Propriedades mecânicas e testes in vitro de filmes PVA-Própolis para uso em curativos.

Renata N. Oliveira1,2*, Regis Rouze2, Bríd Quilty2, Garrett B. McGuinness2, Gloria D.A. Soares3, Rossana M.S.M. Thiré1

*nunes@metalmat.ufrj.br, bolsista de doutorado do CNPq1Laboratório de Biopolímeros, PEMM-COPPE-UFRJ, CP 68505, 21941-972, Rio de Janeiro, RJ

2Dublin City University, DCU, Glasnevin, D.9, Dublin, Ireland3Laboratorio de Biomineralização, ICB-UFRJ, 21941-901, Rio de Janeiro, RJ

ResumoHidrogéis de PVA transparentes, que intumesçam em meios aquosos e com resistência mecânica suficiente, são bem estabelecidos para tratamento de feridas. Entretanto, essas membranas não apresentam efeito bactericida. A adição de própolis às membranas poderia preencher essa lacuna. O presente trabalho refere-se ao preparo de membranas de PVA-Própolis e à caracterização das mesmas. Todas as amostras intumesceram ~300% e apresentaram degradação entre 10-18% após imersão em PBS por 4 dias a 37°C. As amostras PVA-própolis liberaram ~12µg de própolis após 1h e foram mais resistentes mecanicamente que as amostras de PVA puro. Embora as amostras não sejam bactericidas, são barreira à penetração de bactérias.

Palavras-chave: hidrogéis, PVA, própolis, ferida.

IntroduçãoHidrogéis são redes poliméricas tridimensionais reticuladas, de polímeros hidrofílicos que intumescem em contato com meios aquosos mantendo a integridade estrutural.1 Hidrogéis de poliálcool vinílico - PVA têm sido usados no tratamento de feridas, uma vez que esses géis são biocompatíveis, biodegradáveis e transparentes, o que permite acompanhar o tratamento sem necessidade de frequente remoção dos mesmos (poderia causar danos a pele neoformada). Hidrogéis de PVA podem ser reticulados por criogelificação (reticulação física) apresentando resistência mecânica adequada para curativos, a qual deve ser no mínimo 0,13MPa.2 Em adição, são superabsorventes, ou seja, há manutenção de ambiente úmido, favorecendo o processo de cura.3

Entretanto, feridas são locais em que a presença de bactérias é recorrente, havendo chance de infecção. A incorporação de antibiótico às membranas de PVA poderia unir as propriedades dessas membranas ao efeito bactericida. Própolis, antibiótico natural à base de cera de abelhas, é comumente adquirido como solução alcoólica, que poderia ser incorporada aos géis de PVA. Vale ressaltar que a concentração mínima inibitória (MIC) de própolis para bactérias seria ~36µg/ml.4 O objetivo do presente trabalho foi o preparo e caracterização de hidrogéis de PVA-Própolis.

Materiais e métodos

Solução aquosa 10%PVA foi preparada (90°C, 4h, agitação mecânica), adicionou-se a quantidade adequada de própolis, (temperatura ambiente, agitação): 0, 1,5ml (180mg) ou 3,0ml (360mg) por placa (ϕ150mm) contendo 20ml da solução final. As amostras foram criogelificadas (12h a -18°C, seguido de 5 ciclos de: 30 min a temperatura ambiente/1h a -18°C) seguido de secagem. As amostras foram analisadas em quintuplicata via ensaio de intumescimento/degradação de acordo com a norma ISO 10993-5 por 4 dias a 37°C, sendo as amostras pesadas em intervalos regulares e após secagem. Obteve-se a quantificação de própolis liberado para o meio por espectroscopia UV-Vis e difração de raios-X foi usada para caracterização microestrutural. As propriedades mecânicas foram obtidas via ensaio de tração das amostras intumescidas. A análise estatística dos resultados obtidos utilizou 1way-ANOVA e teste de Tukey. O ensaio bacteriológico foi realizado com as amostras intumescidas em placa de Agar, utilizando E. coli, gram (+) e S. aureus, gram (-). Para o ensaio de permeabilidade microbiana cobriu-se tubos de ensaio, contendo meio de crescimento, com as membranas por 1 mês. Utilizou-se o tubo aberto como controle positivo e o tubo lacrado como controle negativo.

