Avaliação da atividade antibiofilme de nanoestruturas de ZnO funcionalizadas com ácido ascórbico frente a biofilmes de Staphylococcus aureus

Introdução

Staphylococcus aureus , bactéria gram-positiva e que integra a microbiota humana com potencial de patogenicidade, representa um desafio à saúde pública devido à sua capacidade de gerar biofilmes bacterianos com resistência aos agentes antimicrobianos. As nanopartículas de óxido de zinco (ZnO-NPs) apresentam potencial antimicrobiano devido à geração de espécies reativas de oxigênio (ROS) também podendo ser ativadas por radiação UV para favorecer a fotocatálise. A associação dessas nanoestruturas ao ácido ascórbico (vitamina C), com atividade antimicrobiana descrita em literatura, pode modificar suas propriedades superficiais e fotocatalíticas, constituindo uma estratégia promissora para o controle de biofilmes de Staphylococcus aureus.

Objetivo

Sintetizar e caracterizar nanopartículas de óxido de zinco funcionalizadas com ácido ascórbico, avaliando seu potencial fotocatalítico e sua atividade antibiofilme contra Staphylococcus aureus.

Método

As ZnO-NPs foram sintetizadas por precipitação em solução aquosa a partir de sulfato de zinco heptahidratado e hidróxido de sódio, utilizando diferentes condições de aquecimento e calcinação. Posteriormente, as amostras foram funcionalizadas com ácido ascórbico em meio aquoso, sob agitação e proteção da luz. As amostras obtidas foram submetidas à caracterização por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia ultravioleta-visível (UV-Vis), difração de raios X (DRX) e potencial Zeta, visando investigar grupos funcionais, propriedades ópticas e físico-químicas. A avaliação antibiofilme sob irradiação UV constitui uma etapa posterior da investigação.

Resultados e discussão

As ZnO-NPs foram sintetizadas por duas vias alterando tempo e temperatura de reação e temperaturas de calcinação. As amostras foram funcionalizadas com ácido ascórbico, originando diferentes amostras para comparação. A caracterização por FTIR apresentou a presença de grupos funcionais associados ao ácido ascórbico, água adsorvida e resíduos nos materiais avaliados. A análise por DRX confirmou a formação da estrutura cristalina nas amostras não-funcionalizadas. O UV-Vis apresentou variações nas bandas de absorção o que sugere diferenças nas propriedades ópticas do material funcionalizado e não funcionalizado. O potencial Zeta pôde avaliar as propriedades de carga superficial e elucidar a estabilidade em meio aquoso das amostras. A eficácia antibiofilme será verificada posteriormente.

Conclusão

Os resultados confirmam a formação da estrutura cristalina nos materiais sintetizados e evidenciam o sucesso da funcionalização superficial das nanoestruturas com ácido ascórbico, comprovado pelas alterações nas propriedades físico-químicas e ópticas do material. Foram comparadas, também, duas vias de síntese e as modificações quando o material é submetido à calcinação em diferentes temperaturas confirmado pelas alterações na presença de resíduos orgânicos e água adsorvida nas amostras e na eficiência de funcionalização da superfície .

Palavras-chave

• Nanopartículas de óxido de zinco
• Ácido ascórbico
• Biofilmes bacterianos
• Staphylococcus aureus