BR102013010960A2 - Menbranas bioativas compostas de nanofibras de celulose/hidrocolóides - Google Patents
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Abstract
Membranas biotivas composta de nanofibras de celulose/hidrocolóides. A presente invenção refere-se ao desenvolvimento de membranas compreendendo uma matriz porosa biocompatível, constituída de nanofibras de celulose de origem vegetal ou bacteriana, obtidas pela desagregação mecãnica, química ou enzimática de fontes celulósicas naturais, na qual foi impregnada, através de homogeneização mecânica, uma subestrutura composta por hidrocolóides de origem natural ou sintética, a qual pode ser constituída por um único componente ou por uma mistura de dois ou mais hidrocolóides. A subestrutura citada pode conter um ou mais fármacos impregnados, por mistura ou imersão posterior em soluções dos fármacos, bem como uma camada superficial de material biocompatível como, por exemplo, colágeno ou outro hidrocolóide, depositado sobre a superfície por imersão ou aspersão por spray de solução do hidrocolóide em questão. Os produtos resultantes tem potencial como curativo externo (por exemplo, para tratamento d queimaduras e lesões ulcerosas de pele) com células ou sem células, semeadura de células para testes in vitro, para uso de matriz de implantes, para veicular bioativos, como filmes ou membranas protetoras (por exemplo, antimicrorganismos), e para veicular células para terapias regenerativas de tecidos e órgãos de mamíferos (por exemplo, humanos)
Description
MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES.
Campo da Invenção A presente invenção refere-se ao desenvolvimento de membranas compreendendo uma matriz porosa biocompatível, constituída de nanofibras de celulose de origem vegetal ou bacteriana, obtidas pela desagregação mecânica, química ou enzimática de fontes celulósicas naturais. Às membranas foi impregnada, através de homogeneização mecânica, uma subestrutura de origem natural ou sintética, a qual pode ser constituída de um ou mais hidrocolóides. A subestrutura pode ainda conter um ou mais fármacos impregnados, por mistura ou imersão posterior em soluções dos fármacos, bem como uma camada superficial de material biocompatível como, por exemplo o colágeno, depositado sobre a superfície por imersão ou aspersão por spray a partir da sua solução. Os produtos resultantes têm potencial como curativos externos (por exemplo, para tratamento de queimaduras e lesões ulcerosas de pele) com células ou sem células, semeadura de células para testes in vitro, para uso de matriz de implantes, para veicular bioativos, como filmes ou membranas protetoras (por exemplo, antimicrorganismos) e para veicular células para terapias regenerativas de tecidos e órgãos de mamíferos (por exemplo, humanos).
Fundamentos da Invenção e Estado da Técnica A utilização de curativos oclusivos (aqueles que mantêm a umidade da ferida e previnem ou diminuem a probabilidade de formação da crosta) para a proteção de fendas vem sendo praticada a mais de dois milênios. No entanto, somente no século XIX, com as descobertas da microbiologia, constatou-se que essa conduta prevenia as infecções desse tipo de lesão. O conceito da prevenção de infecções de feridas pelo uso de curativos oclusivos permaneceu até recentemente, justificado pelas suas propriedades curativas e cicatrizantes, aliadas à prevenção de possíveis transmissões de infecção e a absorção do exsudado, responsável pela manutenção da superfície da ferida seca (Boateng et ai, Journal of Pharmaceutical Sciences, 97, 2892-2923, 2008;
Czaja et al., Biomaterials, 27, 145-151, 2006). Os polissacarídeos, dentre outros biopolímeros, são largamente explorados na indústria, especialmente devido às propriedades reológicas, estabilizantes, complexantes, texturizantes entre outras (Dea, I. C. M., in: Whistler e BeMiller, Industrial Gums, Polysaccharides and Their Derívatives. New York: Academic Press, 1993; Yalpani e Sanford, industrial Polysaccharides. Amsterdam: Elsevier, 1987). Atualmente, o foco se situa no desenvolvimento de biomateriais que propiciam a utilização no campo biomédico. A busca por materiais para a produção de hidrogéis, scaffolds e biocompósitos (Chung e Park, Advanced Drug Delivery Reviews, 59, 249-262, 2007; Coviello et ai, Journal of Controlled Release, 119, 5-24, 2007; Chang e Zang, Carbohydrate Polymers, 88, 684- 689, 2011) vem ganhando cada vez mais interesse científico, principalmente, devido as propriedades como biodegradabilidade, biocompatibilidade e até mesmo a processabilidade. Com esse propósito, matrizes à base de celulose bacteriana - CB (Nge et ai, Cellulose, 17, 349-363, 2010), quitosana {Almeida et al., Carbohydrate Polymers, 80, 655-664, 2010) e hidrocolóides como o alginato (Tiwari et al., Carbohydrate Polymers, 87, 1575-1582, 2012), a gelana - GL (Agnihotri et al., European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 63, 249-261, 2006) e a xiioglucana - XG (Jó et al., Carbohydrate Polymers, 82, 355-362, 2010), entre outros, estão em constante estudo. Devido às suas características de biocompatibilidade e de propiciar um ambiente úmido e favorecer as trocas gasosas, a CB começou a ser estudada por vários grupos como substituta de pele em lesões crônicas e após queimaduras, sendo atualmente explorada comercialmente. Entre as membranas denominadas comerciais estão as Biofill, Bioprocess e Gengiflex que são utilizadas no processo de regeneração do tecido epitelial, úlceras e para recobrir tecidos periodontais. Estão entre as mais recentes aplicações, o desenvolvimento de substratos (scaffolds) tendo como base a celulose, seus diferentes derivados e compósitos com outros biopolímeros, como modificadores da superfície, no desenvolvimento de novos biomateriais (Khalil et al., Carbohydrate Polymers, 87, 963- 979, 2012). Vários sistemas envolvendo hidrocolóides de polissacarídeos ou de suas blendas com outras macromoléculas, naturais ou sintéticas, encontram aplicação na área da saúde. A produção de curativos é um das mais importantes, envolvem o uso da quitosana, pectina* ácido hiaiurônico, sulfato de condroitína ou alginatos e hidrogéis não polissacarídicos, como de colágeno e polímeros sintéticos (Boateng et al., Journal of Pharmaceutical Sciences, 97, 2892-2923, 2008). Outra aplicação dos hidrocolóides é na liberação controlada de fármacos. Além dos hidrocolóides citados acima, de uso farmacêutico corrente, uma série de outros polissacarídeos naturais têm sido testados com essa finalidade (Coviello et al., Journal of Controlled Release, 119, 5-24, 2007).
