Ramnolipídeos: desenvolvimento de biorreator e funcionalização de biocurativo de celulose bacteriana
Data
2022-09-30
Autores
Conceição, Karen Stefany
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Resumo
Biomateriais são materiais destinados a avaliar, melhorar, tratar, aumentar ou substituir qualquer tecido, órgão ou função do corpo, de forma parcial ou total. A celulose bacteriana (CB) é um biopolímero sintetizado por algumas bactérias aeróbias, que forma uma rede de nanofibras quimicamente puras, não tóxicas e biocompatíveis. As membranas de celulose bacteriana são utilizadas como curativo, servindo de barreira física e fornecendo umidade ideal tanto para feridas secas como exsudativas. No entanto, na ausência de funcionalização, não apresentam atividade antimicrobiana, o que restringe, pelo mesmo parcialmente, o espectro de utilização. Estratégias de funcionalização de CB com moléculas que apresentem propriedades farmacológicas (e.g., atividade antimicrobiana), tanto por interações físicas como por ligações químicas, vêm sendo testadas. Os ramnolipídeos (RL) são biossurfactantes glicolipídicos naturais de alta performance tensoativa, biodegradáveis e que apresentam ainda, atividade cicatrizante e antimicrobiana sobre bactérias Gram-positivas, Gram-negativas, fungos e leveduras. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver dois protótipos: (i) um biorreator de bancada para produção de ramnolipídeos por fermentação estática em suporte de membrana de celulose bacteriana e (ii) um curativo biocompatível e biofuncional com a incorporação de ramnolipídeos a membrana de celulose bacteriana (CB-RL). Os experimentos de produção de ramnolipídeos, pelo protótipo de biorreator de bancada desenvolvido, sugeriram um potencial de ampliação de escala tanto por empilhamento como por incrementos no diâmetro das “unidades de cultivo”. Adicionalmente, os resultados indicaram a não necessidade de sistema de aeração forçada e a utilização de extrato aquoso de torta de milho promoveu um incremento de 4 vezes produção. O protótipo de curativo (CB-RL) foi submetido a análises de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier que indicaram a presença da estrutura ramnolipídica, com anéis ramnose e longas cadeias de hidrocarbonetos. Análises de microscopia eletrônica de varredura mostraram que a incorporação de ramnolipídeos nas membranas não alterou a estrutura da rede de nanofibras, enquanto, análises termogravimétricas indicaram que a presença destes não afetou a estabilidade térmica das membranas. Cultivo celulares mostraram que células epiteliais aderiram, cresceram e se proliferaram sobre a membrana com o biossurfactante, sugerindo ausência de efeito citotóxico das membranas modificadas. Análises, in vivo, do efeito terapêutico do protótipo de curativo, foram analisados na rotina cirúrgica do Hospital Veterinário da UEL, mostraram boa granulação do tecido, ausência de infecção e rápida cicatrização. O presente trabalho reportou o desenvolvimento de um protótipo de biorreator de fermentação estática, em escala de bancada, com potencial de escalonamento - em um processo simples e de baixo custo operacional; e um biomaterial alternativo para a área biomédica (CB-RL), obtido por fontes naturais, biocompatível e com potencialmente curativo de feridas contaminadas
Descrição
Palavras-chave
Celulose bacteriana, Ramnolipídeos, Biomateriais, Biomédica, Biorreator, Biomoléculas, Biopolímeros, Biotecnologia