Síntese, caracterização e atividade anti-biofilme de nanopartículas de MgO dopadas com cobre e funcionalizadas com Sedum dendroideum

Introdução

Nanopartículas de óxido de magnésio (MgO) apresentam elevada reatividade superficial e propriedades físico-químicas de interesse para aplicações antimicrobianas. Entretanto, sua elevada energia superficial favorece a agregação em meio aquoso, podendo limitar a interação com sistemas biológicos. A funcionalização com extratos vegetais ricos em compostos fenólicos e flavonoides constitui uma estratégia para modificar as propriedades interfaciais das nanopartículas. Nesse contexto, Sedum dendroideum, conhecida como bálsamo, apresenta composição fitoquímica descrita na literatura e potencial para modificação superficial de nanomateriais.

Objetivo

Sintetizar e caracterizar nanopartículas de MgO, incluindo uma formulação modificada com cobre, e investigar o efeito da funcionalização com extrato hidroetanólico de S. dendroideum sobre suas propriedades físico-químicas e atividade anti-biofilme frente a Escherichia coli.

Método

As nanopartículas foram obtidas por coprecipitação úmida utilizando MgSO₄ como precursor, seguida de tratamento térmico. A formulação modificada foi preparada mediante incorporação de CuSO₄ durante a síntese. Os materiais foram caracterizados por UV-Vis, FTIR, difração de raios X (DRX), MEV/EDX, DLS e potencial zeta. O extrato hidroetanólico de S. dendroideum foi obtido a partir das folhas e caracterizado por UV-Vis e FTIR. A funcionalização foi realizada por impregnação, empregando proporção mássica de 5:1 entre extrato e nanopartículas, sob agitação por 24 h. A atividade biológica foi avaliada por ensaios de crescimento bacteriano e formação de biofilme de E. coli.

Resultados e discussão

A caracterização estrutural confirmou a formação da fase cúbica do MgO, do tipo periclásio, com tamanho médio de cristalito de 7,40 nm para as formulações avaliadas. As análises espectroscópicas indicaram a presença de grupos funcionais associados a compostos fenólicos e flavonoides no extrato de S. dendroideum. MEV/EDX permitiram avaliar a morfologia e composição elementar dos materiais. Os resultados de DLS evidenciaram diâmetros hidrodinâmicos superiores ao tamanho de cristalito obtido por DRX, indicando agregação em suspensão aquosa, enquanto o potencial zeta demonstrou alterações na carga superficial entre as formulações. Nos ensaios microbiológicos, observou-se redução acentuada da biomassa de biofilme de E. coli, enquanto os efeitos sobre o crescimento planctônico foram menos pronunciados. A funcionalização com o extrato não comprometeu a atividade anti-biofilme, e a formulação dopada com cobre apresentou redução de biofilme nas concentrações de 2500 e 1250 µg/mL.

Conclusão

As nanopartículas de MgO apresentaram características estruturais compatíveis com materiais nanocristalinos e atividade anti-biofilme frente a E. coli. A funcionalização com S. dendroideum mostrou-se compatível com o sistema e não prejudicou o efeito observado, indicando potencial para o desenvolvimento de nanomateriais biofuncionais. Estudos adicionais são necessários para ampliar a avaliação da atividade e esclarecer os mecanismos envolvidos.

Palavras-chave

• Nanopartículas
• Sedum dendroideum
• Óxido de magnésio
• Biofilme