Social Stigma and Labelling by the community

Mais recentemente, sistemas poliméricos solúveis em água que respondem a combinação de dois ou mais estímulos têm sido desenvolvidos e estudados por apresentar, por exemplo, comportamento de associação das cadeias poliméricas em resposta a multi- estímulos (temperatura, pH, força iônica, entre outros). É possível obter sistemas poliméricos sensíveis à temperatura e ao pH pela simples combinação de grupos ionizáveis e hidrofóbicos (característico de um polímero termossensível). Estes sistemas poliméricos têm sido obtidos principalmente pela copolimerização de monômeros que contêm estes grupos funcionais, a combinação de polímeros termossensíveis com polieletrólitos ou com o desenvolvimento de novos monômeros que respondam a ambos os estímulos, temperatura e pH (AGUILAR et al., 2007; WAN; JIANG; ZHANG, 2007; CHANG; ZHANG, 2011; PHAN et al., 2011; VASILE; NITA, 2011; HAMCERENCU et al., 2012; ISLAM et al., 2013; LIM et al., 2014).

Bokias e colaboradores (2001) estudaram copolímeros de carboximetilcelulose (CMC) graftizada com poli(N-isopropilacrilamida) (PNIPAM) através da turbidimetria, fluorescência e reologia. Acima da temperatura consoluta inferior (LCST) da PNIPAM, as medidas de turbidez dos copolímeros em solução aquosa diluída (2 g/L) mostraram que a separação de fase macroscópica do copolímero no meio com o aumento da temperatura não ocorreu em pH igual ou maior que 3, devido ao caráter hidrofílico da cadeia principal da CMC. Também foi observado a formação de microdomínios hidrofóbicos por análises de fluorescência em função da temperatura e pH. Os sistemas poliméricos em regime semidiluído (5 g/L) apresentaram comportamento termoviscosificante praticamente independente para os valores de pH 3 e 7 (BOKIAS et al., 2001).

Ekici (2011) investigou as propriedades de inchamento e de adsorção da proteína albumina do soro bovino (BSA) para hidrogéis de CMC-PNIPAM do tipo redes

interpenetrantes e PNIPAM foram investigadas em função do pH, temperatura e força iônica. Os hidrogéis de CMC-PNIPAM apresentaram resposta a ambos os estímulos pH e temperatura, enquanto que, os hidrogéis de PNIPAM apresentaram apenas comportamento termorresponsivo para a propriedade de inchamento e comportamento responsivo ao pH e temperatura para a adsorção da BSA (EKICI, 2011).

Os copolímeros de CMC-g-PNIPAM em solução aquosa (5 g/L) exibiram uma temperatura de transição maior do que da PNIPAM. Entretanto, a temperatura de transição diminuiu com a variação de pH de 6 a 12. Os resultados mostraram que os derivados são responsivos a temperatura e pH (SHI et al., 2007).

Vasile e Nita (2011) avaliaram copolímeros de alginato de sódio graftizados com PNIPAM em solução aquosa diluída, na presença de NaCl, em função da composição, pH do meio e temperatura, por viscosimetria e espalhamento de luz dinâmico (DLS). Para copolímeros com diferentes composições, os tamanhos das partículas aumentaram com o aumento do pH, que pode ser explicado pela maior expansão da macromolécula no meio de alto pH. Acima da LCST da PNIPAM, o tamanho das partículas dos copolímeros aumentou com o aumento da quantidade de alginato de sódio, devido, provavelmente, as cadeias das macromoléculas estarem mais expandidas. Comportamento oposto foi observado para alto teor de PNIPAM que favoreceu uma conformação mais compactada. A temperatura de transição aumentou com o aumento do componente hidrofílico na composição do copolímero, e permaneceu aproximadamente constante e próxima a LCST da PNIPAM para quantidades maiores do que 50% de PNIPAM presente no copolímero (VASILE; NITA, 2011).

