Projetando um novo alginato

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 7213 (2022) Citar este artigo

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A cicatrização de feridas é um processo complexo e a cicatrização rápida necessita de um microambiente adequado. Portanto, o design e a fabricação de um curativo eficaz é uma inovação impressionante no campo da cicatrização de feridas. O curativo fabricado neste cenário foi projetado usando uma combinação de materiais coagulantes e antibacterianos apropriados, como fibrinogênio (como agente coagulante), nisina (como agente antibacteriano), ácido etilenodiaminotetracético (como agente antibacteriano) e alginato. (como agente de cicatrização de feridas). A caracterização biofísica mostrou que a interação do fibrinogênio e do alginato estava associada a pequenas alterações na estrutura secundária da proteína. Estudos conformacionais mostraram que a proteína era estruturalmente estável a 42 °C, que é a temperatura máxima da ferida infectada. Foram avaliadas as propriedades do hidrogel como inchaço, resistência mecânica, liberação de nisina, atividade antibacteriana, citotoxicidade, porosidade do gel e coagulação sanguínea. Os resultados mostraram uma liberação lenta da nisina durante 48 horas. Estudos antibacterianos mostraram um efeito inibitório no crescimento de bactérias Gram-negativas e Gram-positivas. O hidrogel também foi capaz de absorver uma quantidade considerável de água e proporcionar oxigenação e incorporação do fármaco em sua estrutura devido à sua porosidade suficiente. A microscopia eletrônica de varredura mostrou tamanhos de poros de cerca de 14–198 µm no hidrogel. Estudos de viabilidade celular indicaram alta biocompatibilidade do hidrogel. O teste de coagulação sanguínea também confirmou a eficácia do hidrogel sintetizado na aceleração do processo de formação de coágulos sanguíneos. Estudos in vivo mostraram taxas mais altas de cicatrização de feridas, reepitelização e deposição de colágeno. De acordo com as descobertas de estudos in vitro e in vivo, o hidrogel projetado pode ser considerado um novo curativo atraente para feridas após avaliações adicionais de pré-requisitos.

A pele, como maior órgão do corpo, é capaz de proteger o corpo, bem como os seus constituintes, agindo como uma barreira contra danos mecânicos e microbianos1. Conseqüentemente, danos ou feridas na pele são um grande problema médico hoje2. Uma população de quase seis milhões de pessoas em todo o mundo luta com vários tipos de feridas, o que perturba o seu estilo de vida e reduz a sua qualidade de vida. Particularmente, feridas crônicas graves e que levam mais de 12 semanas para cicatrizar estão frequentemente associadas à recorrência. Essas feridas são causadas por doenças específicas, como diabetes e doenças tumorais, além de infecções fisiológicas graves3. Portanto, o desenho de um curativo eficaz é um pré-requisito importante para aumentar a taxa de cicatrização de feridas.

Um curativo adequado deve fornecer um microambiente favorável para a cicatrização de feridas por meio de trocas gasosas adequadas com o meio ambiente, embora não seja permeável a partículas de poeira e germes. A baixa adesão ao local da ferida, bem como a fácil separação da superfície da ferida são outras características de um curativo adequado4. Até agora, foram desenvolvidos diversos curativos para feridas, incluindo hidrocolóides, filmes, espumas, hidrogéis e assim por diante. A natureza hidrofílica dos curativos de hidrogel apresenta muitos benefícios como absorção de secreção extra da ferida, proteção do ambiente úmido, penetração de oxigênio no local da ferida e redução da dor do paciente5.

Estudos recentes revelaram a capacidade de alguns biopolímeros naturais, como quitosana, colágeno e alginato, de facilitar o processo de cicatrização de feridas6,7,8,9,10. Foi demonstrado que um hidrogel complexo feito de quitosana e alginato contendo fatores de crescimento de fibroblastos/caderina endotelial vascular acelera a regeneração de feridas na pele11. Além disso, outro compósito hidrogel de quitosana-alginato contendo nisina foi desenvolvido e demonstrou ser eficaz na cicatrização de feridas agudas12. Desde a década de 1980, um grande número de curativos contendo esses dois compostos naturais foram sintetizados e utilizados no tratamento de feridas cutâneas, principalmente diabéticas, que é uma das principais causas de mortalidade global13. Como um carboidrato altamente hidrofílico, o alginato é derivado de algas marinhas marrons e de fontes bacterianas como Azotobacter e Pseudomonas. É um copolímero polianiônico contendo blocos homopoliméricos de resíduos de β-D-manuronato (M) e α-L-guluronato (G) ligados a (1,4) . Uma das propriedades mais importantes do alginato é a sua tendência para íons metálicos, o que ajuda a formar géis muito fortes16. Ressalta-se que a estrutura formada é fator determinante para o aprisionamento de células, DNA e proteínas14. Além disso, o alginato é dotado de não imunogenicidade, versatilidade química, sendo econômico, de baixa toxicidade, biodegradabilidade, biocompatibilidade, absorção única de água e notável capacidade de reticulação; estes permitiram que o alginato atraísse muita atenção em aplicações médicas, especialmente na medicina regenerativa e na cicatrização de feridas .