Carboximetilação da kappa-carragenana para a obtenção de nanofibras biocompatíveis - Madruga, Liszt Yeltsin Coutinho (2020)
Modificações químicas de polissacarídeos são importantes rotas para aumentar, desenvolver ou mudar as propriedades destes polímeros. A sulfatação e carboximetilação de polissacarídeos tem despertado grande interesse, pois os polissacarídeos modificados apresentam uma variedade de atividades biológicas e crescente aplicação na produção de biomateriais. No entanto, os métodos de sulfatação geram resíduos tóxicos, devido ao uso de agentes sulfatantes fortemente hidrolíticos. Nesse estudo a κ-carragenana (KC), um polímero naturalmente sulfatado, foi modificada por reação de carboximetilação com o ácido monocloroacético com o intuito de obter diferentes graus de substituição (DS). O DS foi calculado a partir do espectro de 1H RMN e variou de 0,8 a 1,6. A estrutura química da carboximetil-κ-carragenana (CMKC) foi confirmada por espectroscopia na região do infravermelho (FT-IR) e Ressonância Magnética Nuclear (1H e 13C RMN). A modificação química aumentou a viscosidade relativa da KC em água e diminuiu a viscosidade relativa em solução salina. As CMKCs apresentaram maior absorção e retenção de umidade, bem como atividade antioxidante superior quando comparadas com KC. Nos testes de atividade antibacteriana em solução, as CMKCs com DS 0,8, 1,0 e 1,2 exibiram inibição de crescimento contra Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa. Sendo assim, com o intuito de aplicar em biomateriais o polímero modificado, foram formadas nanofibras através da técnica de electrospinning utilizando uma mistura em solução aquosa de poli(álcool vinílico) (PVA) e 25 a 75% de CMKC com DS 1,1 e posterior reticulação por temperatura (180 °C). O processo de manufatura das fibras utilizou somente água como solvente. As nanofibras foram caracterizadas através de FT-IR, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia fotoeletrônica de raios-X (XPS). A caracterização demonstrou a presença do grupo carboxilato e sulfato em todas as fibras, o que comprovou a presença da CMKC. Foram avaliados a citocompatibilidade, crescimento e adesão celular e diferenciação em osteoblastos utilizando células tronco derivadas de tecido adiposo humano (ADSC). Os resultados mostraram que as nanofibras com presença de CMKC são citocompatíveis e promovem um maior crescimento, adesão e diferenciação celular em osteoblastos. Ensaios de adesão e ativação plaquetária e coagulação sanguínea em contato com o material foram realizados com amostras de plasma e sangue humano. Atividade antibacteriana em solução e na superfície das nanofibras foram realizadas em 6 h e 24 h com cepas de Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa. Nanofibras com maior porcentagem de CMKC apresentaram atividade coagulante mais acentuada, bem como maior atividade antibacteriana em contato com a superfície. Mediante os dados obtidos, o biomaterial formado é um forte candidato para aplicação em curativos para ferimentos.