Estudo do comportamento biocida de nanopartículas de TiO2@Ag em bactérias gram-positivas e gram-negativas

Abstract

O desenvolvimento de materiais funcionais é um aspecto chave para muitas aplicações biomédicas, desde a síntese de nanopartículas metálicas para auxiliar em exames de imagens, como matrizes inteligentes para a liberação controlada de fármacos. Dentro deste cenário, a síntese de novos materiais para aplicações biológicas e o desenvolvimento de novos processos apresentam-se promissores. Para isso, nanopartículas de TiO2 apresentam-se interessantes para estudar o processo de degradação de matéria orgânica quando fotoexcitado, principalmente quando exposto frente a organismos com características patogênicas. Apesar dessas características desejadas, sabe-seque TiO2Nps possuem limitações como agente biocida, o que limita possíveis aplicações de interesse biotecnológico. No âmbito clínico as nanopartículas de prata têm recebido um destaque especial devido a sua ação biocida frente a um vasto intervalo de microrganismos. Portanto, a síntese de TiO2Nps em sistema core-shell com Ag mostra-se como uma alternativa pois exibe as características físico-químicas e mecânicas necessárias para aplicações de interesse bioclínico, aliadas com propriedades bactericida, biocompatíveis e ação biodegradável de matéria orgânica somadas. As nanopartículas de TiO2@Ag podem ser aplicadas contra adesão e proliferação de agentes patogênicos, principalmente em meios de elevada incidência de infecções, como, por exemplo, hospitais. As nanopartículas sintetizadas em sistema core-shell podem posteriormente ser submetidas a estímulos fotoquímicos para elevar a ação biocida frente à proliferação de agentes infecciosos. A principal vantagem da metodologia proposta é a possibilidade de redução de custos clínicos em processos hospitalares pela possibilidade de menor incidência de eventos infecciosos. Espera-se que o procedimento a ser desenvolvido seja acessível para aplicação das nanopartículas de TiO2@Ag com propriedades bactericida, biocompatíveis e ação biodegradável de matéria orgânica de forma simples, de baixo custo financeiro e rotineiramente em situações bioclínicas.

The development of functional materials is a key aspect for many biomedical applications, from the synthesis of metallic nanoparticles to aid in imaging tests, as intelligent matrices for the controlled release of drugs. Within this scenario, the synthesis of new materials for biological applications and the development of new processes are promising. For this, TiO2 nanoparticles are interesting to study the degradation process of organic matter when photoexcited, especially when exposed to organisms with pathogenic characteristics. Despite these desired characteristics, it is known that TiO2Nps has limitations as a biocidal agent, limiting it in possible applications of biotechnological interest. In the clinical scope silver nanoparticles have received a special highlight due to their biocidal action against a wide range of microorganisms. Therefore, the synthesis of TiO2Nps in core-shell system with Ag is shown as an alternative because it exhibits the physico-chemical and mechanical characteristics necessary for applications of bioclinic interest, combined with bactericidal, biocompatible and biodegradable organic matter added together. Nanoparticles of TiO2@Ag may be applied against adhesion and proliferation of pathogens, especially in means of high incidence of infections, such as hospitals. The nanoparticles synthesized in a core-shell system can subsequently be submitted to photochemical stimuli to elevate the biocidal action against the proliferation of infectious agents. The main advantage of the proposed methodology is the possibility of reducing clinical costs in hospital processes due to the possibility of a lower incidence of infectious events. It is expected that the procedure to be developed will be accessible for the application of the nanoparticles of TiO2@Ag with bactericidal, biocompatible and biodegradable organic matter in a simple way, of low financial cost and routinely in bioclinic situations.