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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM TECNOLOGIA
DE PROCESSOS QUÍMICOS E BIOQUÍMICOS
TAMIRES LANDO
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE NANO PRATA SUPORTADA EM
CAULINITA E SEU ESTUDO COMO ATIVO EM BASE DE CREME
SOBRE O MICRORGANISMO Staphylococcus epidermidis PARA
POSSÍVEL PREVENÇÃO DA BROMIDROSE
Pato Branco, 2020.
TAMIRES LANDO
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE NANO PRATA SUPORTADA EM
CAULINITA E SEU ESTUDO COMO ATIVO EM BASE DE CREME
SOBRE O MICRORGANISMO Staphylococcus epidermidis PARA
POSSÍVEL PREVENÇÃO DA BROMIDROSE
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-graduação em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos da Universidade Tecnológica Federal do Paraná como requisito parcial para obtenção do título de “Mestre em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos” Professora Orientadora: Dra. Cristiane Regina Budziak Parabocz Professora Co-orientadora: Dra. Marina Leite Mitterer Daltoé
Pato Branco, 2020
Ministério da Educação Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus Pato Branco Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de
Processos Químicos e Bioquímicos
TERMO DE APROVAÇÃO DE DISSERTAÇÃO Nº 109
A Dissertação de Mestrado intitulada “Síntese e caracterização de nano
prata suportada em caulinita e seu estudo como ativo em base de creme
sobre o microorganismo Staphylococcus epidermidis para possível
prevenção da bromidrose”, defendida em sessão pública pela candidata Tamires
Lando, no dia 30 de junho de 2020, foi julgada para a obtenção do título de Mestre
em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos, área de concentração
Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos, e aprovada em sua forma final,
pelo Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Processos Químicos e
Bioquímicos.
BANCA EXAMINADORA:
Profª. Drª. Cristiane Regina Budziak Parabocz – Presidente – UTFPR
Prof. Dr. Mario Antônio Alves da Cunha – UTFPR
Prof. Dr. Rafael Marangoni – UNICENTRO
A via original deste documento encontra-se arquivada na Secretaria do Programa,
contendo a assinatura da Coordenação após a entrega da versão corrigida do
trabalho.
Pato Branco, 25 de agosto de 2020.
L258s Lando, Tamires. Síntese e caracterização de nano prata suportada em caulinita e seu estudo
como ativo em base de creme sobre o microorganismo Staphylococcus epidermidis para possível prevenção da bromidrose / Tamires Lando. -- 2020.
105 f. : il.
Orientadora: Profa. Dra. Cristiane Regina Budziak Parabocz Coorientadora: Profa. Dra. Marina Leite Mitterer Daltoé Dissertação (Mestrado) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Programa
de Pós-Graduação em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos. Pato Branco, PR, 2020.
Inclui bibliografia
1. Cosméticos. 2. Projeto de produtos. 3. Nanotecnologia. 4. Redução (Química). I. Parabocz, Cristiane Regina Budziak, orient. II. Daltoé, Marina Leite Mitterer, coorient. III. Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos. IV. Título.
CDD (22. ed.) 660.281
Ficha Catalográfica elaborada por Suélem Belmudes Cardoso CRB9/1630 Biblioteca da UTFPR Campus Pato Branco
AGRADECIMENTOS
A minha professora orientadora Dra. Cristiane Regina Budziak Parabocz
pelos ensinamentos, apoio em diversos momentos, e principalmente por ter me
proporcionado a oportunidade, me guiado na realização deste trabalho.
A professora e coorientadora Dra. Marina Leite Mitterer Daltoé pelo suporte,
atenção e disponibilização de conhecimentos, essenciais para a realização deste
trabalho.
Ao professor Dr. Mário Cunha, pelos ensinamentos, materiais e auxilio na
realização das análises antimicrobianas.
A minha colega do tempo de graduação, Me. Anne Raquel Sotiles, pela
realização das análises MEV-EDS, MET, ICP-IOS e Potencial Zeta, além de sua
contribuição e apoio.
A Edenes e aos estagiários dos laboratórios de química e da Central de
Análises da UTFPR – PB.
Ao professor Dr. Márcio Barreto Rodrigues pelo empréstimo da lâmpada de
irradiação UV-C.
Aos meus amigos e colegas do mestrado que me auxiliaram em diversos
momentos e com os quais passei muitos momentos de descontração, o que tornou a
essa caminhada mais leve e fácil: Ellen, Daiana, Martha e Everton.
As minhas cunhadas, Sandra e Luana, minha sogra, Mafalda e meu
sobrinho Lorenzo, pelo companheirismo e risadas.
Ao meu namorado, Marcos, pelo apoio, compreensão, amor e descontração
durante esse período.
E por fim e mais importante, a minha família, minha mãe Lenir, meu pai,
Carlos, e minha irmã Débora, que me incentivam e apoiam diariamente a realizar
meus objetivos. Por acreditarem em mim e não medirem esforços para me ajudar.
Sem o suporte deles, não seria possível.
“O homem não é nada além daquilo que a educação faz dele.”
(Immanuel Kant)
RESUMO
LANDO, Tamires. Síntese e Caracterização de Nano Prata Suportada em Caulinita e seu Estudo como Ativo em Base de Creme sobre o microorganismo Staphylococcus epidermidis para Possível Prevenção da Bromidrose. 2020. 105 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, PR, 2020. Nanopartículas de prata foram incorporadas no argilomineral caulinita pelo método químico de fotorredução e redução química. As nanopartículas foram caracterizadas pelas técnicas de difratometria de raios X (DRX), infravermelho com transformada de Fourier (IV), microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplado a espectroscopia de energia dispersiva (EDS), análise térmica (DTA e TGA), espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e potencial Zeta. O incorporado obtido com maior concentração de nanopartículas de prata foi avaliado como agente antimicrobiano em uma base de creme sobre o microrganismo Staphylococcus epidermidis, um dos causadores do mau odor corporal. A atividade antimicrobiana do produto foi avaliada pelos métodos de difusão em ágar e microdiluição em caldo (CIM). As análises de EDS e ICP-OES comprovaram a presença das nanopartículas de prata e que a fotorredução foi o método mais eficiente de síntese. Difratometria (DRX), MEV e MET evidenciaram que os protocolos de incorporação das nanopartículas não promoveram alterações morfológicas no argilomineral caulinita. Os resultados do potencial zeta mostraram que a caulinita agiu como um promissor estabilizante para as nanopartículas de prata, evitando aglomeração e precipitação. O produto obtido apresentou atividade bacteriostática sobre o microrganismo estudado, indicando potencial aplicação no tratamento do mau odor corporal. Palavras-chave: Cosméticos. Desenvolvimento de produtos. Fotorredução. Nanotecnologia. Redução química.
ABSTRACT
LANDO, Tamires. Synthesis and Characterization of Nano Silver Supported in Kaolinite and its Study as an Active in Cream Base on microorganism Staphylococcus epidermidis for Possible Prevention of Bromhidrosis. 2020. 105 f. Dissertation (Master in Chemical and Biochemical Process Technology) - Federal Technological University of Paraná, Pato Branco, PR, 2020.
Silver nanoparticles were incorporated into the clay mineral kaolinite by the chemical method photoreduction and chemical reduction. The nanoparticles were characterized by X-ray diffractometry (XRD), Fourier Transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) coupled with Energy-Dispersive X-ray spectroscopy (EDS), thermal analysis (TGA/DTA), Inductively Coupled Plasma - Optical Emission Spectrometry (ICP-OES), transmission electron microscopy (MET) and Zeta potential. The incorporate obtained with a higher concentration of silver nanoparticles was evaluated as an antimicrobial agent in a cream base on the microorganism Staphylococcus epider-midis, one of the causes of bad body odor. The product's antimicrobial activity was evaluated using agar diffusion and broth microdilution (MIC) methods. The analysis of EDS and ICP-OES proved the presence of silver nanoparticles and that photo reduction was the most efficient method of synthesis. Diffractometry (XRD), SEM and MET showed that the nanoparticle incorporation protocols did not promote morphological changes in the kaolinite clay mineral. The results of the zeta potential showed that kaolinite acted as a promising stabilizer for silver nanoparticles, avoiding agglomeration and precipitation. The obtained product showed bacteriostatic activity on the studied microorganism, indicating potential application in the treatment of bad body odor. Keywords: Cosmetics. Product development. Photoreduction. Nanotechnology. Chemical reduction.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Estrutura da gibbsita (a), sílica (b), o processo de montagem da estrutura
ideal da caulinita (c) e estrutura final da caulinita (d) ................................................ 18
Figura 2 - Lamelas na estrutura da Caulinita............................................................. 19
Figura 3 - Métodos de produção de nanopartículas: top-down e bottom-up. ............ 21
Figura 4 - Esquema de como se comportam cosméticos com nanopartículas e os
convencionais. ........................................................................................................... 22
Figura 5 - Ilustração esquemática da síntese de nanopartículas de prata a partir de
dispersão coloidal de Nitrato de Prata/Sílica pelo método de irradiação UV. ............ 26
Figura 6 - Fluxograma das atividades. ...................................................................... 29
Figura 7- Difratograma de Raio X a) da caulinita in natura b) AgK e c) AgKDMSO. . 43
Figura 8 - Difratograma de raios X, expansão da região de 30 a 80º de 2θ das
amostras.................................................................................................................... 44
Figura 9 - Espectro de infravermelho da caulinita in natura. ..................................... 45
Figura 10 - Espectro de infravermelho dos incorporados obtidos a) AgK e b)
AgKDMSO. ................................................................................................................ 46
Figura 11 - Espectro de infravermelho com expansão da região do comprimento de
onda de 3200 a 2000 cm-1 das amostras a) caulinita in natura b) AgK e c)
AgKDMSO. ................................................................................................................ 47
Figura 12 - Curvas da TGA, DTG e DTA da caulinita in natura. ................................ 48
Figura 13 - Curvas TGA-DTA dos incorporados obtidos A) AgK e B) AgKDMSO. .... 49
Figura 14 - Medidas de MEV das amostras obtidas a) Ampliação 5 mil vezes. b)
Ampliação 20 mil vezes e c) Ampliação 50 mil vezes e d) Ampliação 20 mil vezes
com visualização das AgNPs. ................................................................................... 51
Figura 15 - Cálculo do band-gap dos incorporados obtidos utilizando o método de
Kubelka-Munk A) Caulinita in natura B) AgK e C) AgKDMSO................................... 53
Figura 16 - Imagens obtidas por MET das amostras de caulinita incorporadas com
AgNP, ampliação de 200 nm a) AgK b) AgKDMSO c) AgK e d) AgKDMSO. Com
ampliação de 100 nm e) AgK e f) AgKDMSO......................................................... 55
Figura 17 - Difração de Elétrons em Área Selecionada a) Padrão de Ouro. b) AgK e
c) AgKDMSO ............................................................................................................. 56
Figura 18 - Concentração Mínima Inibitória por Microdiluição A- Antes da incubação
B- Após a incubação e adição do corante rizasurina. ............................................... 59
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Parâmetros instrumentais e condições operacionais do equipamento..... 36
Tabela 2 - Espaçamento basal da caulinita in natura e dos incorporados AgK e
AgKDMSO. ................................................................................................................ 43
Tabela 3 - Análise química relativa por espectroscopia de energia dispersiva das
amostras AgK e AgKDMSO em porcentagem de massa atômica. ............................ 52
Tabela 4 - Valores calculados do band-gap para as amostras AgK e AgKDMSO. ... 53
Tabela 5 – Espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado
da nano prata em caulinita nas amostras AgK e AgKDMSO..................................... 54
Tabela 6 - Comparação dos parâmetros cristalográficos da caulinita in natura e as
amostras AgK e AgKDMSO. ..................................................................................... 56
Tabela 7 - Medidas de potencial zeta da caulinita in natura e dos incorporados AgK e
AgKDMSO. ................................................................................................................ 57
Tabela 8 – Diâmetros dos halos obtidos pelo teste de difusão em ágar e sua
classificação com as amostras: tretraciclina, NaCl 0,9 %, base de creme puro, AgNP
0,1, 0,3 e 0,5 % e nitrato de prata 0,5 %. .................................................................. 58
Tabela 9 - Leitura das diluições realizadas após incubação das amostras: Base de
creme puro, base de creme contendo 0,1, 0,3 e 0,5 % de nano prata em caulinita e
base de creme contendo 0,5 % de nitrato de prata. .................................................. 61
Tabela 10 – Leitura do efeito bactericida das amostras: tetracilcina, base de creme
puro, base de creme contendo 0,1, 0,3 e 0,5 % de nano prata em caulinita e base de
creme contendo 0,5 % de nitrato de prata. ............................................................... 61
Tabela 11 - Concentração mínima inibitória das amostras: tetraciclina, base de
creme puro, base de creme contendo0,1, 0,3 e 0,5 % de nano prata em caulinita e
base de creme contendo 0,5 % de nitrato de prata. .................................................. 61
Tabela 12 - Valores obtidos de pH para a base de creme puro e a base de creme
contendo 0,5 % de nano prata em caulinita. ............................................................. 62
LISTA DE SIGLAS E ACRÔNIMOS
AgK Amostra de nano prata em caulinita por fotorredução
AgKDMSO Amostra de nano prata em caulinita por redução química
AgNP Nano Prata
ATCC American Type Culture Collection
BC Banda de Condução
BV Banda de Valência
CLSI Clinical & Laboratory Standards Institute
CMI Concentração Mínima Inibitória
cP Centipoise
DMSO DimetilSufóxido
DNA Ácido Desoxirribonucleico
DRS-UV-Vis Espectroscopia de Reflectância Difusa na região do UV-visível
DRX Difratometria de Raios X
DTA Análise Térmica Diferencial
FTIR Infravermelho com Transformada em Fourier
ICP-IOS Espectrometria em Emissão Óptica em Plasma Indutivamente Acoplado
K Caulinita
MET Microscopia Eletrônica de Transmissão
