Engenheiro desenvolve filme antimicrobiano à base de quitosana

Carapaças e conchas de crustáceos e moluscos constituem fontes do polímero

Os organismos microbianos estão disseminados e à espreita nos mais corriqueiros e diferentes materiais utilizados na área médica, como instrumentos, mesas para exames e mesmo em aventais e roupas, bem como nos equipamentos de uso coletivo como balaústres dos meios de transporte, nos corrimões e maçanetas, nos aparelhos telefônicos, nas teclas de computadores e inclusive nas embalagens de alimentos.

Com o objetivo de combatê-los utilizando um antimicrobiano oriundo de produtos naturais, muitas vezes descartáveis, o engenheiro químico Thiago Bezerra Taketa desenvolveu pesquisa junto ao Laboratório de Engenharia e Química de Produtos, do Departamento de Engenharia de Materiais e Bioprocessos, da Faculdade de Engenharia Química (FEQ) da Unicamp, orientada pela professora Marisa Masumi Beppu.

Seria desejável que todos os possíveis repositórios de organismos microbianos tivessem um revestimento antimicrobiano para minimizar a possibilidade de infecções. Mais ainda, é fundamental que esse recobrimento bioativo, ou seja, que age sobre as células, possa ser usado em superfícies antimicrobianas resistentes, atóxicas, biodegradáveis e adequado para o contato com alimentos ou seres humanos.

O trabalho, focado na utilização de recobrimentos antimicrobianos e nanoestruturados contendo quitosana, um derivado da quitina, centrou-se em uma fonte rica desse produto polimérico encontrado nas carapaças e conchas de crustáceos e moluscos, que compõem toneladas de resíduos normalmente descartados pelas respectivas indústrias de processamentos. Quitosana é a designação genérica de um polímero que pode ter propriedades que variam de acordo com a fonte de origem, da época de colheita e dos processos de extração e purificação.

Com efeito, os resultados das pesquisas com quitosana variam muito devido às condições naturais e de tratamento. Ocorre que, de um polímero natural com propriedades variáveis ou mesmo desconhecidas, originam-se produtos de baixa reprodutividade, inviáveis para as necessidades de mercado. Para contornar o problema, que não existe nos produtos sintéticos, o pesquisador estabeleceu parceria com o grupo chefiado pelo professor Sérgio Paulo Campana Filho, do Instituto de Química da USP-São Carlos, especialista na obtenção de produtos naturais com propriedades devidamente controladas e conhecidas e com características que melhor atendem às necessidades antimicrobianas.

Ideia e aplicações

A ideia que orientou o trabalho foi, primeiro, maximizar o aproveitamento da alta disponibilidade de um produto natural, em boa parte descartado pela indústria de processamento de crustáceos e moluscos, e diminuir o apelo por produtos derivados do petróleo. E, segundo, utilizar um polímero natural que interessa às áreas de alimentos e biomédicas, que necessitam, por exemplo, de materiais biocompatíveis, que não causam alergias, que tenham boa interação com as células, que possam ser utilizados em dispositivos médicos implantados no corpo humano e utilizáveis em componentes de uso curativo.  Essas são algumas das vantagens dos polímeros naturais.

A quitosana tem variadas aplicações nos contextos da preservação da saúde e biomédico. O trabalho focou a sua utilização antimicrobiana, ou seja, a elaboração, a partir dela, de um filme aplicado sobre materiais de modo a dificultar a adesão ou a proliferação de bactérias. É o caso, por exemplo, do seu emprego em sacolas plásticas retornáveis que oferecem o risco da contaminação cruzada porque utilizadas para o transporte de produtos de  vários segmentos. No caso, ela é utilizada para o recobrimento do substrato têxtil para que ele adquira propriedades antimicrobianas, minimizando a probabilidade de infecções dos alimentos. Igualmente um tecido antimicrobiano seria de grande valia para hospitais, clínicas e consultórios odontológicos, evitando a proliferação de bactérias. Na área médica ela poderia ser utilizada também em dispositivos implantados ou em instrumentos como cateteres. A utilização de produtos naturais ainda não é generalizada para essas situações devido à variação de suas composições.

“O escopo do nosso projeto é mostrar que, a partir de uma matéria-prima bem caracterizada e conhecendo o processo de formação e de atuação dos filmes de recobrimento, poderemos conseguir aplicações socialmente importantes utilizando produtos naturais muitas vezes descartados”, diz o autor.

Colaborações

Além da colaboração da USP São Carlos, Thiago considerou fundamental a parceria entre o seu departamento e o Massachusetts Institute of Technology (MIT), EUA, um dos maiores centros de tecnologia do mundo, onde, durante um ano, teve contato com os maiores especialistas da área, como os professores Michael Rubner e Robert Cohen, além de acessos a aparelhos sofisticados, fatores que contribuíram para seu aperfeiçoamento na técnica utilizada.

Thiago passou um ano no MIT fazendo a caracterização morfológica e química dos filmes antimicrobianos obtidos sobre lâminas de silício imersas, alternadamente, em solução de quitosana, que tem carga positiva, e de um derivado da celulose, com carga negativa – método de dipping, e determinando o seu potencial antimicrobiano e os mecanismos de atuação. Conhecendo a composição química do filme e a interação das moléculas na atividade antimicrobiana ele chegou a resultados inéditos em relação ao que se conhecia da atuação da quitosana que, mesmo sendo muito utilizada, carecia de informações fundamentais sobre o processo de formação dos filmes e de sua interação com outras moléculas.

Ele enfatiza a importância das parcerias estabelecidas em um trabalho interdisciplinar que envolve química, engenharia e microbiologia e em que se deve contar com o conhecimento avançado em diferentes áreas: “Sem essas colaborações o alcance da nossa pesquisa seria menor”.

Créditos: Texto: Carmo Gallo Netto /  Fotos: Antoninho Perri /  Edição de imagem: Luis Paulo Silva

Fonte: Unicamp