Efeito da anodização na diminuição da adesão de formulações farmacêuticas a punções

Existe uma clara necessidade da indústria portuguesa para desenvolver superfícies com carácter multifuncional. A engenharia de superfícies, nomeadamente com o desenvolvimento de revestimentos técnicos avançados, pode ser considerada um elo entre vários sectores, como por exemplo, automóvel, aeronáutica, ferramentas e moldes. Essas modificações superficiais podem prolongar o tempo de vida de componentes e ferramentas utilizados por estes sectores ou fornecer aos produtos propriedades inexistentes em materiais. Poderão também promover um aumento do seu desempenho para aplicações específicas.

Com o objetivo de solucionar esses problemas surgiu o projeto On-Surf, um projeto mobilizador que envolve empresas nacionais e entidades I&D. O projeto On-Surf é dividido fundamentalmente em quatro projetos parciais (PPS) relacionados com atividade I&D e está focado na engenharia de superfícies aplicada em diferentes áreas tais como Design, Automóvel, Saúde, Alimentação, Casa, Moldes, entre outros.

A PPS3 tem como objetivo o estudo de sistemas multifuncionais, como o desenvolvimento de superfícies com carácter antiaderente para a indústria de moldes, farmacêutica e o fabrico de revestimentos decorativos com propriedades antimicrobianas.

Um dos processos selecionados para a produção de superfícies antiaderentes foi a anodização, já que pode conferir um comportamento omnifóbico de metais, sendo um método simples, reprodutível, relativamente barato e dimensionável para aplicações industriais. A anodização permite controlar a molhabilidade de aços (material base de punções usados na indústria farmacêutica), introduzindo alterações químicas e morfológicas. O objetivo principal desta primeira aproximação foi a produção de superfícies nanoestruturadas com diferentes energias de superfície (ES) para um controlo do carácter antiaderente das superfícies dos aços a várias formulações farmacêuticas, químicas e alimentares, tais como ibuprofeno, carvão ativado, vitamina C, edulcorante e fertilizante.

O processo de anodização baseia-se na aplicação de uma diferença de potencial entre o ânodo e o cátodo. Nessas duas superfícies ocorrem duas reações químicas: a oxidação do metal que ocorre no ânodo e a redução no cátodo. A reação destes elementos forma um filme de óxido na superfície do metal que está a ser tratado [1]. A formação da camada superficial de óxido pode ser controlada por diferentes parâmetros, tais como, a concentração e composição do meio eletrolítico, o potencial aplicado, o tempo de anodização e a temperatura do processo. Para a anodização dos aços (nove aços diferentes) foi utilizada uma solução básica como eletrólito (50% w/w NaOH), variando-se o potencial aplicado entre 2 V e 2.5 V, e utilizadas diferentes amostras de aço polidas que funcionaram como ânodos. Para o cátodo foi utilizada uma barra de carbono e os parâmetros de tempo e temperatura da anodização foram mantidos constantes (10min à temperatura ambiente).

Foram preparadas e caracterizadas as diferentes amostras de aços, medindo as rugosidades (perfilómetro), a sua morfologia (SEM) e composição química (EDS). Os valores de ES foram obtidos através da medição dos ângulos de contacto de vários líquidos com diferentes polaridades utilizando o método Owens, Wendt, Rabel and Kaelble [2, 3].

Após a anodização, as amostras de aço dos punções (ferramentas de compressão de precisão) foram caracterizadas por SEM com o objetivo de observar a sua morfologia (Figura 1).

Foi possível observar as linhas de polimento alinhadas na amostra polida. Já na amostra anodizada, verificou-se a uniformização da superfície com a criação de poros e precipitados homogeneamente distribuídos. Observou-se que, com o aumento da voltagem de 2 para 2.5 V, se aumentou a rugosidade das amostras em 10%. A modificação da morfologia e textura numa superfície (ex., sulcos e pilares) pode alterar a ES devido à influência direta na hidrofobicidade e oleofobicidade. Neste caso, o aumento do potencial diminuiu os valores de ES para a maioria dos aços em estudo (seis dos nove aços estudados). Contudo, para três deles, o comportamento foi o oposto, i.e., verificou-se um aumento da ES com o aumento do potencial. Isto deve-se principalmente às diferentes composições dos aços em estudo.

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