HIDROGÉIS QUIMICAMENTE MODIFICADOS COM INCORPORAÇÃO DE NANOPARTÍCULAS DE CARBONO

Autores

Rodrigues, J.S. (UFVJM) ; Santos, L.S.D. (UFVJM) ; Paiva, A.E. (AMBER/TRINITY COLLEGE DUBLIN) ; Vasquez, J.F.B. (AMBER/TRINITY COLLEGE DUBLIN) ; Gonçalves, M.P. (UFVJM) ; Borsagli, F.G.L.M. (UFVJM)

Resumo

Considerando o quantitativo feminino e os problemas de saúde desse grupo decorridos de diversos fatores, o presente trabalho objetivou produzir hidrogéis quimicamente modificados com incorporação de nanopartículas de carbono para aplicação no tratamento da saúde da mulher. Os hidrogéis foram caracterizados quimicamente, morfologicamente e opticamente. Os resultados mostraram que o material possui boa estabilidade química com fotoluminescência no comprimento de onda do azul e tamanho da ordem de 5 nm, os hidrogéis se mostraram homogêneos, lisos e flexíveis.

Palavras chaves

Saúde-da-mulher; Hidrogéis; Carbon dots

Introdução

Problemas como discriminação nas relações de trabalho, sobrecarga com as responsabilidades domésticas, além do trabalho profissional, desigualdades sociais acabam por afetar a saúde da mulher, as quais, adoecem com maior frequência comparadas ao homem. A população brasileira em sua maior parte é constituída pelo gênero feminino (mais de 50 % da população). Consequentemente, esse grupo é hoje o maior usuário do Sistema Único de Saúde (SUS), seja em benfeitoria da própria saúde ou no acompanhamento de terceiros, como crianças e outros familiares, em especial idosos, os quais muitas vezes estão sob sua guarda (MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2004). Todavia, a saúde feminina vem sendo tratada de acordo com a tradição nos sistemas de saúde preferindo a área da saúde reprodutiva, destacando o cuidado ao pré-natal, parto, puerpério e planejamento reprodutivo, além de cânceres de colo de útero e de mama (MINISTÉRIO DA SAÚDE, Instituto Sírio-Libanês de Ensino e Pesquisa, 2016). Contudo, além de doenças que atormentam a reprodução feminina, diferentes fatores ocasionam desconforto e adversidade a saúde feminina, estes podem se acentuar e promover sérias complicações ao sistema reprodutor e ao organismo feminino como um todo. Nesse aspecto, diversas doenças associadas ou não o sistema reprodutor feminino, são originadas por desequilíbrios hormonais. Entre várias dessas doenças têm-se a endometriose. A endometriose é uma das doenças mais observada na clínica ginecológica. Sua semelhança com dismenorreia, dor pélvica, dispareunia e infertilidade faz com sua identificação seja um fato expressivo para a paciente (SAMPSON, 1927). A endometriose é definida como a existência de estroma e glândulas endometriais em localidades extrauterinas, comumente na região pélvica (SCHENKEN, 2016). É uma enfermidade com extensa morbidade sendo assim, vista e atestada como o fundamental fator de risco para gravidez ectópica (HWANG et al., 2016). A endometriose aparece com maior frequência em mulheres com idade reprodutiva, entre 25 e 29 anos, sendo pouco comuns em pré-púberes e no climatério (OLIVE et al., 1993). Acontecimentos elevados entre mulheres com ciclo menstrual de durabilidade igual ou inferior há 27 dias são verificadas. De tal modo, tempo de sangramento alto ou igual a sete dias e aparecimento de spotting pré-menstrual relaciona-se a essa doença (DULEBA, 1997). Atualmente, as indústrias da área biomédica têm buscado empregar materiais biodegradáveis, tais como os hidrogéis, os quais têm se destacado. Os hidrogéis tem sido muito utilizado para auxiliar o tratamento de diferentes doenças, pois são redes tridimensionais compostas por cadeias poliméricas, aptos a absorver elevadas porções de água e fluidos biológicos em sua estrutura sem perder a estabilidade química (PEPPAS et al., 2000; ROSIAK E ULANSKI, 1999). Os hidrogéis possem diversas propriedades que os tornam biomateriais formidáveis, em destaque o elevado teor de água que adsorve, assim como sua elevada biocompatibilidade (HOFFMAN, 2002), propriedades físicas semelhantes às do tecido humano, como textura macia e elástica apresentada por alguns hidrogéis, tornando mínimo a irritação mecânica por atrito (RATNER, HOFFMAN, 1976). Consequentemente, para a obtenção de hidrogéis com atributos almejados os polímeros podem ser alterados, tanto pelo seu ajuste criando blendas poliméricas quanto pela alteração na quantidade dos elementos na criação (ALCÂNTARA, 2013). De modo exponencial têm-se intensificado, o empenho no uso de polímeros obtidos a partir de fontes biológicas renováveis (PETERSSON, 2009; SURYANEGARA, 2009). Nesse enfoque, a carboximetilcelulose (CMC) é um polímero obtido a partir da modificação química da celulose, muito utilizado em vários ramos da indústria farmacêutica, alimentícia e cosmética, tais como o processo de floculação, para a produção de alimentos, medicamentos e produção de detergentes (SCHMITT et al., 1998). Segundo OLIVEIRA (2009), a carboximetilcelulose pode ser empregada na produção de curativos inteligentes para liberação controlada de medicamentos. O referido autor pesquisou a liberação de nutrientes a partir do uso de filmes de CMC e alginato de sódio. Trevisol (2018), retratou sobre a liberação de diclofenaco de sódio incorporados em filmes de alginato e CMC obtendo bons resultados. Além dos referidos pesquisadores, é importante enfatizar pesquisas envolvendo nanopartículas de CMC e goma guar para liberação controlada in vitro de tri- metafosfato tri-sódico concretizado por Dodi et al. (2016). Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo produzir hidrogéis quimicamente modificados de carboximetilcelulose (CMC) e ácido cítrico com incorporação de nanopartículas de carbono produzidas a partir da matéria-prima do semiárido mineiro, os carbon dots (Cdots), para aplicação no tratamento da saúde da mulher, visando conforto e proteção durante os ciclos menstruais, principalmente os dolorosos proporcionados por doenças, como a endometriose.

