SÍNTESE, CARACTERIZAÇÃO E AVALIAÇÃO FUNCIONAL DE HETEROESTRUTURAS BASEADAS EM ZIF-8 E ZIF-90 VISANDO LIBERAÇÃO DE FÁRMACOS E EFEITO FOTOTÉRMICO
Biomaterial. Entrega de fármaco. Fototermia. Híbrida. Curativa.
A tese aborda redes metalorgânicas (MOFs), com ênfase nas estruturas zeolíticas imidazol (ZIFs), destacando como a escolha de metais e ligantes, a qual permite “engenharia” de porosidade, estabilidade e funcionalidade para aplicações tecnológicas e biomédicas. Dentro do contexto deste trabalho, concentra-se duas ZIFs de topologia sodalita (SOD). A ZIF-8, composta pelo íon metálico Zn²⁺ e o ligante orgânico 2-metilimidazol, reconhecida por alta estabilidade química/térmica e grande área superficial, e a ZIF-90, composta, também, pelo íon Zn²⁺ e o ligante orgânico imidazol-2-carboxaldeído, que se diferencia por ser mais hidrofílica e por possuir o grupo aldeído (–CHO), útil para modificações pós-sintéticas e maior afinidade com meios aquosos e sistemas biológicos. A motivação do trabalho reside na necessidade de superar as limitações dos materiais tradicionais, buscando sistemas mais eficazes, biocompatíveis e capazes de responder a estímulos fisiológicos específicos para um tratamento mais direcionado. O eixo central do estudo é a criação de heteroestruturas híbridas de ZIF-8 e ZIF-90 que combinem as vantagens de ambas, buscando materiais com propriedades ajustáveis. A tese organiza-se em três partes, (I) introdução e fundamentos sobre MOFs/ZIFs e relação estrutura–propriedade; (II) investigação de micropartículas híbridas ZIF-8-90, tipicamente associadas a sínteses “de novo” que favorecem maior homogeneidade de ligantes; e (III) estudo de nanopartículas do tipo núcleo–casca ZIF-8@ZIF-90, frequentemente associadas a estratégias como troca de ligantes assistida por solvente (SALE), capazes de produzir arquiteturas com “casca” funcional e “núcleo” estruturalmente robusto. Além da arquitetura, o trabalho discute o impacto de dopagem metálica com o íon Cu²⁺, como ferramenta de ajuste fino de propriedades fototérmicas, preservando a topologia. Com isso, a tese se propõe a correlacionar rota sintética, composição/arquitetura misturada e núcleo–casca, tamanho de partícula e desempenho funcional em três frentes: (1) liberação controlada de fármacos, com perspectiva de sistemas multifuncionais e co-entrega, incluindo fármacos antituberculose como rifampicina e isoniazida, (2) separação molecular/adsorção e (3) fototermia, explorando como morfologia e química superficial influenciam carregamento, difusão, seletividade e resposta funcional.