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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78196
Tipo: | Dissertação |
Título: | Ação antibacteriana e antifúngica de nanopartículas de sílica funcionalizada contendo brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) |
Título em inglês: | Antibacterial and antifungal action of functionalized silica nanoparticles containing cetyltrimethylammonum bromide (CTAB) |
Autor(es): | Mariano, Pedro Higor Rocha |
Orientador: | Longhinotti, Elisane |
Coorientador: | Sousa, Eduardo Henrique Silva da |
Palavras-chave em português: | Nanopartículas;Sílica funcionalizada;Brometo de cetiltrimetilamônio;Staphylococcus;Candida |
Palavras-chave em inglês: | Nanoparticles;Functionalized silica;Cetyltrimethylammonium bromide;Staphylococcus;Candida |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
Data do documento: | 2024 |
Citação: | MARIANO, Pedro Higor Rocha. Ação antibacteriana e antifúngica de nanopartículas de sílica funcionalizada contendo brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB). 2024. 68 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024. |
Resumo: | O desenvolvimento dos nanomateriais possibilitou aprimorar a solução de problemas em diversas áreas. Na medicina o uso de nanocarreadores de fármacos contribuiu para o desenvolvimento de novas formas de tratamento de doenças, tais como câncer e infecções fúngicas e bacterianas, utilizando menores concentrações do fármaco e assim reduzindo os efeitos colaterais do mesmo. Nanopartćulas de sílica são esferóides de escala nanométrica, contendo siloxano, nas quais podem ter sua superfície modificada para o transporte de diferentes fármacos. O surgimento de novas cepas bacterianas e fúngicas resistentes a tratamentos considerados padrões exige que novos agentes antimicrobianos sejam desenvolvidos. Neste trabalho foi avaliada a atividade antibacteriana e antifúngica do brometo de cetiltrimetilamônio em nanopartículas de sílica funcionalizadas com grupamento amina (MPSi-CTAB). A síntese do material é uma modificação do método de Stöber, onde o tetraetoxisilano (TEOS) e o 3-aminopropiltrietoxisilano (APTES) foram utilizados como fonte de silício e o CTAB como modelador da estrutura do nanomaterial. Após a síntese foram realizadas extrações (uma parcial e uma extra) do CTAB, utilizando uma solução HCl/Etanol 1%. O material foi caracterizado por microscopia eletrônica de varredura e de transmissão (MEV e MET respectivamente), por espectroscopia de infravermelho transformada de Fourier (FTIR), ressonância magnética nuclear de 13C (RMN 13C), termogravimetria (TG) para a estimar a quantidade de CTAB (CTAB, 9,4% m/m) e potencial zeta (MPSi: +13 mV e MPSi-CTAB: +41 mV. Os ensaios de atividade antibacteriana e antifúngica foram conduzidos em placas de 96 poços, diluindo em série MPSi, MPSi-CTAB e os antibióticos, nos ensaios antibacterianos, no caso utilizando resazurina. A fim de avaliar a toxicidade do material foi conduzido testes de ação hemolítica com MPSi-CTAB e citotóxico com fibroblastos murinos contra MPSi e MPSi-CTAB, ambos diluídos em série. Os resultados mostram que MPSi-CTAB exibiu atividade antimicrobiana contra a cepa resistente à meticilina de Staphylococcus aureus ATCC 700698 com CIM e CBM (concentração inibitória mínima e concentração bactericida mínima, respectivamente) de 0,625 mg mL-1 e 1,25 mg mL-1, respectivamente, A combinação de MPSi-CTAB com ampicilina ou tetraciclina reduziu os valores de CIM em 32 e 16 vezes respectivamente, além de inibir a formação de biofilme para as quatro cepas estudadas (Staphylococcus aureus ATCC 25923 e Staphylococcus epidermidis ATCC 12228 e cepas resistentes a meticilina, Staphylococcus aureus ATCC 700698 e Staphylococcus epidermidis ATCC 35984). O material desenvolvido também exibiu atividade antifúngica contra cepas de Candida com valores de CIM variando de 0,0625 a 0,5 mg mL-1. MPSi-CTAB apresentou baixa citotoxicidade em fibroblastos murinos, sendo que mais de 80% das células permaneceram viáveis com 0,31 mg mL-1 do material. Por fim, uma formulação em gel baseado em carbopol, trietanolamina e MPSi-CTAB ou MPSi foram preparadas e ensaios de inibição de crescimento em placa de Petri foram avaliadas. A ação antibacteriana e antifúngica foi comparada à ação de produtos comerciais (antifúngico baseado em cetoconazol e álcool em gel 70% m/m). Observou-se também que MPSi não apresentou ação antibacteriana, antifúngica, inibição da formação de biofilme bem como citotoxicidade significativa. Estes resultados mostram o potencial do material MPSi-CTAB para novas pesquisas, visando o desenvolvimento de tratamentos ou prevenção de infecções causadas por espécies de Staphylococcus resistentes à meticilina e de Candida. |
