Estudio de degradación de híbridos de poli (ε-caprolactona) con óxido de grafeno

Abstract

[ES] El presente Trabajo Final de Grado pretende crear un material híbrido basado en la policaprolactona - que se ha usado ampliamente como biomaterial biodegradable - reforzado con óxido de grafeno, con el objetivo de dotar al sistema de mayor versatilidad para poder anclar moléculas de interés biológico a la par que poder ajustar sus propiedades fisico-químicas a voluntad. Asimismo, los materiales se han sometido a un proceso de degradación acelerada en diferentes pH con objeto de conocer su cinética de degradación. Para ello, se ha sintetizado una serie de híbridos variando la cantidad de óxido de grafeno, GO. El efecto de la incorporación de diferentes cantidades de GO en función del tiempo de degradación se estudió a través de varias técnicas de caracterización, como la pérdida de peso, el grado de hinchamiento, así como las propiedades morfológicas y térmicas. Asimismo, se analizó mediante rayos X la cristalinidad de las muestras. A través del estudio de la pérdida de peso se pudo observar que la degradación fue mucho más rápida en medio básico, pH 13, que en medio ácido, pH 1. Los cambios morfológicos de las muestras fueron estudiados a través de microscopía electrónica de barrido observándose una degradación más rápida en las muestras sometidas a pH 13. Las propiedades térmicas de los materiales fueron analizadas mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) con la que se obtuvo infromación sobre la cristalinidad de las muestras y el pico de la temperatura de fusión en función de la cantidad de GO, tiempo de degradación y pH.

[CA] El present Treball Final de Grau preten crear un material híbrit basat en la policaprolactona - que s'ha amprat amplament com biomaterial biodegradable - reforçat en oxit de grafeno, en l'objectiu de dotar al sistema de major versatilitat per a poder ancorar molecules d'interés biologic al par que poder ajustar les seues propietats físico-quimiques a voluntat. Aixina mateixa, els materials s'han somes a un proces de degradació accelerada en diferents pH en objecte de coneixer la seua cinetica de degradacio. Per a aixo, s'ha sintetisat una serie d'hibrits variant la quantitat d'oxit de grafeno, GO. L'efecte de l'incorporacio de diferents quantitats de GO en funcio del temps de degradacio s'estudià a través de varies tecniques de caracterisacio, com la perdua de pes, el grau d'unflament, aixina com les propietats morfologiques i termiques. Aixina mateixa, s'analisà mediant rachos X la cristalinidad de les mostres. A través de l'estudi de la perdua de pes se pogue observar que la degradacio fon molt mes rapida en mig basic, pH 13, que en mig acit, pH 1. Els canvis morfologics de les mostres foren estudiats a través de microscopía electronica d'agranat observant-se una degradacio mes rapida en les mostres someses a pH 13. Les propietats termiques dels materials foren analisades mediant calorimetria diferencial d'agranat (DSC) en la que s'obtingue información sobre la cristalinidad de les mostres i el bec de la temperatura de fusio en funcio de la quantitat de GO, temps de degradacio i PH.

[EN] The present End of Degree Project aims to create a hybrid material based on Poly(ε- caprolactone) - which has been widely used as a biodegradable biomaterial - reinforced with graphene oxide, with the aim of providing the system with greater versatility when anchoring molecules of biological interest, as well as being able to adjust its physicochemical properties at will. Also, the materials have undergone an accelerated degradation process at different pH values in order to know their degradation kinetics. In order to do so, a series of hybrids have been synthesized by varying the amount of graphene oxide, GO. The effect of the incorporation of different amounts of GO as a function of degradation time was studied through several characterization techniques, such as weight loss and degree of swelling, along with their morphological and thermal properties. Likewise, the crystallinity of the samples were analyzed by X-ray. Through the study of weight loss it was observed that the degradation was much faster in basic medium, pH 13, than in acid medium, pH 1. The morphological changes of the samples were studied through scanning electron microscopy, and a faster degradation in the samples subjected to pH 13 was observed. The thermal properties of the materials were analyzed by differential scanning calorimetry (DSC) through which information on the crystallinity of the samples and the peak of the melting temperature in function f the amount of GO, degradation time and pH, were observed.