MEV-EDS Microscopia Eletrônica de Varredura Acoplado a Espectroscopia de
Energia Dispersiva
MH Mueller Hinton
NP nanopartículas
PEG Polietilenoglicol
pH Potencial Hidrogeniônico
PVP Polivinilpirrolidona
SDS Dodecil Sulfato de Sódio
TGA Termogravimetria
UV Ultra Violeta
UV-Vis Espectrometria UV-Visível
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 14
2 OBJETIVOS ........................................................................................................... 16
2.1 Objetivo geral .................................................................................................... 16
2.2 Objetivos específicos........................................................................................ 16
3 REFERENCIAL TEÓRICO ..................................................................................... 17
3.1 Caulinita ............................................................................................................. 17
3.1.1 Intercalação na Caulinita .................................................................................. 19
3.2 Nanopartículas .................................................................................................. 20
3.2.1 Nanopartículas em cosméticos ........................................................................ 21
3.2.2 A Prata e sua Ação Antimicrobiana .................................................................. 23
3.2.3 Síntese da Nano Prata ..................................................................................... 25
3.2.4 Toxicidade da Prata ......................................................................................... 27
3.3 Bromidrose ........................................................................................................ 27
4 MÉTODOS ............................................................................................................. 29
4.1 Metodologia ....................................................................................................... 29
4.1.1 Material ............................................................................................................. 29
4.1.2 Síntese da Nano Prata e Incorporação na Caulinita ........................................ 30
4.1.3 Base de Creme ................................................................................................ 31
4.2 Técnicas de análise ........................................................................................... 31
4.2.1 Caracterização dos Incorporados ..................................................................... 31
4.2.1.1 Difratometria de Raios X (DRX) .................................................................... 32
4.2.1.2 Espectroscopia no Infravermelho Médio ....................................................... 32
4.2.1.3 Análise Térmica ............................................................................................. 33
4.2.1.4 Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), acoplado a Espectroscopia de
Energia Dispersiva (EDS).......................................................................................... 33
4.2.1.5 Espectroscopia de Reflectância Difusa na região do UV-Vis (DRS-UV-Vis) . 34
4.2.1.6 Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Indutivamente Acoplado
(ICP-OES) ................................................................................................................. 35
4.2.1.7 Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) ............................................. 36
4.2.1.8 Potencial Zeta ............................................................................................... 37
4.2.2 Análises Antimicrobianas ................................................................................. 37
4.2.2.1 Teste de Difusão em Ágar ............................................................................. 37
4.2.2.2 Determinação da Concentração Mínima Inibitória por Microdiluição (CMI) ... 38
4.2.3 Caracterização da Base de Creme Contendo o Incorporado ........................... 39
4.2.3.1 Determinação do pH...................................................................................... 39
4.2.3.2 Avaliação da Irritabilidade Dérmica Primária, Acumulada e Sensibilização .. 40
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................. 42
5.1 Caracterização dos Incorporados .................................................................... 42
5.1.1 Difratometria de Raios X (DRX) ....................................................................... 42
5.1.2 Infravermelho com Transformada de Fourier (IV) ............................................ 44
5.1.3 Análise Térmica ................................................................................................ 48
5.1.5 Espectroscopia de Reflectância Difusa na Região do UV-Vis (DRS-UV-Vis) ... 52
5.1.6 Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-
OES) ......................................................................................................................... 54
5.1.7 Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) ................................................ 54
5.1.8 Potencial Zeta .................................................................................................. 57
5.2 Análises Antimicrobianas ................................................................................. 58
5.2.1 Difusão em Ágar ............................................................................................... 58
5.2.2 Determinação da Concentração Mínima Inibitória por Microdiluição (CMI) ...... 59
5.3 Caracterização do Creme para Possível Prevenção da Bromidrose ............ 62
5.3.1 Determinação do pH ........................................................................................ 62
5.3.2 Avaliação da Irritabilidade Dérmica Primária, Acumulada e Sensibilização ..... 63
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS E PERSPECTIVAS FUTURAS ................................. 64
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 65
ANEXOS....................................................................................................................76
14
1 INTRODUÇÃO
A síntese e o desenvolvimento de produtos empregando nanopartículas, é de
grande importância atualmente. Estas possuem propriedades físicas, químicas e
biológicas únicas, que se diferem da partícula de origem por possuírem alta
quantidade de átomos presentes na superfície e por sua maior área superficial
(GHORBANI et al., 2011; GUZMÁN; DILLE; GODET, 2009; GUZMÁN; DILLE;
GODET, 2009; QUINA, 2004).
As nanotecnologias têm sido utilizadas em aplicações diversas, tais como, em
indústrias têxteis, eletrônica, ótica, agricultura, cosmética, entre outros. Na cosmética
a inserção de nanopartículas oferece produtos com maior potencial de ação em
relação aos convencionais, pois estes penetram em camadas mais profundas da
pele (COSTA; KEDE; SABATOVICH, 2004; FRONZA et al., 2007; NEVES, 2008).
Nanopartículas metálicas são altamente reativas, devido sua alta capacidade
de ligação a outras moléculas, favorecendo ligações metal-metal, o que provoca a
agregação e por este motivo são utilizados agentes estabilizantes na preparação de
sistemas coloidais (KLABUNDE, 2001; MELO et al., 2012). Estes se adsorvem
sobre a superfície das nanopartículas formando uma camada protetora que impede
a agregação. Uma das formas de estabilização é o uso de macromoléculas,
denominado de efeito estérico (EVANOFF JR; CHUMANOV, 2004; MELO et al.,
2012; MERGA et al., 2007; ROUCOUX; SCHULZ; PATIN, 2002).
O argilomineral caulinita pode ser empregado como agente estabilizante. É
um composto lamelar que possui fórmula molecular Al2Si2O5(OH)4 e espaçamento
interlamelar de 0,7 nm, formado por uma folha de tetraedros de silício e octaedros
de alumínio (GARDOLINSKI; MARTINS FILHO; WYPYCH, 2003).
A prata é um metal inorgânico capaz de inibir e/ou matar microrganismos,
porém em nano escala ocorre uma potencialização, devido sua maior área de
contato (FABREGA et al., 2011; GUZMÁN; DILLE; GODET, 2009; SCHIERHOLZ;
BEUTH; PULVERER, 1999;).
A síntese da nano prata pode ser ocorrer de várias formas, tais como, por meio
de métodos químicos, métodos físicos e métodos biológicos. Nessa pesquisa serão
utilizados dois métodos químicos na síntese da nano prata: fotorredução e redução
química (GHORBANI et al., 2011; PACIONI et al., 2015). A diferença entre os
métodos de síntese são: a variação do agente redutor (se houver a necessidade
15
deste), a quantidade do agente redutor e a concentração utilizada deste, a
concentração do material precursor (geralmente um sal metálico), a temperatura de
reação, o pH, a velocidade de agitação e o tempo de síntese (GUZMÁN; DILLE;
GODET, 2009; MITTAL; CHISTI; BANERJEE, 2013; RATYAKSHI; CHAUHAN,
2009).
A fotorredução utiliza um material precursor, empregando intermediários
ativados fotoquimicamente, o que configura vantagem por não ser necessário o uso
de agente redutor, visto que alguns redutores como o borohidreto de sódio são
tóxicos (GHORBANI et al., 2011; PACIONI et al., 2015). Já a redução química
emprega um agente redutor forte sobre o material precursor, que produz partículas
pequenas de prata, as quais são aumentadas em um segundo passo por um agente
redutor mais fraco (GUZMÁN; DILLE; GODET, 2009; MITTAL; CHISTI; BANERJEE,
2013; RATYAKSHI; CHAUHAN, 2009).
Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo o estudo da síntese de
nano prata, sua incorporação no argilomineral caulinita por meio dos métodos de
fotorredução e redução química e a sua utilização como agente antimicrobiano em
base de creme.
16
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo geral
Sintetizar um biomaterial a base de caulinita incorporada de nano partículas
de prata e estudá-la como agente antimicrobiano em base de creme.
2.2 Objetivos específicos
Sintetizar a nano prata utilizando a caulinita como suporte e agente
estabilizante, por meio de dois métodos químicos que são: fotorredução e
redução química.
Caracterizar os incorporados obtidos utilizando as técnicas de Difratometria
de Raios X (DRX), com Infravermelho com Transformada de Fourier (IV),
Análise Térmica (TGA, DTG e DTA), Microscopia Eletrônica de Varredura
(MEV) com Espectroscopia de Energia Dispersiva de raios X (EDS),
Espectroscopia de Reflectância Difusa na região do UV-Vis (DRS-UV-Vis),
Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-
OES), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e Potencial Zeta.
Caracterizar o creme quanto ao seu potencial antimicrobiano em
concentrações diferentes de nano prata, avaliando a base de creme puro e a
base contendo nitrato de prata, sobre o microrganismo Staphylococcus
epidermidis ATCC 11228.
Avaliar a irritabilidade dérmica primária, acumulada e sensibilização do creme
contendo o incorporado com o melhor resultado nas análises antimicrobianas.
Caracterizar o potencial hidrogeniônico (pH) do creme contendo o ativo com o
melhor resultado nas análises antimicrobianas.
17
3 REFERENCIAL TEÓRICO
3.1 Caulinita
Argila é um mineral natural, terroso, composto por elementos com granulação
muito fina e por partículas cristalinas extremamente pequenas, conhecidas como
argilominerais, que atribuem às argilas as suas principais características, como
plasticidade e comportamento hidrofílico. Os elementos mais frequentes
encontrados em sua estrutura são o oxigênio, silício, alumínio, ferro, magnésio,
potássio e sódio, no estado iônico, que se arranjam em modelos estruturais
tridimensionais. Esses arranjos se apresentam em sete modelos diferentes,
formando grupos sistemáticos nos minerais argilosos cristalinos: caulinita, ilita,
montmorilonita, clorita, vermiculita, paligorsquita e sepiolita (MEIRA, 2001; SOUZA
SANTOS, 1975).
Pertencem ao grupo da caulinita quatro variedades politípicas e polimórficas,
a diquita, haloisita ou meta haloisita, nacrita e a caulinita (GARDOLINSKI; MARTINS
FILHO; WYPYCH, 2003). Nessa pesquisa o estudo é direcionado a caulinita. Ela é
estudada e conhecida por suas características físico-químicas, como boa
estabilidade química, mecânica, baixo coeficiente de expansão, além de sua
estrutura lamelar, que possibilita ampla aplicação em áreas da indústria (ex:
medicinal, cosmetologia, agricultura, construção, engenharia ambiental,
processamento mineral, engenharia biológica produção de cerâmicas e porcelanas,
material de carga para pinturas, borrachas, plásticos e entre outros), isto deve-se a
sua habilidade em ser modificada através de tratamentos físicos ou químicos com o
intuito de melhorar e/ou modificar as suas propriedades (CARMODY et al., 2005;
OLIVEIRA; SILVA; VIANA, 2013; PANDA et al., 2010; TREVINO; COLES, 2003).
O argilomineral caulinita possui a fórmula molecular Al2Si2O5(OH)4 com
espaçamento interlamelar de 0,7 nm, formada pela decomposição de Feldspatos de
processos geológicos, tendo possivelmente sericita como intermediário, Equação (1)
(FROST et al., 2000; GARDOLINSKI; MARTINS FILHO; WYPYCH, 2003; MATUSIK;
KLAPYTA, 2013).
2 KAlSi3O8 + 3 H2O → Al2Si2O5(OH)4 + 4 SiO2 + 2 KOH (Eq. 1)
18
Segundo Gardolinski e seus colaboradores (2003), a formação da caulinita
pode ser descrita como resultante da deposição de dois mols de gibbsita (variedade
polimórfica do Al(OH)3) sobre dois mols de sílica, ou seja, estrutura dos dois
compostos tipo 1:1. A Figura 1 representa a formação do argilomineral, onde é
possível visualizar que os átomos de alumínio estão posicionados nos centros dos
octaedros e nos vértices se encontram grupamentos hidroxila na estrutura da
gibssita (Figura 1a). Apenas 2/3 dos octaedros são ocupados e estes são ligados
pelas arestas, o que caracteriza a caulinita como dioctaédrica. Na estrutura da sílica,
os átomos de silício estão posicionados nos centros dos tetraedros, e os vértices
são ocupados por átomos de oxigênio (Figura 1b). Devido à forma com que os
tetraedros são coordenados uns aos outros, cria-se um buraco na lamela que expõe
a hidroxila interna para eventuais reações (Figura 1b) (GARDOLINSKI; MARTINS
FILHO; WYPYCH, 2003).
Figura 1 - Estrutura da gibbsita (a), sílica (b), o processo de montagem da estrutura ideal da caulinita (c) e estrutura final da caulinita (d)
Fonte: Gardolinski et al (2003).
Pode-se dizer então, que a estrutura da caulinita é composta por uma folha de
tetraedros de silício e octaedros de alumínio formando uma lamela neutra. As
lamelas da caulinita, ligam-se umas às outras por forças de Van der Waals e
interações de hidrogênio entre os grupos hidroxila que pertencem aos octaedros de
alumínio e pelos oxigênios que pertence aos tetraedros de silício (Figura 2) (CHENG
et al., 2010; MATUSIK; KLAPYTA, 2013).