Material e métodos

A produção do carbon dots foi realizada a partir de fibras do fruto da Paneira Rosa (Ceiba speciosa). Primeiramente, as fibras foram lavadas com água deionizada várias vezes e secas na estufa à 60 °C. Após essa limpeza, as fibras passaram por um pré-tratamento de deslignificação e branqueamento, seguindo procedimento adaptado de Song et al (2019). Para tal, 1 g de fibras lavadas e secadas foram imersas em uma solução de 100 mL da água deionizada com (2 %) de NaOH em temperatura ambiente e deixada sob agitação por 3 horas. Em sequência, as fibras foram lavadas com água deionizada até o pH atingir a neutralidade. Sequencialmente, as fibras lavadas em pH neutro foram imersas numa solução 93 % de ácido acético (v/v) e 0,3 % de ácido clorídrico (v/v) sob agitação por 3 horas à 90 °C. Finalmente, a solução foi centrifugada à 15000 rpm por 15 minutos, o material sobrenadante foi retirado e centrifugado novamente, o processo foi repetido até ficar uma solução límpida, com leve coloração marrom claro. O material foi então dialisado por 24 horas e levado à geladeira para posterior uso. Posteriormente, foi realizada a produção dos hidrogéis. Para tal, 2 g de carboximetilcelulose foi diluído em 100 mL de água deionizada (2 % m/v) mantido sob agitação por 24 horas. Após a completa solubilização da CMC, 1 % de carbon dots mantendo-se sob agitação por 24 horas. Logo após, acrescentou 15 % (m/m de polímero) de ácido cítrico (AC) na solução CMC-Cdots deixando sob agitação por 20 minutos. Em seguida, 10 mL da solução CMC-Cdot-AC foram vertidas em placa de Petri de poliestireno e secos em estufa a 40 ˚C durante 24 h para remoção da água. Na sequência, as amostras foram mantidas na estufa com aumento de temperatura para 80 ˚C durante 24 h para a reação de reticulação (método de evaporação lenta). Sequencialmente, foram realizadas as caracterizações da carboximetilcelulose (CMC), carboximetilcelulose reticulada com ácido cítrico (CMC_AC), e os Carbon dots, usando espectroscopia no ultravioleta-visível (UV-Vis), Fotoluminescência (PL) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV).

Resultado e discussão

A figura 1 (A), mostra os espectros no ultravioleta-visível (UV-Vis) na faixa de 200-500 nm do carbon dots onde foi possível observar duas bandas de absorções correspondentes às transições eletrônicas π-π* (do núcleo grafitizado com hibridização sp2) e n-π* (associadas a grupos funcionais de superfície) (LIANG et al., 2013). A fotoluminescência (Figura 1 (B)) dos Cdots, uma banda de transição n-π* em 400 nm, demonstrando a influência dos heteroátomos na superfície e identificando uma luminescência na região do azul, característico de carbon dots (ZHOU et al., 2017; LIN et al., 2017). A figura 1 (C), mostra a solução do carbon dots utilizado para as caracterizações. Na micrografia (Figura 2) obtida através da microscopia eletrônica de transmissão (TEM) foi possível observar a morfologia esférica da amostra e uma quantidade considerável de pontos quânticos de carbono com distribuições de tamanho estreitas com tamanhos na faixa de 5 nm. A figura 3 mostra a micrografia obtida através da microscopia eletrônica de varredura (MEV) dos hidrogéis. Na figura 3 (A), é possível observar a morfologia de uma superfície lisa e homogênea. Já na figura 3 (B), mostra a morfologia de uma superfície homogênea, mas com a presença de bolhas, que pode estar ligada ao ácido cítrico durante o processo de reticulação dos hidrogéis. A avaliação qualitativa visual dos hidrogéis, mostrou que em todos os sistemas sintetizados ocorreu uma completa solubilização da carboximetilcelulose, caracterizada pelo aspecto límpido e transparente das soluções. Após secagem, os hidrogéis apresentaram-se lisos e flexíveis, como mostrado na figura 4.

Conclusões

Os resultados do presente trabalho mostraram que é possível produzir hidrogéis quimicamente modificados de carboximetilcelulose (CMC) com a incorporação de nanopartículas de carbono (carbon dots). Através das caracterizações das nanopartículas de carbono foi possível observar as bandas de transições eletrônicas, bandas de absorção e pontos quânticos de carbono com distribuição de tamanhos na faixa de 5nm. As caracterizações dos hidrogéis produzidos apresentaram um material homogêneo. Esses hidrogéis pelas características exibidas apresenta um grande potencial para serem aplicados no tratamento da saúde da mulher, visando conforto e proteção durante os ciclos menstruais, principalmente os dolorosos proporcionados por doenças, como a endometriose.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao BIOSEM-LESMA/UFVJM e o AMBER/Trinity College Dublin pelas análises e caracterizações químicas realizadas. Assim como a FAPEMIG (APQ-02565- 21), CAPES, CNPq e UFVJM pelo suporte financeiro ao projeto.

Referências

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