Resultados e discussãoNas amostras intumescidas por 4 dias, observou-se que as mesmas atingiam o grau de intumescimento

Painel PEMM 2013 – 04 e 05 de novembro de 2013

no equilíbrio (G.I.E.) em 1 dia, Tabela 1. A análise estatística (não mostrada) revelou que o grau de intumescimento no equilíbrio, bem como a degradação (Deg.), estão na mesma faixa para todas as composições. Através da análise de UV-Vis do meio de intumescimento foi possível atestar um pico de liberação após 1h de imersão, após a qual a liberação é praticamente nula. A análise estatística do máximo de própolis liberado (Lib.), ~12µg em 1h (valor inferior ao MIC), mostrou que a liberação das amostras contendo própolis foi significativamente maior que das amostras de PVA, como esperado, e que não houve diferença significativa entre a liberação nas amostras PVA-própolis.

Tabela 1 - Resultados dos testes mecânico e in vitro.Intumescimento Lib. Prop. MecânicasG.I.E. Deg. 1h E σF

(%) (%) (µg) (kPa) (MPa)PVA 339±41 11±4 0 0,3±1,4 1,8±1,41,5 312±18 16±2 11,9±0,9 3,7±1,4 6,7±3,43,0 310±32 18±5 13,5±0,6 3,5±1,5 5,7±3,0

No difratograma, Figura 1, observa-se um aumento da intensidade do pico de cristalinidade do PVA nas amostras com própolis. A adição de 1,5ml de própolis acarretou considerável aumento do pico de cristalinidade do PVA sendo observada apenas uma fase. A adição de 3ml de própolis acarretou diminuição do pico do PVA, se comparado com a géis contendo 1,5ml Própolis, e outro pico (2 = 11,5°) foi observado, provável separação de fase (PVA e própolis). O modulo elástico (E), bem como a tensão na ruptura (σF) das amostras com própolis foram significativamente superiores àqueles das amostras de PVA. Entretanto, não houve diferença relevante entre valores de σF e de E das amostras contendo 1,5ml e 3ml de própolis. Uma vez que a presença de própolis favorece a cristalização do polímero, as propriedades mecânicas também são favorecidas. Testes bacteriológicos qualitativos revelaram a ausência de halo de inibição nas placas de Agar para todas as composições, Figura 2. Embora as amostras não apresentem efeito bactericida, a assepsia da ferida poderia ser prévia à aplicação do curativo, sendo relevante o teste de penetração microbiana. O teste mostrou que todas as membranas são barreira a bactérias tanto gram (-) quanto gram (+).

Figura 1 - Difratograma das amostras de PVA e PVA-própolis.

Figura 2 - (a) Placa de Agar - S. Aureus (b) ensaio de penetração microbiana.

ConclusõesTodas as amostras intumescem na mesma faixa, ~300%, e apresentam degradação entre 10-18%. As amostras contendo própolis apresentaram liberação "instantânea" (~12µg na primeira hora seguido de liberação praticamente nula). Em adição, a presença de própolis favorece a cristalização do polímero, o que justifica a melhoria das propriedades mecânicas do PVA na presença do fármaco. Embora não tenha sido observada ação bactericida, todas as membranas funcionam como barreira à penetração microbiana. Para efeito bactericida, provavelmente a incorporação de maior quantidade de própolis poderia ser eficaz, uma vez que os géis são efetivos na liberação do fármaco.

Agradecimentos

Agradecimentos a: CNPq, CAPES e FAPERJ.

Referências

[1] N.A. Peppas, P. Bures, W. Leobandung, H. Ichikawa, Eur. J. Pharm. Biopharm. 50 (2000) 27.

[2] B. Singh, L. Pal, J. Mech. Behav. Biomed. Mat. 9 (2012) 9.

[3] M. Kokabi, M. Sirousazar, Z.M. Hassan, Eur. Polym. J. 43 (2007) 773.

[4] P.B.B. Domacoski, V.A. Baura,S. Funayama Cient Ciênc Biol Saúde 12 (2010):33.

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