19
Figura 2 - Lamelas na estrutura da Caulinita. Fonte: Borges (2013).
A modificação e/ou melhora das propriedades da caulinita se dá entre as
lamelas, é que onde ocorre as reações químicas ou físicas. Muitas ocorrem por meio
da intercalação (MURRAY, 1991; CHENG et al., 2010).
3.1.1 Intercalação na Caulinita
Intercalação é uma reação reversível, onde uma espécie hóspede, seja ela
íon, átomo ou molécula, ocupa um espaço vazio em uma estrutura sólida, neste
caso, as lamelas na estrutura da caulinita. Por meio da inserção de moléculas
inorgânicas ou orgânicas entre suas lamelas, sua estrutura pode ser modificada,
caracterizando assim uma reação de intercalação para a obtenção de materiais com
propriedades específicas (CHENG et al., 2010).
As lamelas da caulinita são ligadas umas às outras através de interações de
hidrogênio envolvendo os grupamentos AlOH e Si-O, o que gera uma dificuldade
nos processos de intercalação. Uma das formas de obtenção envolve a intercalação
de pequenas moléculas polares, por exemplo, o dimetilsulfóxido (DMSO). Essas
moléculas são estabilizadas através de interações dipolares, interações de
hidrogênio e forças de Van der Waals e podem atuar como precursores para a
intercalação de outras moléculas pelo seu deslocamento, ou seja, essas moléculas
desagregam as lamelas, para que ocorra a inserção da molécula de interesse
(CALEFI et al., 2007; GARDOLINSKI; WYPYCH; CANTÃO, 2001; GARDOLINSKI;
MARTINS FILHO; WYPYCH, 2003).
20
O processo de intercalação nos argilominerais é de grande interesse
industrial, especialmente pela possibilidade de utilização desses materiais para a
obtenção de nanocompósitos com potenciais aplicações. Por exemplo, para atribuir
propriedades antimicrobianas a caulinita, é preciso intercalá-la ou incorporá-la com
íons metálicos de natureza biocida, como a nano prata. Estes íons podem inibir o
crescimento e/ou matar microrganismos através de um efeito chamado
oligodinâmico, ao alterar o metabolismo de fungos e bactérias a concentrações
ínfimas (LI et al., 2002; MATSUMURA et al., 2003).
3.2 Nanopartículas
A utilização da nanotecnologia vem modificando a forma como os diversos
tipos de materiais são utilizados. Pode ser definida como um conjunto de técnicas
usadas para manipular a matéria na escala de átomos e moléculas (GRUPO ETC,
2005). As nanopartículas por possuírem dimensões em escala nanométrica (1 a 100
nm), apresentam propriedades físicas, ópticas, magnéticas, biológicas e químicas
distintas do material de origem (CHOI et al., 2008; GUZMÁN; DILLE; GHORBANI et
al., 2011; GODET, 2009; QUINA, 2004), porque contém uma porcentagem mais
elevada de átomos em sua superfície, em comparação com partículas maiores, o
que melhora e/ou altera suas propriedades (CHOI et al., 2008).
A razão superfície/volume em nanopartículas tem um aumento significativo
em relação a partículas em escala micro e macroscópica, ou seja, seus efeitos de
superfície aumentam também. Ao utilizar a mesma quantidade de partículas, em
nano escala é observado maior reatividade (BAKER et al., 2005; MORONES et al.,
2005).
Por apresentarem propriedades distintas e melhoradas as nanopartículas
estão sendo aplicadas em diversas áreas, tais como, têxtil, eletrônica, ótica,
agricultura, cosmetologia, hospitalar, fármaco, alimentícia, entre outras.
Um dos desafios encontrados na nanotecnologia, é o desenvolvimento de
processos de síntese onde obtenha-se o controle sobre o tamanho, distribuição,
morfologia, pureza, quantidade e qualidade das nanopartículas por meio de
processos econômicos e que não sejam prejudiciais ao meio ambiente. Também
tem-se como dificuldade na síntese de nanopartículas metálicas a obtenção de
suspensões coloidais estáveis, uma vez que essas possuem uma alta energia
21
superficial favorecendo termodinamicamente a imediata agregação pela formação
de ligações metal-metal (KLABUNDE, 2001; MELO et al., 2012).
Para evitar a agregação/aglomeração das nanopartículas metálicas são
utilizados estabilizadores que se adsorvem sobre suas superfícies formando uma
camada auto organizada que impede a sua união (MELO et al., 2012).
A estabilização pode ocorrer por duas maneiras, pelo efeito eletrostático, que
ocorre quando forças eletrostáticas repulsivas entre as nanopartículas superam as
forças de Van der Waals, fazendo com que se formem duas camadas de íons
próximos à superfície de cada uma das partículas, e pelo efeito estérico, que é um
meio de impedir que os colóides metálicos sofram agregação através da utilização
de macromoléculas, os quais envolvem a superfície das nanopartículas metálicas,
formando uma camada protetora (EVANOFF JR; CHUMANOV, 2004; MERGA et al.,
2007; ROUCOUX; SCHULZ; PATIN, 2002).
Existem dois métodos de produção de nanopartículas, o top-down e o bottom-
up. No primeiro método ocorre a redução de partículas maiores para a nano escala,
por meio da utilização de métodos físico-químicos. O segundo método consiste na
formação das nanopartículas a partir de átomos e moléculas (Figura 3) (GHORBANI
et al., 2011; REIS et al., 2006).
Figura 3 - Métodos de produção de nanopartículas: top-down e bottom-up. Fonte: Adaptado de Gonçalves (2014).
3.2.1 Nanopartículas em cosméticos
Uma das áreas que vem estudando e inserindo as nanopartículas em seus
produtos, é a cosmética. A primeira vez que nanotecnologia foi utilizada em produtos
cosméticos, foi há duas décadas, pela empresa Lancôme, divisão de luxo da
L´Oréal, em um creme de antienvelhecimento para a pele do rosto, contendo
nanocápsulas de vitamina E pura (ERENO, 2011; NEVES, 2008). Atualmente as
22
nanopartículas estão presentes em xampus, condicionadores, cremes dentais,
cremes antienvelhecimento, cremes anticelulites, clareador de pele, hidratantes,
loções pós-barba, desodorantes, sabonetes, protetores solares, maquiagens,
perfumes e esmaltes, entre outros (FRONZA et al., 2007).
O uso da nanotecnologia em cosméticos, oferece produtos que atuam com
maior potencialização, que os convencionais, pois apresentam princípios ativos
encapsulados e moléculas muito pequenas que são capazes de penetrar em
camadas mais profundas da pele (COSTA; KEDE; SABATOVICH, 2004; NEVES,
2008). Ainda, segundo a definição de Fronza et al. (2007), os nanocosméticos, são
produtos com uma formulação que veicula ativos ou outros ingredientes em nano
escala.
Na Figura 4 observa-se o comportamento dos cosméticos contendo
nanopartículas e partículas convencionais em contato com a epiderme (pele).
Figura 4 - Esquema de como se comportam cosméticos com nanopartículas e os convencionais.
Fonte: Girassolcm (2015).
A inserção de nanopartículas em cosméticos, além de destacar a melhor
penetração dos ativos, também tem como vantagem a proteção das matérias-primas
quanto à degradação química ou enzimática, melhora na homogeneidade das
formulações, aumento da estabilidade e da eficácia dos produtos, bloqueio de
radiações ultravioleta, aumento da capacidade de oclusão da pele e a possibilidade
de liberação controlada dos ativos (CAMPOS et al., 2015; FRONZA et al., 2007;
MÜLLER; RADTKE; WISSING, 2002).
23
O Comitê Científico de Produtos para Consumo da União Europeia, em 2007,
dividiu os nanocosméticos em dois grupos, os lábeis e insolúveis. O grupo das
partículas lábeis, são nanopartículas que se dissolvem após entrar em contato com
a pele (exemplo: nanopartículas biodegradáveis), e o grupo das partículas
insolúveis, as quais não conseguem se dissolver nos meios biológicos. Esses
grupos foram criados para que houvesse uma diferenciação de riscos das
nanopartículas existentes, pois algumas podem possuir toxicidade (ALVAREZ-
ROMÁN et al, 2001).
3.2.2 A Prata e sua Ação Antimicrobiana
A prata pura é um metal amplamente utilizado há milhares de anos. Existem
relatos de objetos contendo o metal a 5000 a.C. provenientes da Índia, também em
túmulos a 3500 a.C. e a 1000 a.C. de vasos de prata que eram usados para
obtenção de água potável (SOUZA et al., 2013). Foi Hipócrates quem divulgou as
propriedades medicinais da prata, o principal fato era a cura de enfermidades
múltiplas (ARVIZO et al., 2012), onde aplicavam-se coloides de prata no tratamento
de queimaduras e como agentes quimioterápicos contra patologias provocadas por
bactérias, como Staphylococcos Aureus, Enterococcus Fuecim, Tuberculosis e
Streptococcus Pneumoniae, entre outras, e na Idade Média ministrava-se em
pacientes com sífilis, epilepsia e distúrbios nervosos uma solução de nitrato de prata
(BERNI; RIBEIRO; ZUCOLOTTO, 2008).
A nano prata possui propriedades físico-químicas muito características,
incluindo maleabilidade, flexibilidade, condutividade elétrica e térmica elevada em
relação a qualquer outro metal. Distingue-se pela sua estabilidade química, atividade
catalítica e um comportamento ótico não linear. Tais propriedades lhe conferem um
amplo potencial, um de grande destaque é seu largo espectro de atividade
antimicrobiana e baixo custo de obtenção (CHEN; SCHLUESENER, 2008;
FABREGA et al., 2011; GHORBANI et al., 2011).
São várias aplicações as quais incluem nano prata, como o revestimento
espectralmente seletivo para absorção de energia solar, filtros polarizadores,
material de intercalação para baterias elétricas, catalisadores em reações químicas,
receptores ópticos, biomarcadores e como agentes antimicrobianos (GHORBANI et
al., 2011).
24
Tanto em sua forma coloidal como iônica, possui uma ação antimicrobiana
conhecida há séculos. Porém em nano escala por possuir uma superfície de contato
infinitamente maior suas propriedades são enormemente aumentadas, portanto
quanto menor for a dimensão da nano prata maior o seu efeito antimicrobiano
(FABREGA et al., 2011; GUZMÁN; DILLE; GODET, 2009; SCHIERHOLZ; BEUTH;
PULVERER, 1999;).
Atualmente sabe-se que a prata possui atividade biocida contra mais de 650
organismos patogénicos (bactérias, fungos e vírus) que está associada com a
oxidação e liberação lenta de íons prata (Ag+) para o ambiente, o que a torna um
agente biocida ideal. A carga positiva dos íons prata é de extrema importância em
seu efeito antimicrobiano. As cargas negativas da membrana celular do
microrganismo interagem eletrostaticamente com a carga positiva dos íons prata
liberados pelas nanopartículas inibindo seu crescimento ou o matando (CHALOUPA;
MALAM; SEIFALIAN, 2011; CHEN; SCHLUSENER, 2008).
Asharani (2008), Smetania (2008), Su (2009), Durán (2014) e seus
colaboradores citam em suas pesquisas que outros mecanismos podem atribuir a
nano prata seu efeito antimicrobiano. A liberação de íons prata, gerados através da
dissolução oxidativa destas, os quais podem interagir com grupos tiol, além de
afetarem a morfologia das células bacterianas expostas a elas. A geração de
espécies reativas de oxigênio que geram danos irreversíveis ao DNA dos
microrganismos, sendo a nano prata o catalisador da produção dessas espécies e a
interação direta da nano prata com a parede celular dos microrganismos, o qual o
acumulo destas aderem na membrana formando poços, alterando-a e provocando
assim vazamento do conteúdo celular.
Por apresentarem esse vasto efeito antimicrobiano sobre microrganismos, a
nano prata têm sido aplicada a várias áreas e produtos em relação a saúde e
higiene, tais como em produtos antimicrobianos para prevenção de infeções,
curativos para queimaduras e feridas traumáticas, revestimento de cateteres,
trabalhos odontológicos, próteses, dispositivos médicos, máquinas de lavar roupa,
filtros para purificação de água, tecidos, cremes anti odores, películas de
revestimento para alimentos, e muitos outros produtos.
25
3.2.3 Síntese da Nano Prata
A nano prata pode ser sintetizada a partir de vários métodos, os relatados em
pesquisas são o método químico (redução química, foto química, eletrólise, pirólise),
que produz nanopartículas puras, porém pode vir a utilizar produtos químicos tóxicos
em sua obtenção e com custo elevado (GHORBANI et al., 2011; PACIONI et al.,
2015). O método físico (condensação de vapor físico e descarga de arco) que não
envolve produtos químicos e são geralmente rápidos, e o método biológico
(bactérias, fungos, leveduras e plantas) que além de ecológico tem um bom controle
sobre distribuição e tamanho da nano prata produzida (GHORBANI et al., 2011).
Destes métodos o mais frequentemente utilizado é a redução química, onde
primeiramente é empregado um agente redutor forte que produzem partículas
pequenas de prata as quais são aumentadas em um segundo passo por um agente
redutor mais fraco. São usados como redutores o borohidreto de sódio, citrato de
sódio, ácido ascórbico, glicose, gás hidrogênio, álcoois, entre outros (ELAISSARI;
FESSI, 2009; GHORBANI et al., 2011; SIQUEIRA et al, 2013).
