A infuência do tamanho das nanopartículas na atividade antimicrobiana do ZnO

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Silva, Bruna Lallo [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Nanopartículas; ZnO; Staphylococcus aureus; Escherichia coli; Concentração inibitória mínima; Caracterização físico-química; Nanoparticles; Minimal inhibitory concentration; Physico-chemical characterization
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/151432

Os óxidos metálicos, como óxido de zinco (ZnO) são utilizados como agentes antimicrobianos inorgânicos frente à grande diversidade de microrganismos. Devido ao tamanho reduzido, as nanopartículas (NP) de ZnO são promissoras para combater infecções, uma vez que a diminuição do tamanho da partícula pode resultar em melhor atividade antimicrobiana, pois por terem tamanho menor, as NP podem com maior facilidade penetrarem na membrana ou induzir a maiores produções de espécies reativas de oxigênio (ERO). O objetivo desse trabalho foi desenvolver suspensões e pós de nanopartículas de ZnO com tamanho e superfície controladas, com a finalidade de avaliar a influência do tamanho e da modificação de superfície na atividade antimicrobiana do ZnO frente às bactérias Staphylococcus aureus e Escherichia coli e levedura Cândida albicans. As NP de ZnO foram preparadas pelo processo sol-gel de acordo com a metodologia proposta por Spanhel e Anderson (1991) com modificação da razão de hidrólise para controle do tamanho das NP seguida da adição de (3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane (GPTMS), como modificador de superfície. Os nanomateriais obtidos foram caracterizados por diferentes técnicas: difração de raios X (DRX); espectroscopia na região do ultravioleta-visível (UV-vis), espalhamento de raios X à baixo ângulo (SAXS); espalhamento de raios X a alto ângulo (WAXS); análise termogravimétrica (TG); microscopia eletrônica de transmissão (MET); Espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS) e potencial zeta. Com a técnica de DRX comprovamos a obtenção de NP de ZnO na fase wurtizita sendo possível o cálculo do tamanho do cristalito para as diferentes amostras utilizadas no estudo. Com a técnica de UV-vis identificamos o comprimento de onda limite, dessa forma foi possível calcular o raio médio das NP que foi de 2,9 nm e 5,4 nm para as NP submetidas a 3 e 24 horas de reação, respectivamente. Ainda através desta técnica foi possível provar alta estabilidade das NP. A temperatura de 600 °C foi selecionada por TG com finalidade de tratar termicamente as NP de ZnO na ordem de 5 nm resultando no aumento do seu tamanho, dessa forma, DRX foi utilizado para calcular o tamanho das NP, que passou a ser na ordem de 30 nm. De acordo com SAXS foi possível obter informações de tamanho, estrutura e crescimento das NP de ZnO, sendo que apresentaram em geral tamanho na ordem de 5 nm. O potencial zeta mostrou estabilidade das NP de ZnO dispersas em água a pH alcalino. A MET mostrou partículas relativamente esféricas com tamanho predominante de 5 nm. Assim, as diferentes técnicas utilizadas para avaliar o tamanho das NP apresentaram grande concordância entre si. Os dados de EDS provaram que as NP de ZnO modificadas apresentam alto grau de pureza. A avaliação da atividade antimicrobiana das NP de ZnO foi realizada pelos métodos de Concentração Inibitória Mínima (CIM), Concentração Bactericida Mínima (CBM) e Concentração Fungicida mínima (CFM), frente à Staplylococcus aureus, Escherichia coli e Candida albicans e Microscopia eletrônica de Varredura (MEV) em Staplylococcus aureus. As NP de ZnO mostraram melhor atividade frente a Staphylococcus aureus. Foram comparados os diferentes tamanhos das NP de ZnO em relação ao seu efeito antibacteriano sendo que as NP de ZnO de 5 nm foram mais eficazes para combater o crescimento microbiano do que as NP de 30 nm. A formação de buracos na estrutura de contorno de S.aureus foi evidenciada com a técnica de MEV após contato das bactérias com NP de ZnO. Os testes de citotoxicidade mostraram que as NP de ZnO não ocasionaram perda da viabilidade celular em linhagem celular de queratinócitos humanos (HaCat), dessa forma o material desenvolvido apresentou grande potencial para uso como antimicrobiano.