ser hemolíticas em ambos os casos. Quando expostas ao ar, as membranas recuperam a sua hidrofobicidade. Uma forma de impedir essa recuperação é a incubação das membranas em meio de cultura (DMEM-F12), que mantém o seu ângulo de contacto aproximadamente constante ao longo do tempo, em valores baixos. Em relação à percentagem de inchaço, obtiveram-se valores insignificantes (<2%) para todas as técnicas de modificação. Assim, considerando todas as características dos materiais modificados, os melhores resultados foram obtidos para a modificação por Plasma seguida do enxerto de HEMA