Na redução química se faz necessário a presença de um estabilizador para
evitar a aglomeração indesejada da nano prata. São usados como estabilizadores o
dodecil sulfato de sódio (SDS), a polivinilpirrolidona (PVP), o polietilenoglicol (PEG),
o álcool polivinílico, o citrato tri-sódico, materiais lamelares, entre outros (NAIR;
LAURENCIN, 2007; JEONG; PARK, 2014). Também é necessário neste tipo de
síntese, um material precursor, geralmente sais de prata. Muitas pesquisas trazem
como material de partida o nitrato de prata por este possuir boa solubilidade
(GUZMÁN; DILLE; GODET, 2009; GHORBANI et al.,2011; MITTAL; CHISTI;
BANERJEE, 2013; RATYAKSHI; CHAUHAN, 2009).
Um exemplo da síntese de nano prata por redução química, é o método de
Turkevich, o qual emprega o citrato de sódio que atua como agente redutor e
estabilizador do coloide. São formadas em solução aquosa na redução de nitrato de
prata de 0,1 mol L-1 a 1,0 mmol L-1, sob ebulição na presença de citrato de sódio,
nanopartículas estáveis. A reação que ocorre no método de Turkevich está descrita
abaixo, Equação (2) (TURKEVICH; STEVENSON; HILLIER, 1951).
4Ag+ + C6H5O7Na3 + 2H2O 4Ag0 + C6H5O7H3 + 3Na+ + H+ + O2 (Eq. 2)
26
Já a síntese por meio fotoquímico, utiliza a fotorredução de um material
precursor ou de íons de prata através de intermediários ativados fotoquimicamente.
As vantagens desse método são a elevada pureza das nanopartículas, fácil
processamento e a ampla faixa de meios reacionais que podem ser utilizados (vidro,
polímeros, micelas, emulsões, etc.), além de não utilizar agente redutor (GHORBANI
et al., 2011; PACIONI et al., 2015). Pesquisas sintetizaram a nano prata por meio de
irradiação de laser, irradiação de raios X, irradiação de micro-ondas e irradiação UV
(GASHTI; ALMASIAN, 2012; GUZMÁN; DILLE; GODET, 2009; GHORBANI et al.,
2011).
Um exemplo de pesquisa que utilizou o método fotoquímico foi Gashti e
Almasian (2012), que intercalaram nanopartículas de prata na estrutura do
argilomineral caulinita/silica por meio de irradiação UV, através de uma solução
aquosa de nitrato de prata. Primeiramente a irradiação UV é absorvida pelas
moléculas de água e da caulinita/silica produzindo elétrons solvatados, radicais
hidroxila, radicais de hidrogênio, moléculas de hidrogênio e peróxido de hidrogênio.
Os elétrons produzidos reduzem o cátion prata e se agregam na superfície e lamelas
do argilomineral, o qual atua como local de nucleação. Na Figura 5 a seguir, tem-se
a ilustração do processo de redução de uma solução de nitrato de prata com
caulinita/silica por meio da irradiação UV.
Figura 5 - Ilustração esquemática da síntese de nanopartículas de prata a partir de dispersão coloidal de Nitrato de Prata/Sílica pelo método de irradiação UV.
Fonte: Gashti, Almasian (2012).
Vários pesquisadores relatam a síntese e incorporação e/ou intercalação da
nano prata em argilominerais por métodos químicos, por exemplo, como citado
anteriormente, Gashti e Almasian (2012) utilizaram irradiação UV, Cabal et al.
(2010), Patakfalvi e seus colaboradores (2003) por meio da redução química
27
empregando o boro hidreto de sódio como agente redutor, Jou e Malek (2016)
usando a clorexidina como agente redutor, entre outros.
3.2.4 Toxicidade da Prata
Estudos para avaliar a toxicidade da nano prata têm sido desenvolvidos
devido o crescente aumento da utilização destas em produtos (SIQUEIRA et al.,
2013). Esses estudos relatam que a nano prata afeta os organismos de diferentes
maneiras, os efeitos estão relacionados com a concentração e o tempo de
exposição (BENEDITO; SILVA; SANTOS, 2017).
Em altas concentrações em nosso organismo as nanopartículas podem
ocasionar problemas neurológicos, nos rins, indigestão, dores de cabeça e também
a doença conhecida como Argyria, que causa o escurecimento irreversível da pele
(BERNI; RIBEIRO; ZUCOLOTTO, 2008). A Argyria ocorre por envenenamento de
partículas em escala µm, uma vez que estas obstruem as membranas celulares,
quando expostas a grandes períodos de uso da prata. Em escala nanométrica como
são mais finas e geralmente estão em baixa concentração, podem circular pelas
membranas celulares sem ocasionar danos a organismos superiores. A
concentração eficaz contra microrganismos é de 0,1 μgL-1 e a concentração tóxica a
seres humanos é de 10 mgL-1, ou seja, em baixas concentrações a nano prata não é
tóxica aos seres humanos, porém em grande tempo de exposição pode vir a
acumular no organismo, levando a efeitos colaterais (DÍAZ et al., 2009; OLIVEIRA;
OLIVEIRA, 2004; BERNI; RIBEIRO; ZUCOLOTTO, 2008).
Várias pesquisas citam que ainda existem muitas dúvidas quanto ao efeito
benéfico e maléfico da nano prata tanto aos seres humanos, quanto ao meio
ambiente, sugerindo mais estudos sobre sua toxicidade de forma mais eficiente,
precisa e rápida (STERN; MCNEIL, 2008; HU et al., 2009; DURÁN et al., 2010; YU
et al., 2015).
3.3 Bromidrose
Bromidrose é o mau odor corporal, mesmo com a higienização adequada. Em
maior parte, causada pela secreção em excesso das glândulas apócrinas, porém,
28
doenças metabólicas, alimentos, medicamentos e materiais tóxicos também podem
gerar esse problema (KATAOKA, 2017).
Existem dois tipos de glândulas secretoras no corpo humano, écrinas e
apócrinas. As écrinas estão distribuídas em todo o corpo e controlam a termo
regulação, produzindo o suor. Já as apócrinas lançam as suas secreções dentro de
folículos pilosos e são encontradas nas regiões úmidas do corpo, como as axilas,
sola do pé, virilha, entre outros. Estão localizadas profundamente na derme ou na
região superior da hipoderme. Sua secreção contém proteínas, carboidratos, lipídios,
amônia e feromônios, que inicialmente é inodora, mas ao alcançar a superfície do
corpo entra em contato com bactérias que a degradam, sendo produtos desta
decomposição ácidos graxos e amônio, produzindo o mau odor (KATAOKA, 2017).
Quando a secreção écrina é excessiva pode ocorrer o favorecimento da
produção da apócrina e contribuir para a ocorrência da bromidrose. Outro fator que
agrava essa condição é a falta de higiene ou distúrbios que promovem o
crescimento excessivo de bactérias incluindo a diabetes, intertrigo, eritrasma e
obesidade (SEMKOVA et al., 2015)
Staphylococcus e Corynebacterium spp. são os microrganismos mais
abundantes que colonizam as áreas úmidas do corpo, onde processam o suor
apócrino, resultando no mau cheiro característico associado ao suor
(KANLAYAVATTANAKUL; LOURITH, 2011). Os Staphylococcus metabolizam os
aminoácidos da secreção das glândulas apôcrinas gerando ácidos graxos voláteis
de cadeia curta e ramificada com grupos metil e a Corynebacterium, metaboliza os
lipídios da pele gerando ácidos graxos voláteis de cadeia média (GRICE; SEGRE,
2013).
29
4 MÉTODOS
4.1 Metodologia
A Figura abaixo refere-se ao fluxograma das atividades relativas à síntese da
nano prata e sua incorporação na caulinita, caracterização dos incorporados,
análises antimicrobianas, avaliação da irritabilidade e leitura do pH.
Figura 6 - Fluxograma das atividades. Fonte: Autoria própria (2020)
4.1.1 Material
A caulinita foi doada pela empresa Imerys Itatex. É extraída do Rio Capim,
localizado no estado do Pará, e foi preparada segundo o método de ensaio ME-6
descrito pela norma NBR 7181 de Dezembro/84, da Associação Brasileira de
Normas Técnicas (ABNT, 1984), onde passou pelos processos de secagem,
moagem e peneiração, apresentando uma granulometria final de 325 Mesh.
30
Para a síntese da nano prata e incorporação em caulinita, utilizou-se
reagentes com grau analítico.
4.1.2 Síntese da Nano Prata e Incorporação na Caulinita
Foram utilizados dois métodos químicos de síntese da nano prata:
fotorredução e redução química. A metodologia que produziu maior concentração de
nano prata e partículas mais estáveis sobre o argilomineral foi empregue como ativo
antimicrobiano em base de creme para estudo da possível prevenção da
bromidrose.
Nessa pesquisa a nano prata foi sintetizada por meio de dois métodos
químicos, redução química e fotorredução. Nestes variam o agente redutor (se
houver), quantidade e concentração deste, a concentração do material precursor
(geralmente um sal metálico), temperatura de reação, pH, velocidade de agitação e
duração do processo de síntese. O tamanho, quantidade e estabilidade da nano
prata resultantes das sínteses dependem dessas condições (GUZMÁN; DILLE;
GODET, 2009; MITTAL; CHISTI; BANERJEE, 2013; RATYAKSHI; CHAUHAN,
2009).
A metodologia por fotorredução foi adaptada de Gashti e Almasian (2012),
onde 3 g de caulinita foram dispersos em 100 mL de água ultrapura sob agitação
vigorosa durante o período de 1 h, foi adicionado então 30 mL de uma solução de
AgNO3 0,4 mol L-1 na mistura inicial também sob agitação por 1 h a 25 °C. Após,
uma radiação UV (lâmpada UV da Creator GPH – 5: 5 W, UV-C, ʎ= 250 nm) foi
aplicada na dispersão por 6 dias sob agitação constante a temperatura ambiente.
Esta mistura foi centrifugada a 3000 rpm e lavada por 8 vezes com água ultrapura. A
suspensão úmida obtida passou por um processo de secagem a 110 °C durante 3 h
e a amostra submetida a essa metodologia foi denominada de AgK.
Na segunda metodologia, por redução química, inicialmente ocorreu a
desagregação das lamelas da caulinita com o dimetilsulfóxido (DMSO), onde 20 g de
caulinita foram adicionadas em 100 mL de DMSO sob agitação durante 24 h a 65
°C. Após, foi realizada a lavagem da solução com etanol e deixado decantar por 5
dias (PATAKFALVI; OSZKÓ; DÉKÁNY, 2003). O resíduo foi seco a 110 °C durante
3 h. Com a desagregação realizada utilizou-se o método de Turkevich para a síntese
e incorporação da nano prata, onde sob agitação e aquecimento, 1,2 g de caulinita
31
foi adicionada em 100 mL de uma solução de nitrato de prata 1,0 mmol/L até atingir
a temperatura de 90 °C, e então adicionou-se 1,0 mL de uma solução de citrato de
sódio 0,3 mol/L, mantendo-se a temperatura constante. Quando a solução obteve
uma cor amarela, que indicou a formação de nano prata, foi adicionado 1,0 mL de
solução de hidróxido de amônia 1,4 mol/L (GORUP et al., 2011). A amostra
submetida a essa metodologia foi denominada de AgKDMSO.
4.1.3 Base de Creme
A base de creme, ao qual adicionou-se o incorporado, foi adquirido na
farmácia de manipulação, FórmulAtiva, situada na Avenida União da Vitória, Bairro
Industrial em Francisco Beltrão – PR, CEP 85605-040.
A base possui caráter não-iônico, ou seja, não possui carga ionizável,
apresentando um balanço entre as porções hidrofóbicas e hidrofílicas das
moléculas. São representados pelos ésteres de glicol e de glicerol, ésteres de
sorbitano, polissorbatos, ésteres de alcoóis graxos, ésteres de ácidos graxos e
poliglicóis. Emulsões não-iônicas são amplamente empregadas em formulações
cosméticas, devido suas características e propriedades, como sua compatibilidade
com o pH cutâneo, o suporte amplo em variações de pH, e a possibilidade de
incorporação de diversas substâncias ativas. Devido a essas características, tem
como vantagem em relação aos outros tipos de emulsionantes a não irritabilidade
cutânea (AULTON, 2005; ALLEN; POPOVICH; ANSEL, 2007; DALTIN, 2011;
FLORENCE; ATTWOOD, 2011; GENNARO; REMINGTON, 2004).
4.2 Técnicas de análise
4.2.1 Caracterização dos Incorporados
Os incorporados foram caracterizados por difratometria de raios X,
infravermelho com transformada de Fourier, análise térmica (TGA, DTG e DTA),
microscopia eletrônica de varredura acoplado a espectroscopia de energia
dispersiva, espectroscopia de reflectância difusa na região do UV-Vis,
espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado microscopia
eletrônica de transmissão e potencial zeta, com o propósito de verificar as mudanças
32
da estrutura da caulinita após a incorporação com a nano prata e identificar qual das
metodologias utilizadas foi mais eficiente na síntese.
4.2.1.1 Difratometria de Raios X (DRX)
A difração de Raios X é uma forma de radiação eletromagnética que possui
energias elevadas e comprimentos de onda curtos, que equivalem aos
espaçamentos atômicos em sólidos. Essa análise ocorre quando um feixe de raios X
monocromático incide sobre um material e uma fração deste feixe se espalha em
todas as direções através dos elétrons que estão associados a cada átomo ou íon
que se encontra na trajetória do feixe. A intensidade da difração é registrada pelo
movimento do detector em diferentes ângulos e os resultados podem ser conferidos
com uma base de dados (CALLISTER; RETHWISCH, 2006).
