As propriedades físico-químicas (caracterizações físicas e químicas) dos biomateriais têm grande influência na sua interação com as células, além de desempenharem um papel importante no desempenho in vivo dos materiais.
Sua caracterização física, ou seja, propriedades microestruturais internas dos materiais, inclui a forma e tamanho das partículas, porosidade, densidade e área superficial. As caracterizações químicas incluem a determinação da composição química e distribuição de elementos dentro do biomaterial.
Nos últimos anos, houve inovações nas ferramentas de visualização e análise de materiais, e houve avanços na coleta e processamento dos resultados.
Diferentes técnicas microscópicas, incluindo microscopia óptica e eletrônica, aplicadas para determinar caracterizações físicas fornecem informações desde a escala atômica até a microescala e macroescala. Amostras especiais também são usadas para técnicas microscópicas especializadas, como microscopia de sonda de varredura e microscopia de força atômica. A caracterização da superfície é realizada usando técnicas microscópicas. No entanto, técnicas de análise de fase seguidas por técnicas microscópicas são controversas baseadas na difração de raios X.
Dispositivos de caracterização espectroscópica baseados em infravermelho (IR) são usados em análises para determinar caracterizações químicas. Especialmente tamanho, forma, porosidade, área de superfície e caracterização de energia de superfície são determinados por esta técnica. Além disso, a análise do tamanho das partículas é realizada com dispersão dinâmica de luz (DLS). São aplicadas medidas de ângulo de contato para energia de superfície, porosimetria de intrusão de mercúrio para análise de estruturas de poros e medidas de adsorção de gás para análise de área de superfície.
Por outro lado, a caracterização física e química das membranas é muito importante em termos de morfologia, espessura, tamanho de grão e tipos e quantidades de contaminação da superfície ou contorno de grão. Essas propriedades podem afetar o desempenho da membrana. Portanto, as informações obtidas por tais análises são usadas para melhorar o desempenho da membrana durante a fabricação. Algumas das técnicas mais utilizadas em análise são microscopia eletrônica de varredura, microscopia de força atômica, técnica de difração de raios X, análise de energia dispersiva de raios X, espectroscopia de ágar-elétron e espectroscopia de dessorção térmica. Além disso, como a permeabilidade ao gás depende da espessura da membrana, é um parâmetro importante a ser caracterizado.
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