Fibras têxteis modificadas com o nanocompósito HAp-AgNPs com vistas ao desenvolvimento de um tecido com propriedades antibacterianas

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Materiais

Autores

Ferreira, E.F. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ) ; Martins, M.C.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ) ; Santos, M.V.B. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ) ; Araujo, A.R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ) ; Quelemes, P.V. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ) ; Teixeira, A.S.N.M. (INSTITUTO FEDERAL DO PIAUÍ) ; Souza, J.M. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ) ; Eiras, C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ)

Resumo

Atualmente a produção de têxteis antibacterianos cresce devido a existência de bactérias capazes de propiciar risco para a saúde e causar a perca da resistência dos têxteis. Sabendo que os nanocompósitos tendem a apresentar propriedades inovadoras quando comparados com os compósitos convencionais, o presente estudo objetivou a síntese do nanocompósito (HAp-AgNPs) aliando a capacidade antimicrobiana das nanopartículas de prata (AgNPs) com o biomaterial hidroxiapatita (HAp). O nanocompósito foi caracterizado pelas técnicas de Difratometria de Raios-X (DRX) e Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR), que comprovam a incorporação das AgNPs na matriz da HAp. Os testes antibacterianos confirmaram que o nanocompósito possui atividade para as espécies S. aureus e E. coli.

Palavras chaves

Hidroxiapatita; nanopartículas de prata; têxtil antibacteriano

Introdução

O design é uma ferramenta utilizada para desenvolver produtos inovadores que contribuam para a solução de problemas, em que aplica-se conhecimentos de diversas áreas relacionadas ao social, econômico, cultural, tecnológico e ambiental (FACCA, p.1, 2009). Diante desse aspecto, o setor têxtil vem apresentando novas propostas aliadas ao design, onde o desenvolvimento tecnológico contribui para a formação dos têxteis funcionais, trazendo propriedades até então desconhecidas (FILGUEIRAS et al, p.2, 2008). As indústrias têxteis que apoiam essa iniciativa alcançam maior competitividade no mercado, atendendo a uma demanda na área de tecidos multifuncionais que visam a melhorar a qualidade de vida das pessoas, especialmente no que se refere a redução da propagação de micro-organismos (CHEN et al, p.3608, 2008; DASTJERDI et al, p.11, 2010; SÁNCHEZ, p.58, 2006). Nessa perspectiva, as propriedades antibacterianas em substratos têxteis têm sido bastante estudadas, onde a prata coloidal tem se destacado como agente modificador devido sua estabilidade química, atividade catalítica e à toxidez causada nas bactérias (ZHANG et al, p.1, 2016; SHARMA et al, p.84, 2008). Outro material que tem ganhado destaque, sendo bastante utilizado nas áreas médicas e biotecnológicas é a hidroxiapatita, um biomaterial amplamente estudado por ser sintética e possuir propriedades de biocompatibilidade (RIGO et al, p.40, 2007; GUASTALDI et al, p.1353, 2010). Diante do que foi exposto, o presente trabalho consiste em sintetizar, caracterizar e verificar a atividade antibacterina do nanocompósito (HAp-AgNPs) obtido a partir do biomaterial HAp, e das AgNPs, visando uma futura modificação de um substrato têxtil de algodão.

Material e métodos

A síntese da HAP foi realizada utilizando o método de co-precipitação por via úmida, cumprindo a relação de 1,67 Ca/P e com rendimento de aproximadamente 8g, utilizando as seguintes massas dos reagentes: 6g de CaOH₂ e 6,4g de (NH₄)₂HPO₄. A HAp foi caracterizada por Difratometria de Raios X no sentido analisar o perfil cristalográfico do material. A síntese das AgNPs foi realizada pelo método de redução química, usando como sal percursor o nitrato de prata (AgNO₃), agente redutor o borohidreto de sódio(NaBH₄), e estabilizada com a goma caraia (Sterculia urens). Após a síntese das AgNPs, as amostras foram caracterizadas por Espectroscopia do Ultravioleta- Visível- UV-Vis, Potencial Zeta e Espalhamento Dinâmico da Luz – DLS. O nanocompósito foi sintetizado através de agitação mecânica incorporando-se 0,5g de HAp em 15mL de AgNP á 200rpm por 20 horas, em seguida, este foi seco em estufa a 60°C por 6 horas. A caracterização do nanocompósito foi feita por Difratometria de Raios X e por Espectroscopia do Infravermelho com Transformada de Forrier (FTIR). A atividade antibacteriana do nanocompósito HAP-AgNPs foi avaliada pelo método de microdiluição em caldo, no qual a CIM das substâncias foi determinada conforme normas preconizadas pela CLSI (2012). Para tanto, as substâncias foram diluídas em água e agitadas em ultrassom por 30 minutos e submetidas a uma diluição seriada de razão dois, com concentrações variando de 1000 a 7,8 µg/mL. Como controle positivo determinou-se as CIMs da Oxacilina para S. aureus e do Meropenem para E.coli. As placas foram incubadas em estufa bacteriológica a 37°C, e após 24 horas, foi adicionado o corante azul de resazurina a 0,01%, responsável por definir a CIM.

Resultado e discussão

As AgNPs caracterizadas por Espectroscopia de UV-Vis possuem uma banda de absorção na faixa dos 395 nm que é uma característica de prata na forma nanoesferica. A técnica de DLS demostrou que as AgNPs possuem tamanho médio de 48,36 nm, e PDI em torno de 0,633. O Potencial Zeta das AgNPs apresentou um valor de -38,9mV, negativo devido as propriedades da goma Caraia utilizada como estabilizante. A Figura 1 apresenta o plano cristalográfico da HAp e do nanocompósito HAp-AgNPs. Percebe-se que o nanocompósito possui os picos de difração característicos da HAp pura com pequenos deslocamentos 25,9º; 31,7º; 39,9º e 49,6º, e que não foram verificadas as reflexões de Bragg para a prata metálica (ANDRADE et al, p.1832, 2012). A Figura 2 apresenta os Espectros de Infravermelho com Transformada de Forrier e demonstra que as bandas de absorção da HAp pura e do nanocompósito HAp-AgNPs são semelhantes as da apatita, e que a mudança no número de comprimento de onda pode indicar a interação entre a HAp e as AgNPs no nanocompósito. A diminuição da vibração do PO₄^3- é causada pela adição das nanopartículas de prata, comprovando a formação do nanocompósito HAp- AgNPs, e acredita-se que a estirpe C-H localizada em 2850 e 2924 cm^-1 é resultado do agente utilizado para redução da prata (CHARLENA et al, p.6, 2017). O teste de atividade antibacteriana mostrou que a menor concentração do nanocompósito AgNPs-HAp que é capaz de inibir o crescimento bacteriano é de 1000 µg/mL e 500 µg/mL para S. aureus e E. coli , respectivamente, confirmando que o nanocompósito é mais eficaz para bactérias Gram-negativa, o que pode ser explicado devido as diferenças na estrutura da membrana e na composição da parede celular (YUAN et al, p.8, 2017).

Fonte: Autoria própria, 2017


Fonte: Autoria própria, 2017

Conclusões

A caracterização do nanocompósito HAp-AgNPs pelas técnicas de Difratometria de Raios-X (DRX) e Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR), comprovaram a incorporação das AgNPs na matriz de HAp, confirmando o sucesso da síntese do nanocompósito. Os testes de atividade antibacteriana confirmaram que o nanocompósito sintetizado apresentou atividade para as espécies bacterianas S. aureus e E. coli.

Agradecimentos

UFPI, CNPQ, CAPES, e NINTEC.

Referências

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