Aumento da atividade bactericida e virucida de partículas e de filmes compósitos de cobre sob influência de luz branca
Zusammenfassung
Diante da pandemia causada pelo novo coronavírus de Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2) no final de 2019, a linha de pesquisa em materiais virucidas foi impulsionada. Ainda, diante do crescente número de microrganismos resistentes a antibióticos e das constantes infecções associadas aos cuidados de saúde, a pesquisa por materiais e superfícies bactericidas também é crescente. O cobre (Cu) se destaca nesse contexto devido às suas propriedades biocidas intrínsecas. Ademais, por absorver luz na região do visível é um material fotoativo, uma propriedade ainda pouco estudada e reportada na literatura. Para preencher essa lacuna, o presente estudo avaliou as propriedades bactericidas de suspensões de partículas de cobre metálico em micro (CuMPs) e nanoescala (CuNPs), bem como de micropartículas de óxido de cobre (I) (Cu2OMPs), na ausência de luz e sob iluminação com luz branca, frente à Staphylococcus aureus e à Escherichia coli. Na sequência, as partículas foram incorporadas a uma matriz polimérica de álcool polivinílico (PVA), resultando em filmes compósitos, os quais foram avaliados contra as mesmas bactérias e o vírus envelopado da hepatite murina tipo 3 (MHV-3), utilizando as duas condições de iluminação. Por espectroscopia UV-Vis confirmou-se que as três partículas apresentam banda proibida na região visível do espectro. Pelas técnicas de DRX, FTIR e Raman, não foi observada a presença de agentes contaminantes e ou de oxidação, embora por XPS tenha sido observada a oxidação parcial da superfície das partículas. Pelas técnicas de micrografia, observou-se que as CuMPs e as Cu2OMPs apresentam um tamanho médio de 7,7 ± 5,6 (mi)m e 7,6 ± 3,9 (mi)m, respectivamente, enquanto as CuNPs encontram-se na faixa de 43 ± 12 nm. A fotoatividade bactericida contra S. aureus das suspensões de CuMPs e Cu2OMPs a 2,5 mg mL-1 foi significativamente superior sob iluminação por luz visível (7 log), apresentando aumentos de 66% e 37% (p < 0,05), respectivamente, em relação aos ensaios conduzidos no escuro. Os resultados possibilitam inferir que a fotoatividade desses materiais é dose-dependente. Quanto à suspensão de CuNPs na mesma concentração, conferiu-se a superioridade do material nanoparticulado, o qual subjuga a ação fotocatalítica, conferindo uma atividade bactericida tamanho-dependente. Frente à E. coli, as CuNPs apresentaram maior atividade, seguida das Cu2OMPs, que na concentração de 5 mg mL-1 reduziu em 3 unidades logarítmicas a carga bacteriana em ambas as condições de iluminação. Por fim, a suspensão de 10 mg mL-1 de CuMPs evidenciou uma redução logarítmica superior, passando de 3 para 8 log no ensaio sob iluminação (p < 0,001), indicando uma redução logarítmica 167% superior. Conferida a fotoatividade das partículas de cobre, foram sintetizados filmes compósitos por drop casting incorporando 2% m/v de partículas. Em 24 horas de exposição, tanto frente à S. aureus como à E. coli, os filmes apresentaram redução de 6 log das cargas bacterianas (redução acima de 99,9999%), resultados expressivos embora sem distinção entre as condições de iluminação. Nos ensaios com o vírus MHV-3, utilizando a linhagem de fibroblastos de camundongo L929, apenas o filme com as CuMPs, no ensaio sob iluminação, não apresentou efeito citopático, indicando fotoatividade virucida. Com a realização do ensaio ICC-RT-qPCR, verificou-se que o filme compósito promoveu uma redução de 43,1% da carga viral quanto iluminado por luz branca, enquanto no escuro, a redução foi de apenas 6,8%. Desse modo, foi conferida a obtenção de filmes compósitos fotoativos a partir da incorporação de micropartículas de cobre de baixo custo relativo e de uma técnica de deposição convencional. Com os resultados promissores, o estudo corrobora para o avanço das pesquisas relacionadas a materiais e superfícies com propriedades fotocatalíticas sob luz visível no combate à disseminação de patógenos. [resumo fornecido pelo autor]