Recobrimento de máscaras cirúrgicas com quitosana quaternizada visando a inativação do coronavírus e atividade antibacteriana

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Kerwald, Jonas, 1995-
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/4790
Resumo: Orientador: Marisa Masumi Beppu
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spelling Recobrimento de máscaras cirúrgicas com quitosana quaternizada visando a inativação do coronavírus e atividade antibacterianaCoating of surgical masks with quaternized chitosan aiming coronavirus inactivation and antibacterial activityCoronavírusQuitosanaBactériasCoronavirusChitosanBacteriaOrientador: Marisa Masumi BeppuDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuímicaResumo: O novo coronavírus, SARS-CoV-2, espalhou-se globalmente com rapidez desde a sua descoberta na província de Hubei, na China, em dezembro de 2019. Atualmente, com mais de 450 milhões de casos confirmados e ultrapassando a marca de 6 milhões de óbitos decorrentes da doença, o vírus continua com altas taxas de contágio em diversos países, mesmo após a vacinação em massa da população. Sabendo-se que o vírus pode manter-se estável por mais de 72 h sobre algumas superfícies, é essencial que se desenvolvam materiais e tecnologias com atividade antiviral de modo a impedir a permanência ativa do coronavírus sobre, por exemplo, máscaras e vestimentas portados por profissionais da saúde. Estes, por sua vez, necessitam de proteção contínua e, portanto, diversas técnicas de desinfecção se tornam inviáveis. Uma alternativa promissora seria recobrir tais superfícies com materiais antivirais, evitando a sua troca frequente e prolongando sua vida útil. Um desses materiais é a quitosana, polímero natural que possui atividade antibacteriana, biocompatibilidade e é atóxico. A sua quaternização, isso é, a inserção de terminais quaternários de amônio em sua estrutura, confere à quitosana atividade antiviral contra coronavírus humanos, além de aumentar sua solubilidade. Assim, a quitosana quaternizada pode ser depositada sobre máscaras de proteção para inativação viral. Neste projeto propõe-se a síntese de cloreto de n-(2-hidroxil) propil-3-trimetil amônio quitosana para posterior deposição sobre máscaras cirúrgicas de proteção de algodão e polipropileno. Tais recobrimentos visam a inativação contínua do coronavírus e atividade antibacteriana. Os materiais recobertos foram avaliados por diversas técnicas de caracterização quanto à sua química e estrutura de superfície, além de serem submetidos a ensaios de inativação viral e bacteriana. Foram obtidas amostras com graus de substituição de 59, 79 e 93%, onde verificou-se que quanto maior for esse valor, maior a solubilidade e atividade antibacteriana do composto. Todos os recobrimentos produzidos (com amostras de diferentes graus de substituição) em ambos os tecidos apresentaram alta atividade antiviral (até 99,99%), sem citotoxicidade, e foram bactericidas contra Escherichia Coli e Staphylococcus aureus. Não foram verificadas alterações na morfologia dos tecidos originais, indicando que provavelmente não há perda de sua capacidade filtranteAbstract: The novel coronavirus, SARS-CoV-2, has been quickly spread worldwide since its discovery in Hubei province of China, in December 2019. Currently, with more than 450 million confirmed cases and surpassing 6 million deaths because of the disease, the virus still finds itself with high transmission rates in several countries, even with most of the population vaccinated with at least one doses. Knowing that the virus can stay stable for over 72 h on some surfaces, it is essential for new materials and/or technologies to be developed, in order to inactivate the virus and prevent its active permanence on surfaces, such as clothing and face masks worn by health professionals. These individuals need continuous protection and, therefore, several disinfection techniques become unfeasible. A promising alternative would be to coat such components with virucidal materials, reducing the frequent change of equipment and extending its lifetime. One of these materials is chitosan, a natural polymer that possesses antibacterial activity, biocompatibility and it’s non-toxic. The quaternization of the polymer, that is, that introduction of quaternary ammonium terminals in its structure, bestow chitosan with antiviral activity against human coronaviruses, in addition to the better solubility that it acquires. Therefore, quaternized chitosan can be deposited over face masks. In the present study, it is proposed the synthesis of N-(2-hydroxypropyl)-3-trimethylammonium chitosan chloride for later deposition on materials that are used to fabricate masks (cotton and polypropylene). Such coatings aim to continuously inactivate SARS-CoV-2 and bacteria. The coated materials were evaluated by several characterization techniques according to its surface chemistry and structure, besides undergoing viral and bacterial inactivation assays. Samples with substitution degrees of 59, 79 and 93% were obtained, resulting in higher solubility and higher antibacterial activity with higher values of substitution degree. All the coatings produced (using samples with different degrees of quaternization) on both fabric materials presented high antiviral activity (up to 99.99%), with no cytotoxicity, and were bactericidal against Escherichia Coli e Staphylococcus aureus. No morphological differences were observed between the original fibers and the coated ones, indicating no loss of filtration by the masksMestradoEngenharia QuímicaMestre em Engenharia QuímicaCNPQ142649/2019-8[s.n.]Beppu, Marisa Masumi, 1972-Polakiewicz, BronislawYoshida, Cristiana Maria PedrosoUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASKerwald, Jonas, 1995-20222022-04-08T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (81 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/4790KERWALD, Jonas. Recobrimento de máscaras cirúrgicas com quitosana quaternizada visando a inativação do coronavírus e atividade antibacteriana. 2022. 1 recurso online (81 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/4790. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1244920Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-07-08T14:34:25Zoai::1244920Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2022-07-08T14:34:25Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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