Curativos biodegradáveis à base de poli (butileno adipato-co-tereftalato) com incorporação de gentamicina

Abstract

Tradicionalmente, no tratamento de feridas graves o antimicrobiano tópico deve ser aplicado uma a duas vezes ao dia na área lesada para reduzir as infecções. No entanto, os pacientes geralmente sofrem desconforto com a aplicação de drogas tópicas e com a troca de curativos. Nesse contexto, o desenvolvimento de sistemas curativos biodegradáveis contendo fármaco antimicrobiano são fundamentais para a promoção de ações terapêuticas, reduzindo as infecções causadas por microrganismos e podendo substituir os curativos convencionas que não possuem polímeros biodegradáveis em sua composição. Para ir de encontro com essa necessidade, filmes de PBAT e PBAT/gentamicina foram preparados por meio de duas abordagens. Na primeira abordagem filmes de PBAT obtidos por casting foram funcionalizados por radiação UV durante 90 minutos na presença de O2 atmosférico para posterior inserção de gentamicina na superfície através de soluções tampões contendo EDC e gentamicina. A superfície das amostras foi analisada pelo WCA, FTIR-ATR e XPS. A análise antimicrobiana dos filmes também foi realizada. Os resultados para os filmes de PBAT por casting mostram que o tempo de irradiação produziu superfícies altamente hidrofílicas com grupos oxigenados enxertados na superfície do polímero (C=O e C-OH). A análise antimicrobiana indicou que a gentamicina não ligou covalentemente com o PBAT, porém observou-se a presença de nitrogênio na superfície das amostras pela análise de XPS. Na segunda abordagem foram preparadas fibras de PBAT e PBAT/gentamicina a partir da eletrofiação. As soluções utilizadas no processo de eletrofiação foram preparadas com diferentes concentrações de gentamicina e passaram por análises de condutividade e viscosidade. As fibras de PBAT e PBAT/gentamicina foram caracterizadas quanto a suas propriedades físico-químicas, morfológicas, térmicas, antimicrobianas e biológicas. Nos resultados obtidos para as fibras de PBAT e PBAT/gentamicina observou-se que não houve mudança nos espectros após a mistura dos materiais, uma vez que as bandas de absorção foram preservadas e não houve o aparecimento de novos picos. A presença da gentamicina modificou a morfologia das amostras, diminuindo o diâmetro das fibras. O grau de intumescimento foi alterado com o acréscimo de gentamicina e houve modificação da morfologia das fibras após 48 horas de imersão em PBS, porém as fibras mantiveram-se presentes. A gentamicina aumentou o grau de molhabilidade das fibras PBAT. As fibras de PBAT/gentamicina possuem atividade antimicrobiana frente às cepas de E. coli e não apresentaram citotoxicidadede acordo com o padrão ISO 10993-5. Estes resultados reforçam que o PBAT pode ser usado como um sistema curativo com incorporação de fármaco, mostrando ser uma alternativa interessante de curativo/adesivo para uso tópico.

Traditionally in the treatment of serious wounds, topical antimicrobial should be applied 1–2 times daily to the injured area to reduce infections. However, patients often suffer from discomfort with the application of topical drugs and with the exchange of dressings. In this context, the development of biodegradable curative systems containing antimicrobial drug are fundamental for the promotion of therapeutic actions, reducing the infections caused by microorganisms and being able to substitute conventional dressings that there aren’t biodegradable polymers in their composition. To meet this need, PBAT and PBAT/gentamicin films were prepared using two approaches. In the first approach PBAT films obtained by casting were functionalized by UV radiation for 90 minutes in the presence of atmospheric O2 for subsequent insertion of gentamicin on the surface through buffer solutions containing EDC and gentamicin. The surface of the samples was analyzed by the WCA, FTIR-ATR and XPS. Antimicrobial analysis of the films was also performed. The results for the PBAT films by casting show that the irradiation time produced highly hydrophilic surfaces with oxygenated groups grafted onto the polymer surface (C=O and C-OH). Antimicrobial analysis indicated that gentamycin did not bind covalently with PBAT, but nitrogen was observed on the surface of the samples by XPS analysis. In the second approach, PBAT and PBAT/gentamicin fibers were prepared from the electrospun. The solutions used in the electrospun process were prepared with different concentrations of gentamicin and underwent conductivity and viscosity analyzes. The PBAT and PBAT/gentamicin fibers were characterized as their physical-chemical, morphological, thermal, antimicrobial and biological properties. In the results obtained for the PBAT and PBAT/gentamicin fibers, it was observed that there was no change in the spectra after the materials were mixed, since the absorption bands were preserved and there were no new peaks. The presence of gentamicin modified the morphology of the samples, reducing the diameter of the fibers. The degree of swelling was altered with the addition of gentamicin and there was a change in the morphology of the fibers after 48 hours of immersion in PBS, but the fibers remained present. Gentamicin increased the degree of wettability of PBAT fibers. PBAT/gentamicin fibers have antimicrobial activity against E. coli strains and did not present cytotoxicity according to ISO 10993-5 standard. These results reinforce that PBAT can be used as a curative system with drug incorporation, proving to be an interesting dressing/adhesive alternative for topical use.