Poliuretanos fotoativos como estratégia de prevenção à resistência bacteriana

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Dall Agnol, Lucas
• Orientador(a): Bianchi, Otávio, Dias, Fernanda Trindade Gonzalez
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng; por
• Palavras-chave em Português: Ciência dos materiais; Poliuretano; Carbono; Nanocompósitos (Materiais)
• Palavras-chave em Inglês: Materials science; Polyurethanes; Carbon
• Link de acesso: https://repositorio.ucs.br/11338/10781

Pontos quânticos de carbono (CQDs) são nanopartículas de carbono amorfo que apresentam algumas funcionalidades, tais como emissão de fluorescência e produção de oxigênio singlete (1O2). Porém, devido à elevada solubilidade em água, torna-se difícil revestir superfícies com esse material. Os poliuretanos à base de água (WPU, do inglês waterborne polyurethane) são atraentes como suportes poliméricos. A solubilidade do WPU em meio aquoso acelera a distribuição homogênea dos CQDs sobre a matriz polimérica, preservando assim sua fotoluminescência. Nesse contexto, esse estudo teve por objetivo o desenvolvimento de revestimentos fotoativos baseados em CQDs e WPU para aplicação na prevenção da formação de biofilmes bacterianos. A estratégia abordada baseia-se no fato das partículas de CQDs gerarem 1O2, capazes de conferir atividade antimicrobiana a materiais poliméricos com funções de revestimento. Os CQDs sintetizados via pirólise assistida por micro-ondas, utilizando ácido cítrico e etilenodiamina como fontes de carbono e nitrogênio, apresentaram uma morfologia esférica com tamanho médio de 10,6 ± 3,1 nm, grupos funcionais contendo oxigênio e nitrogênio em sua superfície e exibiram fotoluminescência em 460 nm com rendimento quântico de 63,2% sob excitação em 360 nm. Posteriormente, esses CQDs foram incorporados à síntese do WPU durante o processo de inversão de fase. Diferentes técnicas espectroscópicas e analíticas como espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise dinâmico-mecânica (DMA), reológica, térmica e mecânica, confirmaram as mudanças estruturais ocorridas na interação dos CQDs com o WPU. Os nanocompósitos WPU/CQDs apresentaram maior estabilidade físico-mecânica e estabilidade térmica quando comparada ao WPU puro, decorrente da interação das nanopartículas com a matriz de WPU. Os nanocompósitos exibiram transparência e elevada fotoluminescência que confirmou a eficiência da matriz polimérica na proteção das nanopartículas contra a extinção da fotoluminescência no estado sólido. Ademais, os nanocompósitos foram considerados geradores de 1O2 após irradiação por luz azul e não apresentaram citotoxicidade para células de fibroblastos murinos BALB/3T3 após 24 h de incubação. A avaliação da inativação fotodinâmica antibacteriana demonstrou eficácia contra Pseudomonas aeruginosa (Gramnegativo) após 24 h de iluminação, validando o potencial dos nanomateriais como revestimentos de superfície com propriedades fotodinâmicas antibacterianas. [resumo fornecido pelo autor]