Atividade antimicrobiana de tecidos contendo nanopartículas de ZnO
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Data
2021-09-17
Autores
Orientador
Favorin, Leila Aparecida Chiavacci
Coorientador
Pós-graduação
Ciências Farmacêuticas - FCFAR
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
Atualmente a resistência aos antimicrobianos tem sido um grande problema, uma vez que o uso indiscriminado dos antibióticos levou a seleção de cepas bacterianas resistentes. O óxido de zinco (ZnO) apresenta atividade antimicrobiana causando a morte dos microrganismos através da produção de espécies reativas de oxigênio (ERO), liberação de Zn2+ e internalização celular das nanopartículas de ZnO (NP ZnO). Além disso, é seguro para o uso humano, apresenta baixos custos processuais e boa degradabilidade. O objetivo deste trabalho é desenvolver têxteis contendo NP ZnO com propriedade antibacteriana, bem como analisar o potencial biocida após submeter os tecidos a diversos ciclos de lavagens. Para alcançar esse objetivo foram avaliadas a influência de parâmetros como o método de incorporação das NP ZnO, os tratamentos dos tecidos com corante ou amaciante e os tempos de reação da síntese das NP ZnO na atividade frente a cepa bacteriana S. aureus e E. coli e cepa C. albicans. As NP ZnO foram sintetizadas pelo método Sol-Gel pela metodologia proposta por Spanhel e Anderson (1991) com modificações. Após a síntese a superfície das NP ZnO foram modificadas para facilitar sua dispersão em água com (3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane (GPTMS). O raio das NP ZnO sintetizadas por 1HR, 3HR e 24HR foi calculado pela técnica de UV-vis e os valores foram 3,13, 3,19, 3,31 nm, respectivamente. A técnica de Difração de raios-X (DRX) comprovou a obtenção das NP ZnO na fase hexagonal wurtizita e possibilitou o cálculo do tamanho de cristalito das NP ZnO que foram na ordem de 4 a 6 nm, compatíveis com os calculados por UVvis. A presença das NP ZnO nos tecidos foi demonstrada através das caracterizações por DRX, Espectroscopia vibracional na região do infravermelho (FTIR), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e Espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS). O potencial antimicrobiano das NP ZnO foi evidenciado através da Concentração inibitória mínima (CIM), Concentração bactericida mínima (CBM), Concentração fungicida mínima (CFM), demonstrando maior inibição para cepa de S. aureus, quando comparado a E. coli, entretanto pequenas concentrações foram suficientes para demonstrar ótima atividade biocida. Pouca atividade foi evidenciada das NP ZnO frente a cepa C. albicans. A atividade antibacteriana das fibras têxteis contendo diferentes tratamentos após a incorporação das NP ZnO foi avaliada por difusão em ágar e pela técnica JISL-1902/ISO20743 demonstrando resultados promitentes após 10 e 20 lavagens. Dessa forma, as fibras têxteis funcionalizadas trata-se de um material promissor e econômico com potencial para erradicar ou prevenir o crescimento e infecções associadas a microrganismos patogênicos.
Resumo (português)
Currently, resistance to antimicrobials has been a major problem, since the indiscriminate use of antibiotics has led to the selection of resistant bacterial strains. Oxide Zinc (ZnO) shows antimicrobial activity causing the death of microorganisms through the production of reactive oxygen species (ROS), release of Zn2+ and cellular internalization of ZnO nanoparticles (ZnO NP). Furthermore, it is safe for human use, has low processing costs and good degradability. The objective of this work is to develop textiles containing ZnO NP with antibacterial property, as well as to analyze the biocide potential after submitting the fabrics to several washing cycles. To achieve this goal, the influence of parameters such as the method of incorporation of ZnO NP, fabric treatments with dye or fabric softener and reaction times of ZnO NP synthesis on the activity against bacterial strains S. aureus and E. coli were evaluated and C. albicans strain. The ZnO NP was synthesized by the Sol-Gel method by the methodology proposed by Spanhel and Anderson (1991) with modifications. After synthesis, the surface of ZnO NP was modified to facilitate its dispersion in water with (3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane (GPTMS). The radius of the ZnO NP synthesized for 1HR, 3HR and 24HR was calculated using the UV-vis technique and the values were 3.13, 3.19, 3.31 nm, respectively. The X-ray Diffraction (XRD) technique proved the obtainment of NP ZnO in the hexagonal wurtizite phase and enabled the calculation of the crystallite size of NP ZnO which was in the order of 4 to 6 nm, compatible with those calculated by UV-vis. The presence of ZnO NP in fabrics was demonstrated through characterizations by XRD, vibrational spectroscopy in the infrared region (FTIR), Scanning electron microscopy (SEM), Transmission electron microscopy (TEM) and X-ray spectroscopy by energy dispersion (EDS). The antimicrobial potential of ZnO NP was evidenced through the Minimum Inhibitory Concentration (MIC), Minimum Bactericidal Concentration (CBM) and Minimum Fungicidal Concentration (CFM) demonstrating greater inhibition for the S. aureus strain, when compared to E. coli, a small amount was sufficient to demonstrate excellent activity biocide. Little activity was evidenced of ZnO NP against C. albicans strain. The antibacterial activity of textile fibers containing different treatments after the incorporation of ZnO NP was evaluated by agar diffusion and by the JISL-1902/ISO-20743 technique, showing promising results after 10 and 20 washes. Thus, functionalized textile fibers are a promising and economical material with the potential to eradicate or prevent the growth and infections associated with pathogenic microorganisms.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português