Produção e caracterização de filmes de nanofibras associados a plantas medicinais e suas atividades sobre o processo de cicatrização de feridas cutâneas.

Doutorado em Ciência Animal com Enfase em Produtos Bioativos
Autor: Andre Giarola Boscarato
Orientador: Luis Romulo Alberton
Defendido em: 17/12/2020

Resumo

Plantas medicinais são uma vasta fonte em potencial de medicamentos cicatrizantes. Nativa do sudeste da Ásia, Terminalia catappa L. (Combretaceae) foi naturalizada em áreas de clima subtropical e tropical como no Brasil. Seu uso etnofarmacológico, é melhor documentado em sistemas tradicionais de medicina Indianos como Siddha e Ayurveda e na Medicina Tradicional Chinesa onde é utilizada para o tratamento de hepatopatias, neoplasias, malária, febre amarela e diarreia, além de serem atribuídos efeitos antiviral, antibacteriano, antifúngico, antioxidante, expectorante, afrodisíaco, analgésico e anti-hipertensivo. Características morfoestruturais dos filmes eletrofiados os tornam apropriados para o desenvolvimento de curativos funcionais por mimetizar a matriz extracelular e atuarem em tecidos alvo como dispositivos de entrega de substancias. Neste contexto, objetivou-se com este estudo desenvolver um filme de nanofibras eletrofiadas de álcool polivinílico, associando-o ao extrato bruto liofilizado de T. catappa. Na análise fitoquímica, indentificou-se a presença majoritária de taninos hidrolisáveis, além de flavonoides e triperpenóides. Determinou-se para o extrato bruto de T. catappa a concentração inibitória mínima de 1000µg/ml frente Pseudomonas aeruginosa - ATCC 27853 e Sthapylococcus aureus - ATCC 29213, 500µg/ml para Sthapylococcus spp. coagulase negativo, e 250µg/ml para um isolado de bacilo Gram positivo. O extrato conferiu efeito antimicrobiano aos filmes quando incorporado nas diferentes proporções, evidenciado pelo fato que, exceto para o filme de PVA puro, não houve crescimento bacteriano após incubação de fragmentos em meio BHI e semeadura em ágar sangue. Os filmes de nanofibras de PVA obtidos apresentaram fibras uniformes e sem descontinuidades ou grânulos, e diâmetros inferiores a 1000nm. Ficou evidente a incorporação do extrato à matriz das nanofibras pela análise de FTIR e TGA, bem como maior estabilidade térmica conferida aos filmes associados ao extrato, indicando uma interação entre as moléculas orgânicas do extrato e as moléculas de PVA, tornando o material mais amorfo, conforme demonstrado pela análise por difração de raios-x. A cinética de liberação mostrou que os filmes produzidos foram capazes de liberar o extrato incorporado em meio aquoso de pH 5,8. Em seguida, avaliou-se o processo cicatricial de feridas cutâneas de expessura total induzidas em ratos Wistar (n=75), divididos em 5 tratamentos: controle negativo, filme de nanofibras de PVA e PVA acrescido de 3%, 6% e 10% com extrato de T. catappa. Os resultados mostraram que, além permanecer sobre a superfície das feridas por um período aceitável, a membrana de nanofibras foi capaz entregar o extrato de T. catappa no leito das feridas tratadas e, apesar de não produzir alterações histológicas estatisticamente relevantes, observou-se significativo efeito antioxidante pela redução de LPO e aumento de GSH de modo dose dependente. Conclui-se que a incorporação do extrato bruto de T. catappa ao PVA produz filmes de nanofibras com características desejáveis que podem potencialmente favorecer o processo de reparo tecidual por segunda intenção de feridas cutâneas.

Palavras-chave

Eletrofiação, Cicatrização, plantas medicinais, T. catappa, Bioativos

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Title

Production and characterization of nanofiber films associated with medicinal plants and their activities on the healing process of skin wounds.

Abstract

Medicinal plants are a vast potential source of healing medicines. Native to Southeast Asia, Terminalia catappa L. (Combretaceae) was naturalized in areas of subtropical and tropical climate, such as Brazil. Its ethnopharmacological use is best documented in traditional Indian medicine systems such as Siddha and Ayurveda and in Traditional Chinese Medicine where it is used for the treatment of liver diseases, neoplasms, malaria, yellow fever and diarrhea, in addition to being attributed antiviral, antibacterial, antifungal effects, antioxidant, expectorant, aphrodisiac, analgesic and antihypertensive. Morphostructural characteristics of electrophilized films make them suitable for the development of functional dressings as they mimic the extracellular matrix and act on target tissues as substance delivery devices. In this context, the aim of this study was to develop a film of electrophilized nanofibers of polyvinyl alcohol, associating it with the lyophilized crude extract of T. catappa. In phytochemical analysis, the majority of hydrolyzable tannins was identified, in addition to flavonoids and triperpenoids. The minimum inhibitory concentration of 1000µg /ml for Pseudomonas aeruginosa - ATCC 27853 and Sthapylococcus aureus - ATCC 29213, 500µg / ml for Sthapylococcus spp was determined for the crude extract of T. catappa negative coagulase, and 250 µg / ml for a Gram positive bacillus isolate. The extract conferred antimicrobial effect to the films when incorporated in the different proportions, evidenced by the fact that, except for the pure PVA film, there was no bacterial growth after incubation of fragments in BHI medium and sowing on blood agar. The PVA nanofiber films obtained showed uniform fibers and without discontinuities or granules, and diameters less than 1000nm. It became evident the incorporation of the extract into the nanofiber matrix by FTIR and TGA analysis, as well as greater thermal stability conferred to the films associated with the extract, indicating an interaction between the organic molecules of the extract and the PVA molecules, making the material more amorphous, as demonstrated by X-ray diffraction analysis. The release kinetics showed that the produced films were able to release the incorporated extract in an aqueous medium of pH 5.8. Then, was evaluated the healing process of full-thickness skin wounds induced in Wistar rats (n = 75) divided into 5 treatments: negative control, PVA and PVA nanofiber film plus 3%, 6% and 10% with T. catappa extract. The results showed that, in addition to remaining on the surface of the wounds for an acceptable period, the nanofiber membrane was able to deliver the extract of T. catappa to the bed of the treated wounds and, despite not producing statistically relevant histological changes, it was observed significant antioxidant effect by reducing LPO and increasing GSH in a dose dependent manner. It is concluded that the incorporation of the crude extract of T. catappa to the PVA produces nanofiber films with desirable characteristics that can potentially favor the process of tissue repair by second intention of skin wounds.

Keywords

electrospinning, healing, medicinal plants, combretaceae, bioactive.