Universidade Federal do Espírito Santo

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Informações Gerais
Disciplina:
Tópicos Avançados em Físico-Química ( PQUI0357 )
Unidade:
Coordenação do Programa de Pós-Graduação em Química
Tipo:
Optativa
Período Ideal no Curso:
Sem período ideal
Nota Mínima para Aprovação:
6.00
Carga Horária:
60
Número de Créditos:
4

Objetivos
Após a frequência da disciplina, o estudante/participante deve ser capaz de: - Correlacionar a estrutura química do polímero com o seu gatilho de resposta a estímulos ambientais. - Projetar rotas de síntese química adequadas para obter polímeros com arquitetura molecular controlada e biocompatível. - Avaliar criticamente a viabilidade de sistemas poliméricos para liberação de fármacos e engenharia de tecidos. - Selecionar técnicas de impressão 3D apropriadas para o processamento de polímeros inteligentes de uso biomédico.

Ementa
Esta disciplina teórico-prática aborda detalhadamente os conceitos síntese e aplicações de polímeros inteligentes e biomateriais na nanotecnologia e biomedicina. Mecanismos de resposta a estímulos (temperatura, pH, força iónica, luz) e memória de forma. Hidrogéis, sistemas de liberação de fármacos e polímeros naturais biodegradáveis. Biocompatibilidade e interações celulares in vitro. Manufatura aditiva e impressão 3D de materiais responsivos. PROGRAMA: - Introdução, definições, e aplicações de polímeros inteligentes; - Materiais poliméricos e biomateriais que respondem a estímulos externos; - Polímeros responsivos à temperatura; - Polímeros responsivos ao pH; - Polímeros responsivos a força iónica; - Polímeros responsivos à luz (diferentes comprimentos de onda); - Polímeros responsivos a outros estímulos; - Polímeros dual e multi-responsivos; - Polímeros com memória de forma; - Síntese de biomateriais poliméricos (polimerização por adição e por crescimento em etapas; processos de polimerização); - Síntese de polímeros inteligentes com estrutura e funcionalização controlada; - Hidrogéis e sistemas de administração de fármacos (DDS); - Polímeros naturais inteligentes; - Degradação de biomateriais poliméricos; - Aplicações dos polímeros inteligentes (nanotecnologia; área biomédica) - Interação de polímeros inteligentes com células (testes in vitro; biocompatibilidade; adesão; diferenciação; proliferação); - Impressão 3D de polímeros inteligentes para biomateriais. OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM: Após a frequência da disciplina, o estudante/participante deve ser capaz de: - Correlacionar a estrutura química do polímero com o seu gatilho de resposta a estímulos ambientais. - Projetar rotas de síntese química adequadas para obter polímeros com arquitetura molecular controlada e biocompatível. - Avaliar criticamente a viabilidade de sistemas poliméricos para liberação de fármacos e engenharia de tecidos. - Selecionar técnicas de impressão 3D apropriadas para o processamento de polímeros inteligentes de uso biomédico.

Bibliografia
SERPE, M.j., HU, L., GAO, Y. (Eds.), “Smart StimuliResponsive Polymers, Films, and Gels”, Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2022. GARCÍA, J. M. et al., “Smart Polymers: Principles and Applications”, Berlin: De Gruyter, 2022. MATYJASZEWSKI, K., GNANOU, Y., HADJICHRISTIDIS, N., MUTHUKUMAR, M. (Eds), “Macromolecular Engineering: From Precise Synthesis to Macroscopic Materials and Applications”, 5 Volume Set, 2nd Edition, WileyVCH, Weinheim, Germany, 2022. AGUILAR, M. R.; SAN ROMÁN, J. (Eds.), “Smart Polymers and Their Applications”, 2. ed. Woodhead Publishing, 2019. MAKHLOUF, A.S.H, and ABU-THABIT, N.Y. (Eds.), “Stimuli Responsive Polymeric Nanocarriers for Drug Delivery Applications”, Vol. 1 e 2, Woodhead Publishing, 2018. LI, X., JASTI, B.R., “Design of Controlled Release Drug Delivery Systems”, McGraw-Hill, 2006. JENKINS, M. (Ed.), “Biomedical Polymers”, CRC Press, Boca Raton, FL, USA, 2007.

Bibliografia Complementar
MATYJASZEWSKI, K., GAO, H., SUMERLIN, B.S., TSAREVSKY, N.V. (Eds), “Reversible Deactivation Radical Polymerization: Mechanisms and Synthetic Methodologies”, ACS Symposium Series, Volume 1284, Washington, DC: American Chemical Society, 2018. MATYJASZEWSKI, K., GAO, H., SUMERLIN, B.S., TSAREVSKY, N.V. (Eds), “Reversible Deactivation Radical Polymerization: Materials and Applications”, ACS Symposium Series, Volume 1285, Washington, DC: American Chemical Society, 2018. SALDÍVAR-GUERRA, E., VIVALDO-LIMA, E. (Eds.), “Polymer Science, Engineering, and Sustainability”, Vol. 1 e 2, Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2025. BERRY, G.C., BOCKSTALLER, M.R., MATYJASZEWSKI, K., (Eds) “100 years of Polymer Science”, special issue, Progress in Polymer Science, 2020. STEVENS, Malcolm P.; “Polymer Chemistry – An Introduction”, Third Edition, Oxford University Press, 1999. RATNER, B.; HOFFMAN A.; SCHOEN, F.; LEMONS, J.; “Biomaterials Science”, 2nd Edition, Elsevier Academic Press, 2004 DUMITRIU, S.; “Polymeric Biomaterials”, 2nd Ed., Marcel Dekker, NY, USA, 2002.
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