Melhoria nas propriedades mecânicas e antimicrobianas da borracha natural epoxidada através da mistura reativa com gluconato de clorexidina

Aug 16, 2023

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 9974 (2023) Citar este artigo

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Uma mistura de borracha natural epoxidada (ENR) com gluconato de clorexidina (CHG) foi preparada utilizando um moinho de dois rolos a 130 °C. CHG foi adicionado em concentrações de 0,2, 0,5, 1, 2, 5 e 10% (p/p) como aditivo antimicrobiano. A mistura ENR com 10% (m/m) de CHG apresentou melhor resistência à tração, recuperação elástica e dureza Shore A. A mistura ENR/CHG exibiu uma superfície de fratura lisa. O aparecimento de um novo pico no espectro infravermelho da transformada de Fourier confirmou que os grupos amino do CHG reagiram com os grupos epóxi do ENR. O ENR com CHG a 10% exibiu zona de inibição contra Staphylococcus aureus. A mistura proposta melhorou as propriedades mecânicas, elasticidade, morfologia e propriedades antimicrobianas do ENR.

Atualmente, o desenvolvimento de biomateriais renováveis ​​é um avanço importante para a redução do impacto ambiental dos resíduos sintéticos. A mistura de dois ou mais polímeros é um método fundamental para melhorar as propriedades dos polímeros de acordo com as suas aplicações. Muitos biopolímeros, como carboximetilcelulose1,2,3, carboximetilquitosana4, 5, celulose bacteriana6, 7, amido8,9,10,11,12, gelatina13, quitosana14, sericina15, 16, queratina17, pectina18,19,20, polissacarídeos21, 22, e a borracha natural (NR)23, têm sido investigadas para a preparação de novos biomateriais.

NR é um polímero prontamente disponível na Tailândia e amplamente utilizado na indústria. A NR epoxidada (ENR) é um derivado da NR que contém um anel epóxi que melhora a polaridade da borracha e promove compatibilidade com outros polímeros24,25,26,27,28. Alguns estudos utilizaram ENR para melhorar a tenacidade do ácido polilático29. Foi relatado que a adição de ENR melhora as propriedades de tração e a morfologia do amido termoplástico (TPS) . Os elastômeros termoplásticos são materiais elásticos obtidos pela mistura de um polímero e uma borracha31,32. A mistura reativa é uma técnica eficaz para melhorar as propriedades de misturas de polímeros33,34,35. Novos elastômeros termoplásticos foram desenvolvidos usando a técnica de mistura por fusão reativa ENR30. A reticulação na fase borracha é uma reação importante para melhorar as propriedades das borrachas36.

O gluconato de clorexidina (CHG) é um aditivo antimicrobiano que pode ser incorporado à borracha37. O CHG consiste em dois anéis 4-clorofenil simétricos e dois grupos biguanida conectados por uma cadeia hexametileno central que pode interagir com moléculas através de ligações de hidrogênio . O CHG pode inibir bactérias gram-negativas, bactérias gram-positivas, microbactérias e fungos39. Além disso, o CHG tem sido utilizado como aditivo no TPS/ENR: melhorou a compatibilidade dos dois polímeros e aumentou sua dureza . O crescimento microbiano na borracha natural é um importante problema pós-colheita para a borracha natural, que diminui a qualidade, a segurança e as propriedades do material de borracha. A adição de agente antimicrobiano à borracha natural é um método eficaz para melhorar as propriedades antimicrobianas do material. No entanto, a borracha natural não é um material encapsulado. Portanto, o agente antimicrobiano reativo é usado para formar alguma reação e reticulação na borracha natural para melhorar as propriedades mecânicas e antimicrobianas. A borracha natural com propriedades antimicrobianas pode prevenir o crescimento microbiano durante más condições de armazenamento e ser aplicada para aplicação médica. No entanto, apenas informações insignificantes estão disponíveis sobre as misturas de ENR com enchimentos médicos que podem matar bactérias e fungos e melhorar as propriedades mecânicas numa ampla gama de utilizações industriais.

Neste estudo foi desenvolvido um novo ENR com propriedades antimicrobianas. O objetivo desta pesquisa é melhorar as propriedades da ENR através da técnica de mistura com o composto antimicrobiano CHG. CHG foi selecionado devido às altas propriedades antimicrobianas, resistência ao calor e alta reatividade por seus grupos amino da estrutura CHG. Esperava-se que a reação ocorrida entre CHG e ENR melhorasse as propriedades mecânicas e antimicrobianas do ENR. Os efeitos do CHG nas propriedades de tração, elasticidade, dureza, inchaço, morfologia, reação e atividade antimicrobiana foram investigados.