Estudo dos possíveis mecanismos de ação envolvidos na inibição da formação de biofilme microbiano em disposivo médico revesdo com poli(metacrilato de mela-co-dimelacrilamida) e de sua associação com nanoparculas de prata.
Nenhuma Miniatura disponível
Data
2021
Autores
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Resumo
Os materiais utilizados na produção de dispositivos médicos permitem a adesão de
microrganismos e, consequentemente, a formação de biofilme, fazendo desses uma das fontes
de infecções hospitalares mais comuns. Em estudo anterior, o copolímero polimetacrilato de
metila-co-dimetilacrilamida (PMMDMA) demonstrou redução significativa na adesão das
principais bactérias relacionadas às infecções hospitalares, porém os principais mecanismos
antiaderentes envolvidos não foram elucidados. Além disso, sabe-se que revestimentos com
propriedades anti-adesiva e antimicrobiana tendem a serem mais eficazes. O emprego de
nanopartículas de prata como agente antimicrobiano tem atraído a atenção nos últimos anos,
devido aos seus efeitos significativos contra patógenos resistentes, como bactérias e fungos, e
ao seu amplo espectro de ação. Dessa forma, este trabalho teve como objetivos avaliar os
principais mecanismos de ação repelentes de microrganismos do PMMDMA e sua atividade
anti-adesiva quando exposto à cultura de Candida albicans, principal espécie fúngica
relacionada à quadros de infecções hospitalares oriundas do uso de cateteres urinários; além de
avaliar se a associação de nanopartículas de prata (AgNPs) à matriz de PMMDMA aumenta
sua eficácia. O copolímero PMMDMA foi sintetizado por fotopolimerização radicalar a partir
dos monômeros metilmetacrilato (MMA) e N,N-dimetilacrilamida (DMA) e caracterizado por
cromatografia por permeação em gel (GPC), espectroscopia de infravermelho (FTIR) e
ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN1H). A redução da adesão de C. albicans
em moldes de cateter urinário revestidos com PMMDMA foi avaliada por microscopia
eletrônica de varredura (MEV) após a incubação desses moldes com a suspensão fúngica por
48 horas. As cargas de superfície de C. albicans e PMMDMA, o caráter hidrofílico e a
rugosidade do revestimento polimérico foram avaliadas afim de propor os possíveis
mecanismos antiaderentes desse material. PMMDMA e AgNPs foram sintetizados no mesmo
meio reacional, em etapa única, utilizando Irgacure 2959 como agente fotoiniciador da cadeia
polimérica e fotorredutor de nitrato de prata. O nanocompósito PMMDMA-AgNPs obtido foi
caracterizado por FTIR e AFM e as AgNPs por espectrometria de massas (LDI-MS) e quanto
ao diâmetro médio, índice de polidispersão (IP) e potencial zeta. Moldes de cateter urinário
foram revestidos com o nanocompósito sintetizado e incubados por 48 horas com suspensão
contendo um mix de bactérias clinicamente relevantes (Staphylococcus aureus, Klebsiella
pneumoniae e Enterococcus faecalis) para avaliação por MEV de sua eficácia quando
comparado com moldes revestidos com PMMDMA e moldes sem revestimento. Por fim, a
atividade hemolítica do PMMDMA e do nanocompósito PMMDMA-AgNPs foi avaliada após
incubação de moldes de cateter revestidos com esses materiais com uma suspensão de
eritrócitos humanos por 1 h. O copolímero PMMDMA (Mn 48,000 g/mol, Mw 113,000 g/mol,
PDI 2.3) foi obtido com 75% de rendimento. O espectro de FTIR mostrou as principais bandas
de estiramento correspondentes aos grupos funcionais presentes no polímero e por meio do
espectro de RMN1H comprovou-se a obtenção desse produto pela determinação de sua
estrutura química. Em relação ao experimento com C. albicans, foi observada uma redução
expressiva da aderência de fungos nos moldes de cateter revestidos com PMMDMA quando
comparados com moldes sem revestimento, nos quais foram observados a formação de extenso
biofilme. A carga superficial negativa do PMMDMA, seu caráter hidrofílico e superfície lisa
foram demonstradas, sendo consideradas responsáveis pelo mecanismo anti-adesivo desse
material, uma vez que a maioria dos microrganismos apresentam carga superficial negativa
(repulsão eletrostática), tendem a se aderir mais em superfícies hidrofóbicas e rugosas, onde há
maior força de atrito. O nanocompósito PMMDMA-AgNPs foi obtido com 68% de rendimento.
O espectro de FTIR mostrou bandas de estiramento dos principais grupos funcionais presentes
no polímero e pela imagem de AFM foi possível observar AgNPs inseridas na matriz de PMMDMA, sendo determinada a altura de uma delas (50 nm). LDI-MS mostrou a presença de
agregados de íons de prata, confirmando a síntese de AgNPs. O diâmetro médio das AgNPs
determinado por espectroscopia de correlação de fótons foi de 326,00 ± 15,93 nm e IP de 0,24
± 0,04, caracterizando essas como monodispersas. O potencial zeta foi de -23,90 ± 2,39, sendo
considerado interessante, uma vez que contribui para o aumento de cargas negativas na
superfície do material, aumentando sua capacidade repulsiva de microrganismos. Foi
demonstrada redução de bactérias mais significativa nos moldes de cateter revestidos com o
nanocompósito PMMDMA-AgNPs (99,72%) quando comparado aos moldes revestidos apenas
com PMMDMA (94,48%). Nos moldes sem revestimento foram observados extensos biofilmes
bacterianos (100% de contaminação). Além disso, os revestimentos PMMDMA e PMMDMA-
AgNPs mostraram-se seguros no teste de hemólise realizado. Dessa forma, esse estudo
demonstrou a eficácia do revestimento PMMDMA na inibição da formação de biofilme fúngico
e os prováveis mecanismos envolvidos nesse processo; e que a associação de AgNPs à matriz
de PMMDMA é promissora e mais eficaz, uma vez que une propriedades anti-adesiva e
antimicrobiana em um só produto, além de ser de fácil obtenção e economicamente viável.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas. Escola de Farmácia, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Infecção hospitalar, Biofilme, Polimetilmetacrilato, Nanopartículas
Citação
PERASOLI, Fernanda Barçante. Estudo dos possíveis mecanismos de ação envolvidos na inibição da formação de biofilme microbiano em
disposivo médico revesdo com poli(metacrilato de mela-co-dimelacrilamida) e de sua associação com nanoparculas de prata 2021. 86 f. Tese (Doutorado em Ciências Farmacêuticas) - Escola de Farmácia, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2021.