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Tipo: Tese
Título: Recobrimentos de EPIs com nanopartículas de óxido de ferro: uma proposta virucida
Autor(es): Constantino, Jamilly Salustiano Ferreira
Orientador: Vieira, Rodrigo Silveira
Palavras-chave em português: Biopolímeros;COVID-19;Processos químicos;SARS-CoV-2;Equipamento de proteção individual
Palavras-chave em inglês: Biopolymers;COVID-19 (Disease);Chemical processes;SARS-CoV-2;Personal protective equipment
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Data do documento: 2024
Citação: CONSTANTINO, Jamilly Salustiano Ferreira. Recobrimentos de EPIs com nanopartículas de óxido de ferro: uma proposta virucida. 2024. 156 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.
Resumo: Este estudo descreveu o desenvolvimento e a caracterização de revestimentos híbridos incorporando nanopartículas de óxido de ferro em superfícies de algodão e polipropileno. O objetivo foi produzir materiais preventivos eficazes contra doenças virais altamente transmissíveis, como o coronavírus, que são capazes de sobreviver em superfícies por longos períodos. Para isso, nanopartículas de óxido de ferro foram sintetizadas, e imagens de microscopia eletrônica de transmissão revelaram sua estrutura cristalina. A difração de raios X confirmou a predominância de magnetita nas nanopartículas. Consequentemente, sistemas de revestimentos híbridos com diferentes biopolímeros e nanopartículas de óxido de ferro foram produzidos e avaliados quanto à atividade virucida contra o coronavírus e toxicidade dérmica. Entre os revestimentos estudados em tecido de algodão, o à base de N-succinil quitosana apresentou menor liberação de íons de ferro após 24 horas em comparação com outros revestimentos híbridos. Além disso, esse revestimento híbrido alcançou 99% de atividade virucida em 5 minutos de contato, e todos os revestimentos exibiram 99,9999% de capacidade de inativação viral em 24 horas. Em relação à toxicidade dérmica aguda, a avaliação foi realizada de acordo com a norma 402 da OCDE, demonstrando segurança para uso tópico. Com base nesses resultados, esse mesmo revestimento híbrido foi aplicado em superfície de polipropileno previamente modificada com plasma a frio a vácuo para melhor aderência do revestimento. Além disso, nanopartículas de óxido de ferro foram combinadas com (3-aminopropil)trietoxissilano para formar filmes mucoadesivos robustos. Os resultados indicaram que esses revestimentos híbridos apresentaram propriedades antivirais significamente melhoradas nas superfícies de polipropileno, inativando efetivamente a cepa Coronaviridae MHV-3 em apenas cindo minutos de exposição. Além disso, os recobrimentos demonstraram boa respirabilidade, conforme a norma europeia, e os testes de citotoxicidade confirmaram citobiocompatibilidade em fibroblastos e queratinócitos, destacando seu potencial para aplicação segura em equipamentos de proteção individual, como máscaras faciais.
Abstract: This study described the development and characterization of hybrid coatings incorporating iron oxide nanoparticles on cotton and polypropylene surfaces. The goal was to produce effective preventive materials against highly transmissible viral diseases, such as the coronavirus, which can survive on surfaces for long periods. For this purpose, iron oxide nanoparticles were synthesized, and transmission electron microscopy images revealed their crystalline structure. X-ray diffraction confirmed the predominance of magnetite in the nanoparticles. Consequently, hybrid coating systems with different biopolymers and iron oxide nanoparticles were produced and evaluated for their virucidal activity against the coronavirus and dermal toxicity. Among the coatings studied on cotton fabric, the one based on N-succinyl chitosan showed the lowest release of iron ions after 24 hours compared to other hybrid coatings. Additionally, this hybrid coating achieved 99% virucidal activity within 5 minutes of contact, and all coatings exhibited 99.9999% viral inactivation capacity within 24 hours. Regarding acute dermal toxicity, the evaluation was conducted according to OECD guideline 402, demonstrating safety for topical use. Based on these results, the same hybrid coating was applied to polypropylene surfaces previously modified with cold vacuum plasma to improve coating adhesion. Additionally, iron oxide nanoparticles were combined with (3-aminopropyl)triethoxysilane to form robust mucoadhesive films. The results indicated that these hybrid coatings significantly improved the virucidal properties of polypropylene surfaces, effectively inactivating the Coronaviridae MHV-3 strain in just five minutes of exposure. Furthermore, the coatings demonstrated good breathability, according to European standards, and cytotoxicity tests confirmed biocompatibility with fibroblasts and keratinocytes, highlighting their potential for safe application in personal protective equipment, such as face masks.
Descrição: Este documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/79895
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0000-0002-1260-5459
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/1281864054291674
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0003-4569-9655
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/8635194231800099
Tipo de Acesso: Acesso Embargado
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