Essa técnica foi utilizada na avaliação do grau de cristalinidade do material.
Essa confirmação se dá por meio do cálculo da distância no espaçamento
interplanar basal, de acordo com a Lei de Bragg, Equação (3).
d(001) = λ/2.senθ Eq. (3)
Para a análise foi utilizado o Equipamento Shimadzu, modelo Mini Flex 600
do laboratório Central de Análises da UTFPR-PB. Sob as seguintes condições, fonte
de CuKα com 40 KV e 15 mA, com varredura de 3° a 80° e passo de 0,02° de 2θ.
4.2.1.2 Espectroscopia no Infravermelho Médio
A técnica de Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier
evidencia a presença de grupos funcionais presentes na estrutura de substâncias.
Pode ser utilizada para identificar ou investigar composição química de uma
substância. Para o fornecimento dos dados, a radiação no infravermelho passa
através da amostra e é comparada com aquela transmitida na ausência de amostra.
O espectrofotômetro registra o resultado na forma de bandas de absorção. A região
do espectro eletromagnético de maior interesse para essa técnica se encontra entre
4000 a 400 cm-1. Em amostras sólidas (pó) utiliza-se a técnica de pastilha de KBr
(ATKINS; JONES, 2012).
33
A finalidade da técnica foi a observação dos grupos funcionais presentes, as
regiões de vibração e especialmente as modificações e o deslocamento do espectro
das amostras de caulinita com a nano prata incorporada.
Os espectros, foram obtidos na Central de Análises da UTFPR/PB,
empregando um espectrofotômetro Perkin Elmer FTIR Spectrometer Frontier, por
meio de 32 varreduras no intervalo de 4000 a 400 cm-1 com resolução de 2 cm-1
utilizando pastilhas de KBr, contendo 99 mg de KBr e 1 mg das amostras
incorporadas.
4.2.1.3 Análise Térmica
Técnicas de análise térmica permitem o monitoramento de uma propriedade
física ou química de uma substância, ou de seus produtos de reação, em função do
tempo ou temperatura, enquanto a temperatura da amostra, sob uma atmosfera
específica, é submetida a uma programação controlada (IONASHIRO, 2004).
As técnicas utilizadas são a termogravimétrica (TGA), que se baseia na
variação da massa da amostra em função da temperatura, a análise
termogravimétrica derivada (DTG), que é a derivada primeira da variação da massa
em relação a temperatura e a análise térmica diferencial (DTA) que mede a
diferença de temperatura entre a amostra e um material de referência (MOTHÉ;
AZEVEDO, 2009).
Através destas análises foi avaliada a estabilidade térmica dos incorporados
obtidos a partir dos métodos utilizados e a verificação de alterações na temperatura
de degradação em relação a caulinita in natura e quais vão ser as transformações
ocorridas nas temperaturas utilizadas para a calcinação.
A análise foi realizada na Central de Análises da UTFPR-PB, utilizando o
analisador da TA Instruments, modelo SDT Q-600, porta amostra de α-alumina em
atmosfera de ar sintético, com a taxa de aquecimento de 10 ºC/min de 30 a 1000 ºC.
4.2.1.4 Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), acoplado a Espectroscopia de
Energia Dispersiva (EDS)
A microscopia eletrônica de varredura (MEV) é uma análise que fornece
previamente informações sobre a morfologia e identificação de elementos químicos
de uma amostra, se está for sólida (DEDAVID; GOMES; MACHADO, 2007).
34
A utilização dessa técnica vem se tornando mais requisitada por fornecer
informações de detalhe da amostra, com aumentos de até 300.000 vezes (DUARTE
et al., 2003).
O aparelho microscópio eletrônico de varredura, consiste em utilizar um feixe
de elétrons de baixo diâmetro para analisar a superfície da amostra, ponto a ponto,
por linhas sucessivas e transmitir o sinal do detector a uma tela catódica cuja
varredura está sincronizada com a do feixe incidente. Por meio de um sistema de
bobinas de deflexão, o feixe pode ser guiado de modo a varrer a superfície da
amostra segundo uma malha retangular. O sinal de imagem resulta da interação do
feixe incidente com a superfície da amostra (DEDAVID; GOMES; MACHADO, 2007).
A espectroscopia de energia dispersiva (EDS) é capaz de detectar os fótons
de raios X emitidos pela amostra, estes são analisados e classificados em função da
sua energia e intensidade. Neste caso o EDS está acoplado ao MEV.
Através do MEV com EDS, foi possível fazer uma comparação das
características morfológicas da superfície dos intercalados obtidos além da
porcentagem em massa dos elementos químicos presentes nos incorporados
obtidos.
A análise foi realizada no Centro de Microscopia da UFPR, Campus Curitiba,
utilizando equipamento TESCAN VEGA3 LMU aplicando 10 kV. Após a realização
do EDS, as amostras foram pulverizadas com uma fina camada de ouro para a
análise de MEV.
4.2.1.5 Espectroscopia de Reflectância Difusa na região do UV-Vis (DRS-UV-Vis)
É uma técnica útil para a caracterização das mais variadas substâncias. A
espectroscopia na região do UV-VIS permite a identificação de transições de
elétrons entre níveis de energia (transições eletrônicas). Os elétrons de ligações
químicas absorvem energia na faixa do ultravioleta – visível (190 – 800 nm), e os
grupos que os contêm são chamados de cromóforos, podendo ser, por exemplo,
grupos insaturados covalentes, responsáveis pelas absorções eletrônicas, C=C,
C=O ou NO2 (SILVERSTEIN et al.,1979).
O band-gap é a região onde ocorre a interação de um fóton de energia de
magnitude igual ou superior ao valor do espaço de energia limitado entre as bandas
de valência (BV) e banda de condução (BC), resultando na excitação de elétrons
35
presentes na BV para a BC dando origem a buracos - ℎ+. Materiais que apresentam
boa atividade fotocatalítica são chamados de semicondutores, e possuem
geralmente valor do band-gap entre 0 e 4,0 eV (CAVALCANTE et al., 2013).
A técnica de espectroscopia de reflectância difusa na região do DRS-UV-Vis,
foi realizado com o intuito de determinar os valores de band-gap da caulinita in
natura e dos incorporados. Os espectros de reflectância das amostras foram obtidos
no espectrofotômetro da Perkin Elmer Lambda 45 na faixa entre 400 e 900 nm, com
resolução de leitura de 1 nm, em cubeta de quartzo. As coordenadas originais do
espectro reflectância x comprimento de onda foram transformadas para a função de
Kubelka-Munk (K) x energia do fóton (hv) ou em (αhv) 1/2 x hv, e os valores dos
gaps foram estimados a partir da extrapolação da região linear dos espectros
(AMBREEN et al., 2014; KOCÍ et al., 2009; NOGUEIRA; JARDIM, 1998;
SCHLESINGER et al., 2013; SOUZA et al., 2008).
A análise foi realizada na Central de Análises da UTFPR-PB.
4.2.1.6 Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Indutivamente Acoplado
(ICP-OES)
É baseada na medida da intensidade da radiação emitida, quando um átomo
ou íon, excitado pelo plasma, retorna ao seu estado fundamental. A excitação da
espécie ocorre quando seus elétrons mais externos têm seu nível de energia
aumentado, passando do estado fundamental para o excitado, devido a colisão com
elétrons ou íons argônio existentes no plasma. O elétron não é estável em níveis
mais altos de energia, portanto retorna a seu estado fundamental, emitindo a energia
que foi absorvida, sob a forma de energia luminosa (SOUZA; SAINT´PIERRE, 2011).
Essa análise é utilizada para identificar muitos elementos em simultâneo e em
níveis tão baixos que chegam a valores de 1-10 partes por bilhão (ppb).
Por meio dessa análise foi determinado o teor de prata contido na caulinita.
O aparelho utilizado é um Espectrômetro da Thermo Scientific modelo ICAP
6500, operando com visão axial e software iTeVa Analyst. Os parâmetros
instrumentais se encontram na Tabela 1.
36
Tabela 1 - Parâmetros instrumentais e condições operacionais do equipamento.
Parâmetro Tipo ou valor
Radiofrequência 40 MHz
Potência da radiofrequência
1150 W
Vazão do gás do plasma 12,0 L min-1
Vazão do gás auxiliar 1,0 L min-1
Vazão do gás no nebulizador
0,7 L min-1
Tocha Quartzo com vista axial
Nebulizador Concêntrico
Replicatas 3
Linha analítica Ag (338,289 nm)
Fonte: Autoria própria (2020)
A curva analítica foi preparada em meio de HNO3 1% (v/v) na faixa de
concentração de 0,010 mg L-1 a 2,0 mg L-1. As amostras também foram preparadas
utilizando HNO3 1% (v/v) em água ultra pura.
A análise foi realizada no Laboratório de Espectrometria de Absorção Atômica
e de Análises Ambientais no departamento de Química da UFPR.
4.2.1.7 Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET)
É uma técnica que se baseia no bombardeamento de uma amostra por um
feixe de elétrons altamente energéticos. O qual interage com os átomos da amostra
enquanto o atravessa, através de espalhamentos inelásticos e elásticos, gerando a
formação de uma imagem que é captada por um monitor (REIMER, 2009).
A Microscopia Eletrônica de Transmissão é utilizada para caracterizar a
morfologia da superfície e o tamanho e formato das nanopartículas metálicas.
O intuito do MET nessa pesquisa foi a visualização da morfologia após
síntese e intercalação, formato e tamanho da nano prata produzida.
A análise foi realizada no Centro de Microscopia da UFPR utilizando um
Microscópio Eletrônico de Transmissão modelo JEOL JEM 1200EX-II, a amostra foi
depositada em um grid de cobre revestido com carbono e submetida a temperatura
ambiente e aplicação de 120 kV.
37
4.2.1.8 Potencial Zeta
É uma análise que mede a diferença de potencial entre o meio de dispersão e
a camada de solvente existente ao redor da partícula dispersa. Partículas que
apresentam um potencial zeta maior ou igual a 30 mV e menor ou igual a -30 mV,
são eletricamente estáveis, ou seja, não haverá tendência à agregação. Potenciais
zetas que são próximos a zero, possuem forças atrativas que excedem as forças
repulsivas, o que gera agregação das partículas (AMRITKAR et al, 2011).
Por meio do potencial zeta foi possível identificar se a caulinita agiu como
bom estabilizante na nano prata, evitando sua agregação.
A análise foi realizada em triplicata com o equipamento Stabino Particle Metric
modelo PMX 400 Stabino control software 2.00.27.02, no laboratório de
Biopolímeros (Biopol) do departamento de Química da UFPR.
4.2.2 Análises Antimicrobianas
Com a finalidade de avaliação do incorporado como agente antimicrobiano
sobre a bromidrose, foram realizados testes de difusão em ágar e determinação da
concentração mínima inibitória por microdiluição (MIC), utilizando o microrganismo
Staphylococcus epidermidis ATCC 11228, um dos causadores de mau odor nas
regiões quentes do corpo humano.
Foram avaliadas a capacidade antimicrobiana das seguintes amostras: base
de creme puro, base de creme contendo o incorporado como ativo em três
concentrações (0,1; 0,3 e 0,5 %) e a base de creme contendo nitrato de prata, que é
o ativo que dermatologistas e farmácias de manipulação utilizam em seus produtos
na concentração de 0,5 % (ALIAGA, 1998), afins de comparação.
As análises foram realizadas nos laboratórios de Química da UFTPR-PB.
4.2.2.1 Teste de Difusão em Ágar
Seu princípio baseia-se na difusão de um antimicrobiano adicionado em um
poço no ágar que possui microrganismo inoculado na superfície do poço. Há a
formação de um halo de inibição na região onde houve a difusão do antimicrobiano.
É um método qualitativo, que permite classificar a amostra bacteriana em suscetível
(S), intermediária (I) ou resistente (R) ao antimicrobiano (SEJAS et al., 2003). Halos
38
com diâmetro maior ou de até 3 mm são considerados suscetíveis, entre 2 a 3 mm
de diâmetro são intermediários, e com diâmetro igual ou menor que 2 mm são
resistente (OSTROSKY et al., 2007).
A atividade antimicrobiana pelo método de difusão em ágar foi determinada
conforme descrito por Clinical & Laboratory Standards Institute (CLSI, 2012), com
algumas modificações.
Nesse método, foram feitos 3 poços de 6 mm de diâmetro nas placas de Petri
contento aproximadamente 25 mL do ágar Mueller-Hinton, preparado segundo as
especificações do fabricante do meio. A cada poço foram adicionados 10 µL das
amostras a serem comparadas. Uma suspensão do microrganismo Staphylococcus
epidermidis, previamente padronizada por escala de MacFarland 0,5 (108
células/mL) foi inoculado no meio de cultivo por spread plate utilizando swabs
esterilizados. Como controle negativo foi empregado solução salina 0,9%. E como
controle positivo o antimicrobiano Tetraciclina na concentração de 1 mg/mL. Fez-se
em triplicata. As placas foram incubadas em estufa bacteriológica a uma
temperatura de 35 ± 2 °C por 24 h. Após esse período, os diâmetros dos halos de
inibição foram medidos em mm com auxílio de um paquímetro e os resultados
expressos em mm foram interpretados nas categorias sensível, intermediário ou
resistente.
