Nanopartículas de Pluronic®F127 recobertas com o complexo polieletrolítico quitosana/alginato de sódio contendo óleo essencial de citronela: deposição em tecido de algodão para aplicação antimicrobiana

Abstract

Este estudo relata o desenvolvimento de um sistema carreador de óleo essencial de citronela (OEC) a partir da formulação de uma nanopartícula do copolímero Pluronic®F127 revestido pelo complexo polieletrolítico (CPE) de quitosana e alginato de sódio com objetivo de proporcionar uma liberação controlada do ativo. A estabilidade do sistema de acordo com raio hidrodinâmico (Rh), potencial zeta e pH foi acompanhada ao longo de 60 dias. Embora observou-se aumento no Rh e no valor de pH, o decréscimo no potencial zeta (de 54 para 44 mV) ainda indica estabilidade. Medidas de espalhamento de luz dinâmico (DLS) em diferentes proporções de água/etanol como meio dispersivo foram importantes para confirmar o recobrimento das nanopartículas de F127 com o CPE. Análises de espectroscopia no infravermelho (FT-IR) indicaram interação da quitosana com alginato de sódio e da quitosana com o F127. O tamanho das nanopartículas avaliado por Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM) corrobora com os valores observados por DLS (Rh 100-200 nm). A eficiência de encapsulação de 80% para o OEC foi determinada por UV-Vis. O perfil de liberação avaliado em meio tampão fosfato/salino contendo 20% de etanol e em fluido de suor simulado, resultou em 74 e 81% de liberação, respectivamente, onde o mecanismo de liberação se ajustou ao modelo de Korsmeyer-Peppas indicando comportamento difusional para ambos os meios estudados. As nanopartículas foram incorporadas em tecido de algodão e para tanto, a hidrofobicidade da superfície do tecido, cujo ângulo de contato foi de 142°, foi tratada com plasma a frio de O2. As imagens de MEV mostraram que o tratamento por um minuto não foi severo à fibra e que proporcionou boa adesão das nanopartículas. Após 72 h de liberação do óleo essencial em meio de suor simulado, a liberação do ativo alcançou 50% e o teste microbiológico mostrou que o tecido foi eficiente contra o crescimento de Staphyloccocus aureus e Pseudomonas aeruginosa nas concentrações de 200 e 500 µL mL-1 de OEC e ineficiente contra o crescimento dos fungos Aspergillus niger e Trichoderma virens.

Abstract: This study relates the development of citronella essential oil carrying system (CEO) up to Pluronic®F127 copolymer nanoparticles coated with chitosan/sodium alginate polyelectrolyte complex (PEC) with the objective to promote controlled release of the active. The system stability according to hydrodynamic radio, zeta potential and pH over time sixty days, although was observed Rh and pH increase, zeta potential decrease (54 to 44 mV) still indicates stability. Dynamic Light Scattering (DLS) in different proportions of water/ethanol as a dispersive medium was important to confirm that the PEC coated the F127 nanoparticles. Infrared spectroscopy suggested chitosan/sodium alginate and chitosan/F127 interactions. The nanoparticle size evaluated by Transmission Electron Microscopy (TEM) corroborated the value observed in DLS (Rh range of 100-200 nm). Encapsulation efficiency of 80% for CEO was evaluated in phosphate buffer saline (PBS) containing 20% of ethanol and in simulated sweat fluid, achieving 74 and 81% respectively. The releasing mechanism fitted the Korsmeyer-Peppas mathematical model, indicating Fickian diffusion behavior for both studied media. In second part, the nanoparticles were incorporated in cotton textile and for this, the surface hydrophobicity, whose contact angle was 142°, was treated with O2 non-thermal plasma. Scanning Electron Microscopy (SEM) showed that 1 minute of treatment was not aggressive to the fiber and provided good adhesion of nanoparticle. After 72 h of essential oil release in sweat fluid, the releasing achieved 50% and the microbiological test suggested that the textile was efficient against Staphyloccocus aureus and Pseudomonas aeruginosa growing in 200 and 500µL mL-1 of CEO and inefficient against the fungi Aspergillus niger and Trichoderma virens growing.