Funcionalização de materiais poliméricos para aplicação da Inativação fotodinâmica em biofilmes bacterianos

• Autor(a) principal: Zangirolami, Amanda Cristina
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-28032023-100228/
• topic: Biofilm; Biofilme; Curcumin; Curcumina; Endotracheal tube; Funcionalização; Functionalization; Tubo endotraqueal

As infecções adquiridas no hospital (HAI) são frequentes principalmente devido a introdução de equipamentos médicos nos pacientes como cateteres e tubos endotraqueais. A pandemia pelo coronavírus SARS-CoV-2 agravou o número de pacientes intubados devido a forma mais severa do vírus provocar insuficiência respiratória. A intubação é realizada pela introdução do tubo endotraqueal para facilitar a troca gasosa no paciente, podendo ocorrer a formação do biofilme em sua superfície. O biofilme é uma forma estratégica e de resistência microbiana contra agentes externos, sendo de 10 a 10000 vezes mais resistentes que células planctônicas. A Pneumonia Associada a Ventilação mecânica ocorre com uma probabilidade de 5 a 40% entre pacientes com ventilação, com uma porcentagem de até metade dos pacientes acometidos evoluírem ao óbito. Afim de evitar a formação de biofilme bacterianos e logo, estabelecimento de infecções, este estudo recorreu a uma estratégia de funcionalizar materiais poliméricos recorrendo a moléculas fotossensibilizadoras para aplicação da terapia fotodinâmica para eliminar biofilmes. A terapia fotodinâmica age localmente e não apresenta relatos de resistência bacteriana na literatura. A curcumina, fotossensibilizador natural e aprovada pelo FDA, foi funcionalizada e irradiada por uma fibra difusora acoplada a um laser (450nm). O presente trabalho teve 5 focos principais: caracterizações físico-químicas, otimização da reação de funcionalização nos materiais poliméricos, otimização da terapia fotodinâmica, construção de um sistema respiratório para simular um paciente intubado e os ensaios pré-clínicos. O tubo funcionalizado revelou uma alta estabilidade, com uma lenta degradação em pHs ácidos e neutros e em temperaturas mais baixas e média. Concentrações baixas de curcumina funcionalizada resultam em uma maior disponibilidade das moléculas, e resultando em uma redução total de biofilme de S. aureus (5R, 100J/cm2) e reduções maiores de 1log em espécies como Pseudomonas aeruginosa, E. coli e Klebsiella pneumoniae e S. aureus resistente a meticilina. Testes de citotoxicidade não revelou evidências de toxicidade em células de mamíferos e o sistema respiratório construído evidenciou a aplicação do tubo funcionalizado irradiado age como uma barreira fotodinâmica, evitando que a infecção migre para o tecido pulmonar. Estudos in vivo foram realizados em modelo suínos, com intubação e ventilação por 24h, resultando em uma redução significativa de biofilme formado no tubo funcionalizado nos animais intubados, sem efeitos adversos na mucosa oral, traqueal e pulmonar.