COMPÓSITOS À BASE DE QUITOSANA E MAGNETITA PARA ADSORÇÃO DE DNA E APLICAÇÕES EM ANTIBACTERIANOS MODIFICADOS COM ZnO.
biotecnologia, adsorção, eletrofiação, descontaminação, curativo.
O isolamento dos ácidos nucleicos, etapa que precede vários processos bioquímicos e de diagnóstico, é demorado ao passo que a crescente demanda de análises genômicas requer o desenvolvimento de sistemas alternativos de extração destas biomoléculas. A separação magnética de DNA tem atraído interesse por permitir sua extração a partir de meios complexos utilizando-se um sistema tampão adequado. Contudo, esses meios podem incluir genes de resistência a antibióticos que é negligenciado como poluente em efluentes e fluidos contaminados que favorecem a disseminação de cepas resistentes. Esses organismos patogênicos, embora estruturalmente simples, possuem genoma altamente plástico, o que contribui para sua diversificação e adaptação através da disseminação de genes de resistência, de virulência e de rotas metabólicas. Neste trabalho, foram produzidas fibras de Eudragit E-100®/poli(óxido de etileno)@Fe3O4 e nanopartículas de magnetita funcionalizadas com quitosana para adsorção de DNA. A fibras eletrofiadas apresentaram uma distribuição bimodal de diâmetros, formando uma estrutura não compactada e de maior resistência, sujeita à absorção por ação capilar. O processo de adsorção pelas fibras foi descrita pela isoterma Freundlich (R2 = 98,9%), com capacidade máxima de 55,14 mg.g-1 obtida experimentalmente. O modelo cinético de pseudo-segunda-ordem foi o que melhor descreveu os sistemas, afetados tanto pela disponibilidade de sítios em relação à concentração do analito quanto à força motriz para a transferência de massa. Mapeamento de ferro e fósforo por espectroscopia de energia dispersiva das fibras com DNA adsorvido mostrou correlação entre as dispersões de ambos os elementos na fibra, indicando que a presença de magnetita favoreceu a remoção do DNA da solução. A natureza porosa do material fez considerar o modelo de difusão intrapartícula de Weber-Morris, que mostrou a natureza múltipla das observações: a difusão do DNA na camada limite e no interior da fibra. A magnetita produzida através de banho ultrassônico em meio alcalino e funcionalizada com quitosana apresentou uma capacidade de adsorção maior, calculada em 80,26 mg.g-1 pelo modelo de Langmuir (R2 = 99,87%). Ambas as plataformas produzidas possuem processo de síntese simples, sem utilização de compostos
voláteis tóxicos. Na funcionalização das nanopartículas, a utilização da quitosana se mostrou vantajosa também por ter sido facilmente disperso e convenientemente recuperado com o auxílio de um ímã externo. Oportunamente, esse biopolímero natural e abundante foi utilizado na produção de compósitos antibacterianos contra Staphylococcus aureus (ATCC 25923). Materiais à base de quitosana e óxido de zinco na forma de membranas e incorporadas em pele de tilápia-do-nilo (Oreochromis niloticus) apresentaram mecanismos que reduziram o tempo de morte como resultado da ação estabilizante da quitosana sobre o óxido metálico. As membranas de PVA-quitosana-ZnO produziram maiores halos de inibição ao passo que, entre as peles de tilápia modificadas, aquela que continha quitosana apresentou maior halo devido à redução da massa molar do polímero durante o preparo da pele. Além disso, esses materiais inibiram satisfatoriamente a formação de biofilme de S. aureus, podendo ser indicada nos casos em que a reepitelização e a cicatrização é atrasada devido à presença desse microrganismo em feridas crônicas. Diante disso, a quitosana se mostrou como como alternativa aos antimicrobianos convencionais ao interagir com o envoltório celular das bactérias levando ao extravasamento de material citosólico ao passo que pode ser aplicado na remoção de DNA disperso no meio.