4.2.2.2 Determinação da Concentração Mínima Inibitória por Microdiluição (CMI)
É uma técnica considerada quantitativa, pois é capaz de determinar a menor
concentração de agente antimicrobiano capaz de inibir visivelmente o crescimento
dos microrganismos (KUPER et al., 2009). É determinada após um período de
incubação, observando a partir de qual concentração do agente antimicrobiano
houve turvação do meio de cultura (JORGENSEN; FERRARO, 2009) ou pela adição
de um corante revelador como a rizasurina ou TTC, que indicam atividade celular ou
não na amostra testada.
A CMI pelo método de microdiluição foi determinada conforme descrito por
Clinical & Laboratory Standards Institute (CLSI, 2003), com algumas modificações.
Os testes foram realizados em placas de Elisa esterilizadas contendo 96 poços com
fundo redondo (em “U”). Em cada cavidade foram adicionados 100 µL de caldo
Mueller-Hinton (MH) e 100 µL da amostra nas diferentes concentrações iniciais. Em
39
seguida, foram realizadas as seguintes diluições seriadas (1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32,
1:64, 1:128, 1:256). Posteriormente, foram adicionados em cada poço 5 μL do
microrganismo Staphylococcus epidermidis, previamente padronizado em escala
MacFarland 0.5 (108 células /mL) em todos os poços, e as placas foram incubadas
por 24h a 35 ± 2 °C, sob leve agitação. Como controle negativo foi utilizada solução
salina 0,9% e como controle positivo o antimicrobiano Tetraciclina na concentração
de 1 mg/mL.
Após a incubação, foram adicionados em cada cavidade 20 µL do corante
reagente resazurina (0,01%) afim de se verificar a presença de células viáveis. Após
2h em repouso, foi realizada a leitura para verificar inibição ou não do microrganismo
testado, ou seja, determinação da concentração mínima inibitória (CMI). O
desenvolvimento de coloração avermelhada ao meio de cultivo, indicou que o
microrganismo não foi inibido pela amostra testada (negativo para inibição). Por
outro lado, a manutenção da coloração azul no meio de cultivo, indicava inibição do
microrganismo pelo composto testado (positivo para inibição). Para a determinação
da concentração mínima bactericida (CBM), o material dos poços que apresentaram
resultados para inibição dos microrganismos, foram repicados para placas de Petri
contendo ágar Mueller-Hinton e incubados novamente em estufa bacteriológica à 35
± 2 °C por 24 horas. A ausência de crescimento após incubação indicou efeito
bactericida e a presença indicou efeito bacteriostático.
4.2.3 Caracterização da Base de Creme Contendo o Incorporado
A base de creme contendo o incorporado que obteve maior efeito
bacteriostático nas análises antimicrobianas foi avaliado pelas técnicas de potencial
hidrogeniônico e irritabilidade dérmica primária, acumulada e sensibilização, afim de
identificar se este causaria algum tipo de reação ou alteração na pele ao ser
utilizado.
4.2.3.1 Determinação do pH
É o logaritmo negativo da concentração molar de íons de hidrogênio.
Representa a acidez ou a alcalinidade de um produto. A escala de pH varia de 1
(ácido) a 14 (alcalino), sendo que o valor 7 é considerado neutro (ANVISA, 2008).
40
O pH foi determinado por potenciômetro, calibrado, pela determinação da
variação de potencial entre os eletrodos de referência e o de medida, que foram
imersos na amostra analisada, com o objetivo de comparação ao pH natural da pele.
A leitura foi realizada em triplicata nos laboratórios de Química da UTFPR-PB.
4.2.3.2 Avaliação da Irritabilidade Dérmica Primária, Acumulada e Sensibilização
A avaliação da irritabilidade dérmica primária, acumulada e sensibilização foi
realizada por meio da empresa IPclin – Instituto de Pesquisa Clínica Integrada Ltda,
localizada na Rua Leonardo Cavalcante, 314, Centro de Jundiaí – SP, CEP 13201-
013.
Essa técnica tem como objetivo verificar se o uso da base de creme contendo
como agente antimicrobiano o incorporado causa algum tipo de irritação dérmica.
Testes realizados com seres humanos são regulamentados segundo leis, que
tem o objetivo de proteger e resguardar os participantes. No, Brasil estas pesquisas
são permitidas desde que possuam os protocolos aprovados por uma Comissão de
Ética Médica e sigam os preceitos da Declaração de Helsinque e da Resolução
466/12 do Conselho Nacional de Saúde (em anexo os preceitos). A empresa IPclin
está de acordo com essas leis.
Foram incluídos ao teste, 60 participantes, de ambos os sexos, com faixa
etária entre 18 e 65 anos, com foto tipo de I a IV (tabela de foto tipo em anexo). O
teste teve uma duração de seis semanas. E estes deveriam seguir as seguintes
exigências durante o estudo: não estar grávida, amamentando ou com intenção de
engravidar, não participar de nenhuma outra pesquisa clínica em outra instituição
proponente de pesquisa, não molhar ou retirar o adesivo, evitar roupas justas no
local de teste para evitar retirar o adesivo e causar irritação, se houvesse qualquer
modificação nos seus hábitos, comunicar para melhor interpretação dos resultados,
evitar exposição solar intensa, evitar banhos de piscina, mar e banheira, não usar
qualquer tipo de produto (desodorante ou antiperspirante, talco, óleo para banho,
cremes, loções, perfumes, colônias e medicações tópicas) nas áreas próximas à do
teste, não alterar hábitos cosméticos, de higiene, de dieta e de exercícios, não
alterar o tratamento hormonal, nem o método contraceptivo medicamentoso, não
utilizar medicações de uso tópico ou sistêmico: qualquer anti-inflamatório;
antialérgicos; imunossupressores (medicamentos que bloqueiam a resposta do
41
sistema de defesa), não utilizar vitamina A ácida e seus derivados e não realizar
tratamento estético, com esteticista ou médico dermatologista.
Foi empregado o teste de contato (patch test), onde o produto e o controle
foram aplicados sob apósito semi-oclusivo no dorso dos participantes, no lado direito
ou esquerdo (de acordo com a randomização). O teste de contato permaneceu na
pele durante 48 horas, sendo retirado após esse tempo para leitura de sinais clínicos
e questionamento das sensações de desconforto pelo médico dermatologista. Após
a leitura, novo apósito foi colocado, mantendo-se os produtos na mesma posição.
42
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 Caracterização dos Incorporados
Na sequência serão abordadas as técnicas utilizadas para a caracterização
da nano prata incorporada em caulinita.
5.1.1 Difratometria de Raios X (DRX)
Na Figura 7, são apresentados os difratogramas de raios X da caulinita in
natura e dos incorporados obtidos, AgK e AgKDMSO. Referente a caulinita in
natura, a Figura 7a, evidencia picos característicos do argilomineral, de acordo com
a ficha cristalográfica número 01-079-1570 do ICDD (International Center of
Difraction Data). Estes são encontrados em aproximadamente 12,37º e 24,88º de 2θ
e correspondem às reflexões do plano d(001) e d(002), respectivamente, enquanto
que o sinal em aproximadamente 20,35º de 2θ refere-se ao plano d(020). Já os
demais picos nos valores de 34,92°, 35,96° e 37,67°, 38,43°, 39,25° e 46,82° de 2θ
também são característicos da caulinita in natura, mas podem variar em decorrência
da região de onde a caulinita foi extraída e de sua composição (MORAES;
MACHADO; PERGHER, 2003; PANDA et al., 2010; SAHNOUN; BOUAZIZ, 2012;
AYODELE, 2013).
Observaram-se dois picos intensos no incorporado AgK (Figura 7b) em
aproximadamente 12,41° e 24,93°, e no incorporado AgKDMSO (Figura 7c) em
12,37° e 24,78°, que representam respectivamente, reflexões do plano em d(001) e
d(002) característicos da caulinita in natura. Ainda, nota-se que na amostra
AgKDMSO, ocorreu um alargamento dos sinais e diminuição da intensidade do
primeiro pico, sugerindo que houve uma diminuição em sua cristalinidade.
Os valores calculados do espaçamento interplanar basal do primeiro plano
pela Lei de Bragg da caulinita in natura e dos incorporados encontram-se na Tabela
2. Evidencia-se que estes não sofreram alterações significativas em relação ao
distanciamento basal teórico da caulinita que é de 7 nm. A não alteração desse
espaçamento nas amostras AgK e AgKDMSO indica que a nano prata está apenas
incorporada à superfície do argilomineral, ou seja, não ocupou o espaço interlamelar
da caulinita in natura. O pico relativo a intercalação do DMSO não é visualizado no
gráfico abaixo, pois o dimetilsulfóxido foi arrastado com lavagem por etanol.
43
Figura 7- Difratograma de Raio X a) da caulinita in natura b) AgK e c) AgKDMSO. Fonte: Autoria própria (2020)
Tabela 2 - Espaçamento basal da caulinita in natura e dos incorporados AgK e AgKDMSO.
Amostra Espaçamento basal (Å)
K 7,1543 AgK 7,1545
AgKDMSO 7,1518 Fonte: Autoria própria (2020)
Pesquisadores relataram picos referentes a prata em 38,5°, 44,9°, 63,9° e
76,8° de 2ϴ correspondentes, respectivamente, as reflexões de plano d(111),
d(200), d(220) e d(312) (GARCIA-BARRASA et al., 2011; XU et al., 2011; GASHTI;
ALMASIAN, 2012; PATAKFALVI; OSZKÓ; DÉKÁNY, 2003;). A Figura 8 apresenta a
expansão da região onde os picos característicos da prata são relatados, estes não
foram observados nos incorporados (Figura 8b-c), o que sugere que a nano prata se
encontra em baixas concentrações nas amostras ou que seu tamanho é pequeno
para ser detectado pela técnica de difratometria de raios X.
44
Figura 8 - Difratograma de raios X, expansão da região de 30 a 80º de 2θ das amostras a) caulinita in natura b) AgK e c) AgKDMSO.
Fonte: Autoria Autoria própria (2020)
5.1.2 Infravermelho com Transformada de Fourier (IV)
O espectro de IV da caulinita in natura (Figura 9) exibe bandas de absorção
em 3697, 3669 e 3652 cm-1 que são características do estiramento das hidroxilas
superficiais da caulinita e em 3620 cm-1 que são características do estiramento das
hidroxilas internas da caulinita (CABAL et al., 2010; CHENG et al., 2012).
Os sinais em 1115 cm-1 e 647 cm-1 são atribuídos ao estiramento simétrico Si-
O, enquanto os sinais em 470 cm-1 e 421 cm-1 são característicos de deformação
angular do plano Si-O. As bandas de absorção em 1031 cm-1 e 1001 cm-1 referem-
se às vibrações planar do grupo Si-O-Si, enquanto que os sinais em 699 cm-1 e 538
cm-1 referem-se à ligação Si-O-Al (SILVERTEIN et al., 2005; HIDALGO et al., 2010;
KUTLÁKOVÁ et al., 2011; CHENG et al., 2012; LIEW et al., 2012; SILVA E SILVA;
SANTANA, 2013).
45
Figura 9 - Espectro de infravermelho da caulinita in natura. Fonte: Autoria Autoria própria (2020)
As bandas situadas em 938 cm-1 e em 912 cm-1 correspondem ao
dobramento das hidroxilas. E os sinais em 792 cm-1 e 755 cm-1 são atribuídas à
translação das hidroxilas (GARDOLINSKI; MARTINS FILHO; WYPYCH, 2003;
SILVERTEIN et al., 2005; CHENG et al., 2012).
Os espectros obtidos para os incorporados por IV são apresentados na
Figura 10. Além da diminuição da intensidade de alguns picos em relação a caulinita
in natura, notou-se também a presença do pico a 1384 cm-1, sendo esse com maior
intensidade na amostra AgK (Figura 10a) em relação a AgKDMSO (Figura 10b).
Esse pico pode ser atribuído à presença de (NO3)-1 residual da solução inicial de
AgNO3, como reportado em outro estudo (CRUZ et al., 2010).
46
Figura 10 - Espectro de infravermelho dos incorporados obtidos a) AgK e b) AgKDMSO. Fonte: Autoria Autoria própria (2020)
Picos referentes a nano prata foram identificados nos incorporados obtidos
(Figura 11b-c) em 2927 cm-1 e 2348 cm-1, estas mesmas bandas foram reportadas
por Gashti e Almasian (2012). Observa-se que no espectro referente a caulinita in
natura (Figura 11a) nessa mesma região, não há a ocorrência dos picos citados
anteriomente.
47
Figura 11 - Espectro de infravermelho com expansão da região do comprimento de onda de 3200 a 2000 cm-1 das amostras a) caulinita in natura b) AgK e c) AgKDMSO.
Fonte: Autoria Autoria própria (2020)
48
5.1.3 Análise Térmica
A caulinita in natura foi avaliada pela técnica de análise termogravimétrica
(TGA), termogravimetria derivada (DTG) e análise térmica diferencial (DTA) para a
verificação do seu comportamento térmico (Figura 12).
Figura 12 - Curvas da TGA, DTG e DTA da caulinita in natura. Fonte: Autoria Autoria própria (2020)
A caulinita in natura apresenta na curva TGA perda de água
adsorvida/absorvida em sua superfície e entre as suas lamelas em
aproximadamente 300 ºC. Um evento maior de perda de massa ocorre na faixa de
temperatura de aproximadamente 420 a 680ºC, o qual representa a desidroxilação
do material e o início da transformação em metacaulinita, associado a um pico
exotérmico na curva DTG centrado em 510 ºC. Na curva DTA observa-se o início de
um pico exotérmico próximo a 990 ºC, que é atribuído à cristalização da mulita,
formada a partir da metacaulinita (CHENG et al., 2010; PTÁČEK et al., 2010;
GARDOLINSKI; MARTINS FILHO; WYPYCH, 2003; SAHNOUN; BOUAZIZ, 2012).
