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Título: Desenvolvimento de micropartículas de quitosana e extrato de romã e avaliação de seu potencial antimicrobiano em filmes poliméricos
Título(s) alternativo(s): Development of microparticles of chitosan and pomegranate extract and evaluation of its antimicrobial potential in polymeric films
Autor(es): Paolini, Nicolas Augusto
Orientador(es): Maciel, Giselle Maria
Palavras-chave: Quitosana - Aplicações científicas
Romã - Aplicações científicas
Extratos vegetais
Agentes antiinfecciosos
Biopolímeros
Tripolifosfato de sódio
Microencapsulação
Chitosan - Scientific applications
Pomegranate - Scientific applications
Plant extracts
Anti-infective agents
Biopolymers
Sodium tripolyphosphate
Microencapsulation
Data do documento: 27-Abr-2023
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: PAOLINI, Nicolas Augusto. Desenvolvimento de micropartículas de quitosana e extrato de romã e avaliação de seu potencial antimicrobiano em filmes poliméricos. 2023. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023.
Resumo: O desenvolvimento de produtos com propriedades antimicrobianas apresenta grande relevância nos setores de saúde humana e industrial, considerando a necessidade de se controlar a proliferação e transmissão de microrganismos patogênicos causadores de doenças. Neste contexto, os revestimentos com propriedades antimicrobianas compõem uma vertente de pesquisa com aplicações potenciais em hospitais, indústrias e ambientes domésticos. Além disso, existe atualmente uma demanda por tecnologias de baixo impacto ambiental, como as que utilizam biopolímeros e extratos vegetais com propriedades antimicrobianas, e que são abordagens ecologicamente aceitas, possibilitando assim caminhar para a substituição do uso de compostos nocivos ambientalmente. Somado a isso, o desenvolvimento de um revestimento antimicrobiano para aplicação em superfícies, que valorize a quitosana, um produto abundante e derivado da quitina, é uma opção promissora que integra essas políticas ambientais. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um filme polimérico com propriedades antimicrobianas pela aditivação de micropartículas de quitosana e tripolifosfato de sódio (TPP) contendo extrato de romã. Com o uso dessa técnica foi possível sintetizar micropartículas com eficiência de encapsulamento de 71%. As micropartículas foram caracterizadas por FTIR para avaliação da contribuição dos espectros dos materiais de parede e de núcleo. Os ensaios qualitativos de ação antimicrobiana demonstraram a eficiência antibacteriana do material sintetizado frente a cepas de Escherichia coli e Staphylococcus aureus, bem como um possível efeito sinérgico entre a quitosana e o extrato de romã. Além disso, foi desenvolvido um filme polimérico a base de poli(álcool vinílico) (PVAL) e celulose microfibrilada (CMF) no qual foram incorporadas as micropartículas de quitosana. As caracterizações desses revestimentos por MEV e FTIR demonstraram a presença dos componentes nos filmes sendo possível verificar que enquanto o PVAL traz uma melhor estruturação para o revestimento a CMF torna o filme mais resistentes mecanicamente. A aditivação dos revestimentos com as partículas de quitosana com extrato de romã potencializaram as características do filme, resultando em um revestimento com ação antimicrobiana prolongada devido liberação controlada do extrato de romã, apresentando 75% de redução de UFC em relação ao revestimento base. Além disso, não ocasionaram nenhuma modificação morfológica ou nas propriedades físicas quando comparadas ao filme base, mantendo os valores de ângulo de contato similares (45 – 53 o) e valores de dureza ao lápis 9H.
Abstract: The development of products with antimicrobial properties is of great relevance in the human and industrial health sectors, considering the need to control the proliferation and transmission of disease-causing pathogenic microorganisms. In this context, coatings with antimicrobial properties make up a research strand with potential applications in hospitals, industries and domestic environments. In addition, there is currently a demand for technologies with low environmental impact, such as those that use biopolymers and plant extracts with antimicrobial properties, and which are ecologically accepted approaches, thus making it possible to move towards replacing the use of environmentally harmful compounds. Added to this, the development of an antimicrobial coating for application on surfaces, that values chitosan, an abundant product derived from chitin, is a promising option that integrates these environmental policies. The objective of this work was to develop a polymeric film with antimicrobial properties by adding microparticles of chitosan and sodium tripolyphosphate (STPP) containing pomegranate extract. Using this technique, it was possible to synthesize microparticles with an encapsulation efficiency of 71%. The microparticles were characterized by FTIR to evaluate the contribution of the spectra of the wall and core materials. Qualitative antimicrobial assays demonstrated the antibacterial efficiency of the synthesized material against strains of Escherichia coli and Staphylococcus aureus, as well as a possible synergistic effect between chitosan and pomegranate extract. In addition, a polymeric film based on poly(vinyl alcohol) (PVAL) and microfibrillated cellulose (MFC) was developed, in which chitosan microparticles were incorporated. The characterizations of these coatings by SEM and FTIR demonstrated the presence of the components in the films, being possible to verify that while the PVAL brings a better structure to the coating, the MFC makes the film more mechanically resistant. The addition of an additive to the coatings with chitosan particles and pomegranate extract enhanced the characteristics of the film, resulting in a coating with prolonged antimicrobial action due to the controlled release of the pomegranate extract, showing a 75% reduction in CFU compared to the base film. In addition, they did not cause any morphological or physical properties changes when compared to the base film, maintaining similar contact angle values (45 – 53 o) and pencil hardness values to 9H.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32037
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