Abstract: | The development of nanomaterials has enabled the improvement of problem-solving in various fields. In medicine, the use of drug nanocarriers has contributed to the development of new forms of disease treatment, such as cancer and fungal and bacterial infections, by employing lower drug concentrations, thereby reducing their side effects. Silica nanoparticles are nanoscale spheres containing siloxane, whose surface can be modified for transporting different drugs. The emergence of new bacterial and fungal strains resistant to standard treatments demands the development of new antimicrobial agents. In this study, the antibacterial and antifungal activity of cetyltrimethylammonium bromide in silica nanoparticles functionalized with amine groups (MPSi-CTAB) was evaluated. The material synthesis is a modification of the Stöber method, where tetraethoxysilane (TEOS) and 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) were used as silicon sources and CTAB as a structure modulator of the nanomaterial. After synthesis, extractions (partial and full) of CTAB were performed using a 1% HCl/Ethanol solution. The material was characterized by scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM respectively), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), 13C nuclear magnetic resonance (NMR 13C), thermogravimetry (TG) to estimate the amount of CTAB (CTAB, 9.4% w/w), and zeta potential (MPSi: +13 mV and MPSi-CTAB: +41 mV). Antibacterial and antifungal assays were conducted in 96-well plates, diluting MPSi, MPSi-CTAB, and antibiotics in antibacterial assays, using resazurin. To evaluate material toxicity, hemolytic action tests were conducted with MPSi-CTAB and cytotoxic tests with murine fibroblasts against MPSi and MPSi-CTAB, both serially diluted. The results showed that MPSi-CTAB exhibited antimicrobial activity against methicillin-resistant Staphylococcus aureus ATCC 700698 with MIC and MBC (minimum inhibitory concentration and minimum bactericidal concentration, respectively) of 0.625 mg m L-1 and 1.25 mg mL-1, respectively, The combination of MPSi-CTAB with ampicillin or tetracycline reduced MIC values by 32 and 16 times, respectively, besides inhibiting biofilm formation for the four strains studied (Staphylococcus aureus ATCC 25923 and Staphylococcus epidermidis ATCC 12228 and methicillin-resistant strains, Staphylococcus aureus ATCC 700698 and Staphylococcus epidermidis ATCC 35984). The developed material also exhibited antifungal activity against Candida strains with MIC values ranging from 0.0625 to 0.5 mg m L-1. MPSi-CTAB showed low cytotoxicity in murine fibroblasts, with over 80% of cells remaining viable with 0.31 mg m L-1 of the material. Finally, a gel formulation based on carbopol, triethanolamine, and MPSi-CTAB or MPSi was prepared, and growth inhibition assays in Petri dishes were evaluated. The antibacterial and antifungal action was compared to that of commercial products (ketoconazole-based antifungal and 70% w/w alcohol gel). It was also observed that MPSi showed no antibacterial, antifungal, biofilm formation inhibition, or significant cytotoxicity. These results demonstrate the potential of MPSi-CTAB material for further research aimed at developing treatments or prevention of infections caused by methicillin-resistant Staphylococcus species and Candida. |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78196 |
Currículo Lattes do(s) Autor(es): | https://lattes.cnpq.br/3941176894999658 |
Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/8768601943511313 |
Currículo Lattes do Coorientador: | http://lattes.cnpq.br/5786105409287453 |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
Aparece nas coleções: | DQAFQ - Dissertações defendidas na UFC |
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