Wan e colaboradores (2007) estudaram um novo copolímero com graft binário denominado HEC-g-PNipAAm&PAA (CNipAa), que é composto de um material biodegradável (Hidroxietilcelulose – HEC) como cadeia principal e um par de polímeros sensíveis à estímulos, poli (ácido acrílico) (PAA) e poli (N-isopropilacrilamida) (PNipAAm), como dois grafts (WAN; JIANG; ZHANG, 2007).

Foi observado que o copolímero CNipAa autoassocia formando micelas com estruturas diferentes pela combinação dos estímulos pH e temperatura. A PNipAAm apresenta uma interação mais forte com PAA do que com HEC, como justificado pelo valor crítico do pH de 4,6 ± 0,02 para PNipAAm/PAA e 2,8 ± 0.02 para PNipAAm/HEC. Como o valor crítico do pH para a agregação da CNipAa é similar ao valor crítico do pH da interação entre PAA e PNipAAm, os autores sugerem que a interação entre os dois grafts (PAA e PNipAAm) é responsável pela agregação quando o pH diminui para 4,6 (WAN; JIANG; ZHANG, 2007).

As cadeias de PNipAAm formam complexos compactos com as cadeias de PAA através das ligações de hidrogênio, perdendo a sua solubilidade e formando um núcleo insolúvel, enquanto que a cadeia principal de HEC permanece solvatada e envolve o núcleo formando uma camada externa. Isto é, a diminuição do pH para 4,6 causa a micelização da CNipAa. Além disso, a quantidade molar de ácido acrílico (AA) é duas vezes menor do que a quantidade molar de NipAAm, portanto, após a micelização quase não há cadeias de PAA livres para interagirem com HEC através da ligações de hidrogênio entre os grupos do ácido acrílico protonado e os grupos éter do HEC (WAN; JIANG; ZHANG, 2007).

O processo de micelização induzido pelo pH para o copolímero CNipAa é mostrado na Figura 3.37 (a). Em solução básica e em temperatura acima da LCST da PNiPAAm, os grafts de PNiPAAm sofrem transição de fase de novelo para glóbulo formando microdomínios hidrofóbicos como núcleo micelar, e as cadeias de HEC e PAA formam a camada externa. Como os grafts de PAA têm alta hidrofilicidade na variação de pH de 7 a 12, estes grafts conferem uma maior hidratação para a agregação das cadeias de PNiPAAm. As cadeias de PAA e de HEC são hidrofílicas na temperatura e pH estudados, por isso não contribuem com a formação do núcleo (Figura 3.37 (b)). A diminuição do pH da solução micelar de 12 para 1,3 favorece a protonação das cadeias de PAA na camada externa, conduzindo a formação de um complexo com cadeias de PNipAAm colapsadas. Como resultado, uma nova camada interna constituída por cadeias de PAA e PNipAAm é formada. Assim, as micelas termoinduzidas e acidificadas devem apresentar uma estrutura de três camadas, isto é, as cadeias de PNipAAm hidrofóbicas formam o núcleo, o complexo de cadeias PAA/ PNipAAm formam a camada interna e as cadeias de HEC forma a camada externa (Figura 3.37 (c)) (WAN; JIANG; ZHANG, 2007).

Figura 3.37 – Processo de micelização de copolímeros de CNipAa em resposta aos estímulos pH e temperatura (a)

(b)

(c)

Fonte: Adaptado de (WAN; JIANG; ZHANG, 2007)

As micelas foram analisadas por microscopia eletrônica de tunelamento (TEM), microscopia de força atômica (AFM), e espalhamento de luz estático (SLS) e dinâmico (DLS). Os resultados de DLS mostraram que as micelas de CNipAa induzidas pela temperatura (solução de CNipAa em pH 12 a 45 °C) apresentam um diâmetro médio de partícula maior (124,6 nm) do que as micelas CNipAa induzidas pelo pH (solução de CNipAa em pH 1.3 a 30 °C), 91,58 nm (WAN; JIANG; ZHANG, 2007).