Fluido imprimível bioinspirado no mecanismo de iridescência de peixes do gênero Paracheirodon

Abstract

Esta tese teve como objetivo o desenvolvimento de fluidos imprimíveis bioinspirados em mecanismos de iridescência de peixes do gênero Paracheirodon, endêmico da Bacia Amazônica, para impressão por tecnologia de Drop-on-Demand (DoD), utilizando-se uma impressora de materiais. A iridescência da faixa lateral desses peixes apresenta variação de cor em função de estímulos que provocam mudanças na distribuição de nanoestruturas presentes em células iridóforas, identificadas como cristais de guanina. Foram realizados experimentos envolvendo estudo comportamental e de análise da banda lateral dos peixes alimentados com náuplios de artêmias salinas utilizadas para vetorização de fármacos com atividade neurológica, inicialmente a Olanzapina. Apesar da literatura apontar como causa da variação de cor da faixa lateral desses peixes as variações de distância entre os planos cristalinos da guanina devido à variação da pressão osmótica no interior dos iridóforos em função da abertura e fechamento de canais iônicos, imagens de microscopia de força atômica e do comportamento da cor nos experimentos e após óbito do animal mostraram que há indícios de que o a causa da cor parece estra associada a mecanismos de ordem-desordem dos cristais de guanina atuando como cristais fotônicos. Com base nesta observável, o principal objetivo deste trabalho foi a otimização de fluidos à base de guanina, para cristalização após impressão camada por camada (LbL, layer-by-layer) por tecnologia DoD. Tentou-se cultivar as células iridóforas de peixes da espécie Paracheirodon axelrodi, iniciando-se com a dissociação celular da sua faixa lateral, e foi constatada a complexidade para o cultivo das células iridóforas utilizando-se uma incubadora de CO2. Com as dificuldades do cultivo das células para utilização em fluidos imprimíveis, decidiu-se o desenvolvimento de fluidos bioinspirados no mecanismo de iridescência desses peixes. Para isso, foram estabelecidas as condições ideais para a composição de um fluido transportador de núcleos de cristalização de guanina, otimizado pela avaliação das suas coordenadas em relação à região de imprimibilidade, através do cálculo de parâmetros de microfluídica, como os Números de Reynolds (Re), Weber (We) e Ohnesorge (Oh), definindo-se parâmetros de impressão a partir do monitoramento de imagens de formação das gotas por câmera estroboscópica drop watcher, embarcada na impressora DoD. A partir de guanina comercial em pó, foram sintetizados e caracterizados por MEV e DRX microcristais de guanina, e os menores filtrados foram utilizados como parte ativa na composição do fluido a ser impresso, ajustado com monoetilenoglicol (MEG). Os filmes impressos tiveram os cristais crescidos em processo pós-impressão, apresentando iridescência.