DESENVOLVIMENTO DE COMPÓSITOS À BASE DE NANOCRISTAIS DE CELULOSE PARA O DESENVOLVIMENTO DE ÓRTESES

INTRODUÇÃO: As órteses são dispositivos de uso externo fundamentais na engenharia de reabilitação para proporcionar suporte biomecânico, estabilização articular, correção de deformidades e auxílio funcional. A busca por materiais sustentáveis e de alto desempenho tem impulsionado a aplicação de compósitos poliméricos reforçados com fibras celulósicas e polímeros biodegradáveis oriundos de fontes renováveis, como o poli(ácido lático) (PLA). Essa combinação viabiliza o desenvolvimento de materiais ecologicamente corretos e alinhados aos princípios da economia circular. Em aplicações ortopédicas, a integração de nanocristais de celulose a matrizes biocompatíveis permite otimizar a relação resistência-peso, atenuar o efeito de stress shielding e viabilizar a personalização de dispositivos por meio da manufatura aditiva. OBJETIVOS: O presente trabalho teve como objetivo geral produzir compósitos de polímeros biocompatíveis e nanocristais de celulose para o desenvolvimento de órteses. MATERIAIS E MÉTODO: A etapa experimental concentrou-se na produção dos nanocristais a partir de celulose microfibrilada, submetendo-a à hidrólise com ácido clorídrico em sistema de refluxo. O material hidrolisado foi submetido à sucessivas lavagens com água deionizada, ajustado o pH com hidróxido de sódio e ácido clorídrico, centrifugado e liofilizado. Após a obtenção dos nanocristais de celulose (NC), as etapas subsequentes do projeto consistiam na incorporação e caracterização desse nanomaterial em uma matriz polimérica, amplamente utilizada na manufatura aditiva, visando à obtenção de compósitos com potencial aplicação no desenvolvimento de órteses. RESULTADOS: A hidrólise ácida promoveu a clivagem seletiva das regiões amorfas da celulose, gerando uma suspensão de aspecto esbranquiçado e turvo que indicou o isolamento dos domínios cristalinos, típicos para síntese de nanocristais de celulose (NC). Devido às limitações no cronograma , a incorporação do NC na matriz polimérica e os ensaios de caracterização do compósito não foram concluídos, sendo realizada uma revisão e discussão sistemática fundamentada na literatura. A revisão da literatura mostrou que a transição do uso de ligas metálicas e polímeros sintéticos não reforçados para compósitos na confecção de órteses e próteses representa um marco decisivo na biomecânica de reabilitação. A principal vantagem dessa classe de materiais reside na sua elevada razão resistência/peso, obtida pelo efeito sinérgico entre a matriz polimérica e a fase de reforço. Outra vantagem proeminente dessa classe de compósitos refere-se à sua elevada processabilidade e adaptabilidade a técnicas modernas de fabricação, tais como a manufatura aditiva (impressão 3D) e o solution casting associado à moldagem geométrica. CONSIDERAÇÕES FINAIS: O presente trabalho buscou contribuir para o avanço dos biocompósitos aplicados à engenharia de reabilitação, alinhando os conceitos de biomateriais renováveis e bioengenharia no desenvolvimento de dispositivos ortopédicos sustentáveis. A síntese do NC mostrou-se eficiente, obtendo-se material de alta área superficial, o que facilitaria a incorporação à matriz polimérica. Contudo, a etapa de incorporação não foi realizada na parte experimental, sendo realizado como alternativa uma revisão da literatura sobre o escopo da presente pesquisa, indicando que há vantagens em se utilizar compósitos em biomecânica de reabilitação, com materiais de fácil processabilidade, reduzindo custo de aquisição pelo paciente, mantendo as características necessárias para aplicação em órteses.

PALAVRAS-CHAVE: Órtese; Celulose bacteriana; hidrólise; Poli (ácido lático); Biocompósitos.