Desenvolvimento de um Biocompósito com Propriedades Antibacterianas Produzidas a Partir de Recursos Naturais Regionais.

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Materiais

Autores

Martins, M.C.S. (UFPI) ; Ferreira, E.F. (UFPI) ; Santos, M.V.B. (UFPI) ; Araújo, A.R. (UFPI) ; Quelemes, P.V. (UFPI) ; Texeira, A.S.N.M. (IFPI) ; Eiras, C. (UFPI)

Resumo

Nos últimos anos percebe-se que houve um aumento considerável de infecções relacionadas as próteses ósseas, principalmente aos materiais utilizados na fabricação destas. Nesse sentido, procura-se desenvolver materiais capazes de realizar substituições ósseas com menores índices de rejeição. Nessa perspectiva o presente trabalho objetivou a síntese de um nanocompósito utilizando a hidroxiapatita (HAp) que é um biomaterial, as nanopartículas de prata (AgNPs), devido a seu potencial antibacteriano, e a norbixina (NBx). O nanocompósito sintetizado (HAP-NBX- AgNPs) foi caracterizado por Difratometria de Raio-X (DRX), fazendo um comparativo com os planos cristalográficos da HAp pura. Os testes antibacterianos confirmaram que o nanocompósito sintetizado apresentou atividade.

Palavras chaves

Hidroxiapatita; Nanopartícula dePprata; Norbixina

Introdução

O uso de biomateriais para a construção ou substituição de parte do tecido ósseo lesado é uma necessidade que atinge milhões de pessoas no mundo das quais se constatou que uma fração desenvolve infecções relacionadas às taxas de falhas no material utilizado nas próteses (BIRRELL et al, 1999; PUOLAKKA et al, 2001). A hidroxiapatita (HAp) é um material biocerâmico, no qual possui alto grau de biocompatibilidade devido a sua semelhança química com tecidos ósseos e constitui cerca de 30 a 70% da massa de óssea e dentaria (RIGO, 2007; ANDRADE et al., 2016, GUASTALDI, 2010). Já o sistema coloidal de prata é de interesse devido à boa condutibilidade, estabilidade química, catalítica e atividade antibacteriana (FRATTINI et al.2005). A norbixina (NBx) é um corante natural obtido a partir de uma planta nativa da América Central e do Sul, sendo o Brasil o maior produtor mundial do urucuzeiro (Bixa Orellana L.), onde estudos com a espécie tem demostrado o seu grande potencial antimicrobiano (COLLINS et al.1992). Diante do exposto o presente trabalho tem como objetivo sintetizar e caracterizar um nanocompósito (HAP- NBX-AgNPs) utilizando a HAp e as AgNPs com NBx, para o uso nas áreas biomédicas.

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, utilizando CaOH₂ e (NH₄)₂HPO₄ como precusores. A HAp sintetizada foi caracterizada por Difratometria de Raios X no sentido analisar o perfil cristalográfico do material. A síntese da (NBx) foi realizada por extração alcalina e caracterizada por Difratometria de Raios X e por Potencial Zeta afim de conhecer suas propriedades. A síntese das AgNPs foi realizada pelo método de redução química, usando como sal percursor o nitrato de prata (AgNO₃), como agente redutor o borohidreto de sódio (NaBH₄), e como estabilizante a goma caraia (Sterculia urens). As soluções de NBx foram utilizadas no decorrer da síntese das AgNPs em diferentes concentrações. As AgNPs foram caracterizadas por Espectroscopia do Ultravioleta- Visível, Potencial Zeta e DLS. O nanocompósito (HAP-NBX-AgNPs) foi sintetizado através de agitação mecânica incorporando-se 0,5g de HAp em 15mL de AgNP-NBx a 200rpm por 20 horas, sendo caracterizado posteriormente por Difratometria de Raios X. A atividade antibacteriana do nanocompósito HAP-NBX-AgNPs foi avaliada pelo método de microdiluição em caldo, no qual a CIM das substâncias foi determinada conforme normas preconizadas pela CLSI (2012). Utilizado como controle positivo as CIMs da Oxacilina para S. aureus e do Meropenem para E.coli

Resultado e discussão

A norbixina sintetizada passou por um estudo de estabilidade onde observou- se uma considerável perca de estabilidade ao se passar 24 horas da realização da síntese, onde o potencial inicial era de -37,2mV e o final de -29,1mV. Isso se deve ao alto nível de degradação da norbixina pela luminosidade (SILVA, 2007). O DRX comprovou o caráter amorfo da norbixina com um pico não bem definido em 26,32. As AgNPs revestidas com NBX caracterizadas por Espectroscopia do Ultravioleta-Visível apresentaram uma banda de absorção na faixa dos 395 nm que é característica da prata na forma nanoesferica. A análise de DLS demostrou que as AgNPs revestidas com NBX possuem tamanho médio de 167 nm, e PDI em torno de 0,248. A Figura 1 apresenta o plano cristalográfico da HAp e do nanocompósito HAp- NBx- AgNPs. Percebe-se que o nanocompósito possui os picos de difração característicos da HAp pura com pequenos deslocamentos e que não foram verificadas as reflexões de Bragg para a prata metálica (ANDRADE et al, 2012). Os testes de atividade antibacteriana demonstraram que a menor concentração do nanocompósito HAp-NBx- AgNPs que é capaz de inibir o crescimento bacteriano é de 500 µg/mL e 125 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, 2017).O Quadro 1 mostra os CIM´s dos nanocompósitos e dos materiais precursores.

Comparação do plano cristalográfico do nanocompósito com da HAp pura.


Apresenta os CIM's do nanocompósitos e de seus precursores e controles positivos

Conclusões

A caracterização do nanocompósito HAp-NBX- AgNPs pela técnica de Difratometria de Raios-X (DRX) demonstra pequenos deslocamentos dos picos da HAp pura, o que pode ser ocasionada pela incorporação das AgNPs-NBX, 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, FAPEPI.

Referências

ANDRADE, F. A. C., DE OLIVEIRA VERCIK, L. C., MONTEIRO, F. J., & DA SILVA RIGO, E. C. Preparation, characterization and antibacterial properties of silver nanoparticles–hydroxyapatite composites by a simple and eco-friendly method. Ceramics International, v. 42, n. 2, 2016.

ANDRAD, F. A. C.; RIGO, E.C.S; Desenvolvimento de hidroxiapatita contento nanopartículas de prata com propriedades antibacterianas. Instituto de Química de São Carlos da universidade de São Paulo: São paulo,2013

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