A perda de massa teórica no processo de desidroxilação da caulinta é de
13,96%, considerando a composição proposta Al2Si2O5(OH)4 e formação apenas de
resíduos Al2O3 e 2SiO2 no final do tratamento térmico. Já o valor total obtido por
49
TGA foi de 13,94 %, o que atesta a grande pureza da amostra seca de caulinita in
natura utilizada.
Na Figura 13, apresentam-se as curvas de TGA, DTG e DTA dos
incorporados obtidos. Observa-se que ambas as curvas TGA (Figura 13AB) se
comportam como a curva da caulinita in natura, bem como a curva DTA, onde é
visualizado o início de um pico exotérmico aproximadamente a 1000 ºC, atribuído à
cristalização da mulita, formada a partir da metacaulinita (GARDOLINSKI; MARTINS
FILHO; WYPYCH, 2003; CHENG et al., 2010; PTÁČEK et al., 2010; SAHNOUN;
BOUAZIZ, 2012).
Figura 13 - Curvas TGA-DTA dos incorporados obtidos A) AgK e B) AgKDMSO. Fonte: Autoria própria (2020)
50
Os picos exotérmicos em DTG da Figura 13A, que se encontram
são referentes desidratação da caulinita, já o pico exotérmico centrado em 518 ºC,
que está correlacionado ao maior evento de perda de massa na curva TGA,
representa a desidroxilação do material e o início da transformação em
metacaulinita. Na Figura 13B, os picos exotérmicos na curva DTG centrados em
aproximadamente 120 ºC e 300 ºC são referentes a desidratação da caulinita, e o
pico exotérmico com início em 410 ºC até 690 ºC, centrados em 2 picos nas
temperaturas de 500 ºC e 540 ºC, correlacionado ao maior evento de perda de
massa na curva TGA, representa a desidroxilação do material e o início da
transformação em metacaulinita.
No processo de desidroxilação da caulinta na TGA da amostra AgK,
descontando-se a massa de água, foi de 13,87 %, e da amostra AgKDMSO foi de
12,74 %.
5.1.4 Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), acoplado a Espectroscopia de
Energia Dispersiva (EDS)
A análise de MEV foi realizada com os incorporados obtidos, nos diferentes
métodos químicos, a fim de verificar as alterações morfológicas na estrutura da
caulinita e a presença de AgNPs (Figura 14).
A caulinita tem como característica morfológica cristais em aspecto de floco
que se agrupam formando placas e pilhas hexagonais (GASHTI; ALMASIAN, 2012;
CAGLAR et al., 2013; SILVA E SILVA; SANTANA, 2013; BARBOSA et al., 2015).
A microscopia eletrônica de varredura mostra que não houve alterações na
morfologia do argilomineral, em ambos os métodos de síntese e incorporação
realizados. Na micrografia com ampliação de 50 mil vezes é possível visualizar
nitidamente o agrupamento da caulinita e seu empilhamento hexagonal,
corroborando com reportado na literatura anteriormente. Observa-se a ocorrência de
pontos mais claros na superfície das amostras Figura 13d, que são referentes a
nano prata, incorporadas a caulinita.
51
Figura 14 - Medidas de MEV das amostras obtidas a) Ampliação 5 mil vezes. b) Ampliação 20 mil vezes e c) Ampliação 50 mil vezes e d) Ampliação 20 mil vezes com visualização das
AgNPs. Fonte: Autoria própria (2020)
O EDS foi aplicado nas amostras, para uma comparação das suas
composições qualitativas em relação aos elementos químicos que formam a
caulinita e das AgNPs sintetizadas sobre o argilomineral. Os resultados são
apresentados na Tabela 3.
Constatou-se a presença de potássio (K) e titânio (Ti) na amostra AgKDMSO,
esses são elementos químicos que podem ser encontrados em baixa porcentagem
na composição do argilomineral, isso depende da região geográfica de onde foi
extraído (CHENG et al, 2010; GASHTI, ALMASIAN, 2012; MELO; WYPYCH, 2009).
52
Tabela 3 - Análise química relativa por espectroscopia de energia dispersiva das amostras AgK e AgKDMSO em porcentagem de massa atômica.
AMOSTRAS (% em massa atômica)
ELEMENTO AgK AgKDMSO Teste t (p valor)
O 76,49±3,80 57,19±5,44 0,2551
Al 11,73±3,15 9,82±1,28 0,1454
Si 11,39±3,24 9,40±1,23 0,1474
K -- 0,23±0,23
Ti -- 0,11±0,11
Ag 0,38±0,14 0,08±0,08 0,009 *Diferença significativa (p ≤ 0,05). Fonte: Autoria própria (2020)
Há a presença da prata em ambos os incorporados, confirmando a sua
síntese pelos métodos empregados, porém em baixa concentração, sendo
0,38±0,14 % e de 0,08±0,08 % em AgK e AgKDMSO, respectivamente. Gashti e
Almasian (2012) fizeram uso do método de fotorredução para síntese de
nanopartículas de prata em caulinita, obtendo uma porcentagem muito elevada em
relação aos resultados obtidos nessa pesquisa, 2,38, 3,62 e 4,40 % em 12, 24 e 48
h de irradiação, respectivamente, além das nanopartículas se encontrarem
intercaladas nas lamelas do argilomineral, essa diferença pode ter sido ocasionada
pela maior potência na lâmpada de irradiação UV-C utilizada, que foi de 15 W em
relação a de 5 W. Trabalhos com uso da redução química por meio do citrato de
sódio, também reportaram porcentagens maiores na síntese, estes empregaram
como agente redutor o borohidreto de sódio (CABAL et al., 2010; PATAKFALVI;
OSZKÓ; DÉKÁNY, 2003).
Os demais elementos químicos qualificados pela análise fazem parte da
composição química da caulinita (Al2Si2O5(OH)4).
Foi realizado o teste t-Student com os valores obtidos por EDS da
porcentagem dos elementos presentes a fim de verificar se existiam diferenças
significativas entre os incorporados, utilizando um nível de confiança de 95 %. Os
valores calculados para p encontram-se na Tabela 3, o teste revelou que existe
diferença significativa entre a porcentagem de nano prata sintetizada nos
incorporados, sendo a maior síntese na amostra AgK.
5.1.5 Espectroscopia de Reflectância Difusa na Região do UV-Vis (DRS-UV-Vis)
A análise de band-gap teve a finalidade de determinar a energia de
fotoativação da caulinita in natura e dos incorporados. A Tabela 4 apresenta os
53
valores calculados a partir da extrapolação da região linear dos espectros de UV-Vis
de reflectância difusa contidos no gráfico da Figura 15.
Tabela 4 - Valores calculados do band-gap para as amostras AgK e AgKDMSO.
Amostra Gap (eV)
Caulinita in natura 3.20
AgK 3,42
AgKDMSO 3,53
Fonte: Autoria própria (2020)
Figura 15 - Cálculo do band-gap dos incorporados obtidos utilizando o método de Kubelka-Munk A) Caulinita in natura B) AgK e C) AgKDMSO.
Fonte: Autoria própria (2020)
Segundo Cavalcante e seus colaboradores (2013), um material apresenta boa
atividade fotocatalítica e é semicondutor quando o band-gap se encontra entre 0 e
4,0 eV. Observando os valores reportados (Tabela 4) dos gaps calculados, é
evidente que tanto a caulinita in natura, quanto os incorporados obtidos apresentam
boa atividade fotocatalítica.
54
5.1.6 Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-
OES)
Por meio da espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente
acoplado foi quantificado as nano prata contidas na caulinita. Os valores encontram-
se na Tabela 5.
Tabela 5 – Espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado da nano prata em caulinita nas amostras AgK e AgKDMSO.
Amostra Resultado (mg/g) Resultado (mmol/100g)
AgK 6,4218 5,9534
AgKDMSO 3,6264 3,3619
Fonte: Autoria própria (2020)
A concentração de nano prata sintetizada é baixa em ambas as amostras,
mas observa-se que em AgK há maior quantidade de nano prata incorporadas no
argilomineral, em relação a AgKDMSO, sendo respectivamente, 6,4218 mg/g,
3,3619 mg/g de nano prata por grama de caulinita. Esse resultado corrobora com os
resultados obtidos na análise da espectroscopia de energia dispersiva, onde a
concentração de nano prata observada também foi maior na amostra AgK,
sugerindo que a síntese foi mais eficiente pelo método químico de fotorredução.
5.1.7 Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET)
A aparência morfológica das amostras de caulinita contendo AgNPs
sintetizadas, foi observada por meio da análise de microscopia eletrônica de
transmissão, na qual a caulinita não apresenta mudança em sua morfologia, que é
pseudo-hexagonal (SILVA E SILVA; SANTANA, 2013), e as AgNPs apresentaram-
se relativamente esféricas com tamanhos variados em ambos os métodos de
síntese e incorporação, conforme as micrografias apresentadas na Figura 16.
Através das micrografias foi possível medir o tamanho da nano prata
sintetizada pelos métodos químicos. Na amostra AgK o diâmetro medido foi de
9,51±1,94 nm, e na amostra AgKDMSO de 8,21±4,29 nm. Tamanhos de nano prata
sintetizados por fotorredução por outros pesquisadores são entre 77 e 97 nm
(GASHTI; ALMASIAN, 2012), essa diferença pode ser relacionada como
55
anteriormente pelo uso de uma lâmpada de irradiação UV-C com maior potência. Já
pesquisas onde as nanopartículas foram sintetizadas por redução química relatam
diâmetros de 2,2 nm (GORUP et al., 2011), 12±7 e 30±15 nm (CABAL et al., 2010),
entre 7 e 20 nm (CHOU; REN, 2000), entre 6 e 16 nm (SANTANA; GOMES;
MARCONE, 201).
Figura 16 - Imagens obtidas por MET das amostras de caulinita incorporadas com AgNP, ampliação de 200 nm a) AgK b) AgKDMSO c) AgK e d) AgKDMSO. Com ampliação de 100 nm
e) AgK e f) AgKDMSO. Fonte: Autoria própria (2020)
Na referente pesquisa a obtenção de nanopartículas menores e esféricas foi
de grande interesse, pois quanto menor a área superficial da partícula, maior
interação e maior poder antimicrobiano (PAL et al., 2007; TRAN et al., 2013).
Ainda, correlacionando os cálculos da morfologia cristalográfica das amostras
incorporadas por meio da Difração de Elétrons em Área Selecionada (SAED) com os
dados destes parâmetros da ficha cristalográfica da caulinita in natura, número 01-
56
079-1570 do ICDD (International Center of Difraction Data), observa-se que os
valores dos parâmetros são muito próximos, evidenciando junto com o cálculo do
distanciamento interlamelar que não ocorreu mudança na morfologia da caulinita
após a síntese e que ocorreu a incorporação da nano prata sob o argilomineral e
não a sua inserção entre as lamelas (Figura 17) (Tabela 6).
Figura 17 - Difração de Elétrons em Área Selecionada a) Padrão de Ouro. b) AgK e c)
AgKDMSO
Fonte: Autoria própria (2020)
Tabela 6 - Comparação dos parâmetros cristalográficos da caulinita in natura e as amostras AgK e AgKDMSO.
Amostra
Parâmetro Caulinita in natura AgK AgKDMSO
a (Å) 5,155 5,164 5,147
b (Å) 8,941 8,944 8,915
Fonte: Autoria própria (2020)
57
5.1.8 Potencial Zeta
Os valores de potencial zeta lidos para a caulinita in natura e os incorporados
encontram-se na Tabela 7, estes apresentaram carga superficial menor que –30,0
mV, ou seja, são providos de boa estabilidade, o que impede a
agregação/aglomeração das AgNPs presentes (BALLOTTIN, 2014; SOARES, 2014).
Observa-se que ao incorporar a nano prata no argilomineral a carga superficial
aumenta e a amostra AgK, a qual possui maior concentração de prata e menor
tamanho relatado anteriormente, expôs maior valor em módulo de potencial zeta,
sugerindo um sistema de nanopartículas mais estáveis do que na amostra
AgKDMSO.
Tabela 7 - Medidas de potencial zeta da caulinita in natura e dos incorporados AgK e AgKDMSO.
Amostra Potencial Zeta (mV)
Caulinita in natura -31,21c ± 0,54b
AgK -39,03a ± 0,66a
AgKDMSO -32,86b ± 0,09b
Letras diferentes na coluna representa diferença significativa pelo teste de Tukey (p≤0,05).
Fonte: Autoria própria (2020)
Ainda a boa estabilidade obtida nos incorporados irá influenciar em sua
utilização como ativo antimicrobiano, pois a nano prata depende da sua estabilidade,
do seu estado de aglomeração, tamanho e forma, uma vez que estes interferem na
sua interação com a bactéria (PAL et al., 2007; SHRIVASTAVA et al., 2007).
O teste de Tukey foi aplicado com a finalidade de identificar se existiam
diferenças significativas entre os potenciais zetas lidos para a caulinita in natura e os
incorporados AgK e AgKDMSO, com um nível de confiança de 95 %. Os resultados
(Tabela 7) evidenciam que existem diferenças significativas entre as três amostras,
quanto menor for a carga superficial a partir de –30,0 eV, mais estável a amostra
será.
58
5.2 Análises Antimicrobianas
5.2.1 Difusão em Ágar
A atividade antimicrobiana das AgNPs contidas no argilomineral, usado como
ativo no creme foi testada por meio do teste de difusão em ágar com o
microrganismo Staphylococcus epidermidis ATCC 11228. A leitura dos halos, e a
classificação, encontram-se na Tabela 8, abaixo.
