Micropartículas de quitosana como suporte para bioativos: síntese, caracterização, atividade antimicrobiana e formulação cosmética

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Garcia, Isadora Atrib
• Orientador(a): Bianchini, Daniela
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Química
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Quitosana; Reticulação; Bioativos; Micropartículas; ODS; Alternativa ao microplástico
• Área do conhecimento CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
• Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/15509

Os microplásticos presentes em produtos cosméticos e agentes de limpeza, associado com o descarte incorreto têm gerado grandes quantidades de resíduos ambientais, que são resistentes à degradação. Assim, os biopolímeros estão sendo utilizados como uma alternativa os plásticos por não serem tóxicos e possuírem tempo de degradação menor que os polímeros sintéticos. A quitosana é um biopolímero sintetizado a partir da quitina purificada a partir de exoesqueletos, a exemplo das cascas de camarão. Esse polímero possui grupos funcionais que permitem modificações e reticulação com bioativos, como vanilina e ácido gálico, de forma a manter e/ou potencializar as propriedades biológicas de cada componente. O objetivo deste trabalho é a síntese, caracterização e avaliação antimicrobiana de micropartículas de quitosana, reticuladas com bioativos, para formação de produto com propriedades sustentáveis, que proporcionem alternativas ao uso de microplásticos em formulações cosméticas de higiene e limpeza. As micropartículas foram sintetizadas pelo método de gelificação, fazendo uso de quitosana sintetizada previamente pelo grupo. O processo de reticulação química e física da quitosana nas micropartículas foi realizado, respectivamente, com uso de sistema de refluxo e solventes atóxicos, pelo período de 5h para a vanilina e 24h para o ácido gálico. Caracterizaçãoes químicas, físicas e biológicas foram realizadas. As micropartículas ME-1V evidenciaram retenção de 26,5 % com vanilina e as ME-1V AG evidenciaram retenção de 23,7 % com ácido gálico, a partir da quantificação realizada por método desenvolvido com uso de espectroscopia no ultravioleta-visível (UV-Vis). As micropartículas ME-1V e ME-1V AG mostraram-se, majoritariamente, estáveis em água, com diferentes valores de pH (2,0; 7,0; 10,0). Em emulsão água/óleo (base cosmética) não foi observado intumescimento das micropartículas ME-1V e ME-1V AG. O grau de intumescimento de ME-1V foi de 97,4% e de ME-1V AG foi de 142%. A análise de espectroscopia na região do infravermelho mostrou as bandas características da reticulação química da vanilina, com a formação da ligação imina (C=N) nas micropartículas ME-1V, e da reticulação física, com ácido gálico, nas micropartículas ME-1V AG, por meio das ligações de hidrogênio, que não estavam presentes no espectro das micropartículas ME-1 que continham apenas quitosana. As micrografias obtidas por microscopia eletônica de varredura evidenciaram formas definidas, tendenciando ao formato esférico, com superfície lisa e homogênea. O tamanho de diâmetro das micropartículas variou de 692-940 μm. A análise de espectroscopia de energia dispersiva indicou os principais constituintes atômicos C, N, O presentes na quitosana, vanilina e ácido gálico. As análises térmicas evidenciaram a estabilidade das micropartículas reticuladas, com destaque para a estabilidade térmica das micropartículas ME-1V AG, que evidenciaram 49,35% de resíduo à 500ºC. Em relação ao potencial antimicrobiano, apenas ME-1V AG e os bioativos precursores (quitosana, vanilina e ácido gálico) mostraram essa capacidade, com destaque para ação frente à bactéria Gram - Eschericha coli. Dessa forma, ambas micropartículas ME-1V e ME-1V AG mostraram as características adequadas ao emprego alternativo em formulações cosméticas de higiene e limpeza, ao invés ao uso de microplásticos. Por fim, conclui-se que os resultados obtidos neste trabalho respeitam os preceitos de sustentabilidade definidos pelos objetivos de desenvolvimento sustentáveis, ao mesmo tempo em que, agregam valor às matérias primas, no desenvolvimento de novos materiais.