Tabela 8 – Diâmetros dos halos obtidos pelo teste de difusão em ágar e sua classificação com as amostras: tretraciclina, NaCl 0,9 %, base de creme puro, AgNP 0,1, 0,3 e 0,5 % e nitrato de
prata 0,5 %.
Amostra Diâmetro (mm) Classificação
NaCl 0,9 % 0 R
Tetraciclina 30,3a±0,08 S
Creme puro 0 R
AgNP 0,1 % 4,4c±0,43 S
AgNP 0,3 % 8,5b±0,41 S
AgNP 0,5 % 9,7b±0,47 S
AgNO3 0,5% 8,4b±0,43 S
*R-Resistente e S-Suscetível. Letras diferentes na coluna representa diferença significativa pelo teste de Tukey (p≤0,05).
Fonte: Autoria própria (2020)
Halos com diâmetro maior ou de até 3 mm indica que o microrganismo
avaliado é suscetível (S) ao agente antimicrobiano testado. Halos com diâmetros
entre 2 a 3 mm são intermediários (I) e com diâmetro igual ou menor que 2 mm são
resistentes (R) (OSTROSKY et al., 2007). Os resultados evidenciam a eficácia da
nano prata como agente antimicrobiano, visto que para todas as concentrações
testadas, foram observados halos de inibição maiores que 3 mm. Quanto maior a
concentração de nano prata no incorporado, maior o halo de inibição.
Comparando as amostras contendo nano prata como ativo antimicrobiano e o
nitrato de prata a 0,5 %, a amostra AgNP 0,3 % é equivalente, seu halo de inibição é
de 8,5±0,41 e o halo da amostra com nitrato de prata, 8,4±0,43. Lara e seus
colaboradores (2011) constataram que a nano prata vem se mostrando mais
eficiente que os íons de prata pertencentes ao nitrato de prata, quando aplicada
contra patógenos. Nanopartículas de menor tamanho têm alta área de superfície em
59
relação a partículas em escala micro e macroscópica, ou seja, são mais eficazes em
menores concentrações, principalmente nanopartículas esféricas, que atacam
diretamente a superfície da membrana celular bacteriana e conseguem se instalar
dentro da bactéria (KLABUNDE; RICHARDS, 2001; CHOI et al., 2008; WIJNHOVEN
et al., 2009).
O teste de Tukey foi aplicado com a finalidade de identificar se existem
diferenças significativas entre os resultados obtidos para a difusão em ágar para o
controle positivo (tetraciclina), base de creme contendo o incorporado com nano
prata 0,1, 0,3 e 0,5 % e a base de creme contendo nitrato de prata 0,5 %, com um
nível de confiança de 95 %. Os resultados (Tabela 8) evidenciam que existem
diferenças significativas entre o controle positivo e a amostra AgNP 0,1 %, com as
demais amostras, porém entre AgNP 0,3 %, AgNP 0,5 % e AgNO3 0,5 % não
existem diferenças significativas.
5.2.2 Determinação da Concentração Mínima Inibitória por Microdiluição (CMI)
A determinação da concentração mínima inibitória por microdiluição,
determinou a menor concentração das AgNPs capaz de inibir e/ou matar,
visivelmente o crescimento do microrganismo Staphylococcus epidermidis. A Figura
17, mostra as diluições feitas antes da incubação e após a incubação e adição do
corante, o qual indicou a atividade celular ou não.
Figura 18 - Concentração Mínima Inibitória por Microdiluição A- Antes da incubação B- Após a incubação e adição do corante rizasurina.
Fonte: Autoria própria (2020)
Na Tabela 9, encontra-se a leitura obtida do CMI, nas diluições realizadas.
60
A análise evidenciou que o creme contendo a nano prata incorporada em
caulinita é um inibidor de Staphylococcus epidermidis ATCC 11228 em todas as
concentrações testadas, porém, quanto maior a concentração, maior número de
diluições a inibição abrangia. Ainda, observa-se que a inibição antimicrobiana de 0,5
% de AgNP e 0,5 % de AgNO3, se equivalem.
A base de creme puro apresentou inibição na diluição 1:2, isso ocorreu devido
a bases de creme comerciais possuir em sua formulação conservantes, porém nas
demais diluições não apresentou inibição, sugerindo o uso de um conservante fraco.
O efeito inibitório foi complementado pela classificação do efeito
bacteriostático ou bactericida das diluições que apresentaram inibição. Na Tabela
10, encontram-se os resultados dos testes que são bactericidas.
Observou-se que dentre todas as concentrações e diluições que inibiram o
crescimento do Staphylococcus epidermidis ATCC 11228, apenas a amostra AgNP
0,5 % e AgNO3 0,5 % possuem efeito bactericida, ou seja, matam o microrganismo,
sendo que a amostra contendo nano prata, demonstra esse efeito maior em relação
a AgNO3 0,5 %. A nano prata é mais reativa por apresentar propriedades físico-
químicas únicas, e o aumento de suas propriedades catalíticas a torna mais tóxica
aos microrganismos do que em escala macroscópica (Fernandes, 2010). As demais
concentrações e diluições testadas possuem efeito bacteriostático, ou seja, apenas
inibiram o crescimento do Staphylococcus epidermidis ATCC 11228.
Santana, Gomes e Marcone (2015) também relataram a eficiência da nano
prata sobre o microrganismo Staphylococcus epidermidis. Outras pesquisas
trouxeram relatos positivos sobre diversos microrganismos, tais como, Escherichia
coli JM 110, Micrococcus luteus e Issatchenkia orientalis (CABAL et al., 2010),
Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442, Staphylococcus aureus ATCC 6538 e
Enterococcus faecalis ATCC 29212 (JOU; MALEK, 2016), entre outros.
Após a leitura do efeito bacteriostático e bactericida foi identificado a
concentração mínima inibitória (Tabela 11), que é a mais baixa concentração das
amostras responsáveis por limitar o crescimento visível do microrganismo
Staphylococcus epidermidis ATCC 11228.
61
Tabela 9 - Leitura das diluições realizadas após incubação das amostras: Base de creme puro, base de creme contendo 0,1, 0,3 e 0,5 % de nano prata em caulinita e base de creme contendo
0,5 % de nitrato de prata.
Diluições
Amostra 1:2 1:4 1:8 1:16 1:32 1:64 1:128 1:256
NaCl 0,9 % NI NI NI NI NI NI NI NI
Tetraciclina I I I I I I I I
Creme puro I NI NI NI NI NI NI NI
AgNP 0,1 % I I I I NI NI NI NI
AgNP 0,3 % I I I I I NI NI NI
AgNP 0,5 % I I I I I I I I
AgNO3 0,5% I I I I I I I I
* I- Atividade inibitória NI- Não inibiu. Fonte: Autoria própria (2020)
Tabela 10 – Leitura do efeito bactericida das amostras: tetracilcina, base de creme puro, base de creme contendo 0,1, 0,3 e 0,5 % de nano prata em caulinita e base de creme contendo 0,5 %
de nitrato de prata.
Diluições
Amostra 1:2 1:4 1:8 1:16 1:32 1:64 1:128 1:256
Tetraciclina M M M I I I I I
Creme puro I NI NI NI NI NI NI NI
AgNP 0,1 % I I I I NI NI NI NI
AgNP 0,3 % I I I I I NI NI NI
AgNP 0,5 % M M I I I I I I
AgNO3 0,5% M I I I I I I I
*M- Efeito bactericida I- Efeito bacteriostático NI- Não inibiu. Fonte: Autoria própria (2020)
Tabela 11 - Concentração mínima inibitória das amostras: tetraciclina, base de creme puro, base de creme contendo0,1, 0,3 e 0,5 % de nano prata em caulinita e base de creme contendo
0,5 % de nitrato de prata.
Amostra CMI
Tetraciclina 1:16
Creme puro 1:2
AgNP 0,1 % 1:2
AgNP 0,3 % 1:2
AgNP 0,5 % 1:8
AgNO3 0,5% 1:4
Fonte: Autoria própria (2020)
62
5.3 Caracterização do Creme para Possível Prevenção da Bromidrose
Levando em conta os resultados obtidos na síntese da nano prata e sua
incorporação em Caulinita, por ambos os métodos, sua caracterização e análises
antimicrobianas. Foi utilizado para a caracterização do creme para possível
prevenção da bromidrose a concentração de 0,5 % de nano prata em caulinita.
5.3.1 Determinação do pH
Os valores lidos de pH para a base de creme puro e o creme contendo 0,5 %
de nano prata, são encontrados na Tabela 11.
Tabela 12 - Valores obtidos de pH para a base de creme puro e a base de creme contendo 0,5 % de nano prata em caulinita.
Amostra pH
Creme Puro 5,34 ± 0,005
AgNP 0,5 % 4,79 ± 0,012
Test t (p valor) <0,001
*Diferença significativa (p ≤ 0,05). Fonte: Autoria própria (2020)
Os valores de pH tanto a base de creme puro, quanto o creme contendo 0,5%
de nano prata em caulinita, estão dentro da faixa permitida e segura para
cosméticos, não causando irritação dérmica por sua utilização. O pH varia em
função de sua aplicação em cosméticos. Produtos que possuem contato prolongado
com a pele devem ter um pH entre 4,0 a 7,0, portanto, o pH deve se aproximar o
máximo possível do pH cutâneo, que varia de 4,5 a 5,5 (REBELLO; BEZERRA,
2001).
Foi realizado o teste t-Student entre os valores de pH lidos, a fim de verificar
se existiam diferenças significativas utilizando um nível de confiança de 95 %. O
teste verificou que existem diferenças significativas entre o pH da base de creme
puro e a base de creme contendo o incorporado com 0,5 % de nano prata em
caulinita (Tabela 11). Houve uma queda no pH da base de creme após a adição do
incorporado.
63
5.3.2 Avaliação da Irritabilidade Dérmica Primária, Acumulada e Sensibilização
A irritabilidade de um produto depende de uma série de variáveis, tais como,
os componentes que utilizaram, a concentração destes, absorção, quantidade
aplicada, estado da pele, modo e frequência de aplicação e efeito cumulativo
(DOOMS-GOOSSENS, 1993).
O teste de contato (patch test) é a principal ferramenta utilizada no
diagnóstico de reação provocada por cosmético e na pesquisa de alergenicidade.
Como os principais riscos potenciais do uso de um novo produto são a irritação, a
alergia por sensibilização, a foto toxicidade e a fotossensibilização, na pesquisa de
alergenicidade estão envolvidos os seguintes testes clínicos: irritabilidade dérmica
primária e acumulada, sensibilização cutânea, foto toxicidade e fotossensibilização.
Estes consistem em aplicações repetidas do produto na pele, e têm o objetivo de
detectar possíveis irritações ou indução de sensibilização (FISHER, 1995; KLIGMAN
& WOODING, 1967).
O resultado da análise da avaliação da irritabilidade dérmica primária,
acumulada e sensibilização enviado pela empresa contratada, IPclin, encontra-se
em anexo.
Este evidenciou que a base de creme contento o incorporado AgK como ativo
antimicrobiano não induziu processo de irritação e sensibilização cutânea, durante o
período de estudo e, portanto, suporta o apelo "Dermatologicamente testado”,
podendo ser utilizado futuramente na prevenção da bromidrose.
64
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS E PERSPECTIVAS FUTURAS
Tanto fotorredução quanto redução química revelaram ser importantes
métodos para incorporação de nano prata em caulinita, entretanto, fotorredução foi o
método que apresentou maiores concentrações de nano prata, como indicado por
ICP-OES e por EDS, e que produziu partículas mais estáveis, como evidenciado por
potencial zeta.
A morfologia do argilomineral não sofreu alterações após a síntese das nano
prata, como indicaram as técnicas de DRX, FTIR, análise térmica (TGA, DTG e
DTA), MEV e MET, além de ter agido como estabilizante
O incorporado juntamente com a base de creme, possui efeito bacteriostático
sobre o microrganismo Staphylococcus epidermidis, e por essa mistura não causar
irritabilidade na pele e nem a variação do seu pH natural, pode vir a ser utilizado
como cosmético na prevenção da bromidrose. Sugere-se a aplicação de análise
sensorial para comprovar eficácia do nanocosmetico. Essa análise seria realizada no
referente trabalho, porém a Organização Mundial da Saúde declarou situação de
pandemia de COVID-19 e como existe uma grande preocupação com os níveis de
disseminação da doença o Comitê de Ética solicitou que o início da coleta de dados
ocorresse após cessarem os alertas de contenção.
E por possuir atividade catalítica, recomenda-se o futuro estudo do
incorporado como por exemplo, na catálise heterogênea.
65
REFERÊNCIAS
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ANEXO 1 – DECLARAÇÃO DE HELSINQUE
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ANEXO 2 - RESOLUÇÃO Nº 466, DE 12 DE DEZEMBRO DE 2012
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ANEXO 3 – TABELA DE CLASSIFICAÇÃO FOTOTIPOS FITZPATRICK
Fonte: Tabela adaptada do livro Cancer of de Skin.
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ANEXO 4 – LAUDO DA AVALIAÇÃO DE IRRITABILIDADE DÉRMICA PRIMÁRIA,
SECUNDÁRIA E SEMSIBILIZAÇÃO
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![NBR 5181 NB 318 - Iluminacao de Tuneis[1]](https://img.document.onl/doc/110x75/5571fec249795991699c0a7c/nbr-5181-nb-318-iluminacao-de-tuneis1.jpg)