Podemos destacar os sistemas envolvendo xiloglucanas em sistemas nanoestruturados (Ribeiro et al., International Journal of Pharmaceutics, 367, 204-210, 2009). As galactomananas são polissacarídeos de grande disponibilidade e custo reduzido, embora sua utilização em sistemas de liberação seja relativamente pouco estudada. Uma aplicação promissora das galactomananas é sua adsorção a substratos sólidos visando à imobilização de biomoléculas, o que permitiría o desenvolvimento de biossensores (VALENGA et ai, International Journal of Biological Macromolecules, 50, 88-94, 2012).
Descrição da abordagem do problema técnico Uma das limitações para a aplicação da celulose bacteriana reside na dificuldade de incorporação homogênea de outros materiais na rede de nanofibras, devido ao seu elevado grau de entrelaçamento. Embora esse problema possa ser contornado pela adição de substâncias ao meio de cultivo (patentes PI908659-5 A2, US2007/0053960), tal método é limitado pela interação entre as bactérias e as substâncias adicionadas, a qual pode reduzir a taxa de produção e a morfoiogia das nanofibras (Yamanaka, S., Ishihara, M. e Sugiyama J. Cellulose 7, 213-225, 2000). O próprio processo de biossíntese da celulose pode ser alterado pela presença de outras substâncias, principalmente polissacarídeos, modificando a organização cristalina da celulose (Gu, J. e Catchmark, J. M. Carbohydrate Polymers 88, 547-557, 2012). Uma alternativa à incorporação ao meio de cultivo é a imersão da celulose bacteriana em uma solução da substância a ser incorporada (Gindl, W. e Keckes, J. Composite Science and Technology 64, 2407-2413, 2004; patentes US4588400, US4788146, EP1356831 B1), embora esse método seja limitado pela difusividade da substância na rede de nanofibrilas e pela afinidade com a celulose. Outro problema encontrado na aplicação médica de compósitos de membranas de celulose bacteriana é a redução da sua capacidade de reidratação após a secagem. Segundo Klemm, D. et ai (Progress in Polymer Science 26, 1561-1603, 2001), enquanto a celulose bacteriana in natura retém acima de 1000% em massa de água, a mesma CB liofilizada retém 629% quando reidratada e 106% após seca ao ar e reidratada - valor próximo da capacidade de retenção do algodão, de 60%. Isso limita a aplicação a membranas que ainda retenham parte da água ou algum outro líquido (PI908659-5 A2, US7709021 B2) ou a dispersão da celulose na forma de cremes ou géis (PI0601330-9 A). A obtenção de uma rede fibrilar com capacidade de retenção de líquido suficiente para aplicações como a substituição da membrana dura mater do sistema nervoso central exige processos de retirada da água muito mais complexos, como a retirada da água por troca de solventes seguida da retirada dos solventes com fluido supercrítico (EP1667600 A2). Tais problemas são solucionados pela presente invenção em um processo no qual as nanofibras de celulose são inicialmente desagregadas por processos mecânicos, químicos (hidrólise ácida) ou enzimáticos. Á suspensão aquosa de nanofibras resultante são adicionadas dispersões de hidrocolóides biocompatíveis e a mistura resultante é submetida a uma nova etapa de homogeneização mecânica com o uso de homogeneizador do tipo ultra-turrax (rotor/estator) ou com homogeneizador de alta pressão. Outros compostos bioativos em solução ou suspensão podem ser também adicionados. A mistura resultante é seca ao ar em estufa, resultando em membranas de nanocompósitos biocompatíveis. A utilização da celulose bacteriana mecanicamente desagregada permite um maior controle da composição e espessura dos filmes, visto que a incorporação dos polissacarídeos diretamente a membranas de CB comercial apresenta problemas de reprodutibilidade.
Além disso, as membranas in natura (não secas) apresentam variações de concentração de celulose que se traduzem em variações na espessura do filme final. A utilização de uma suspensão de nanofibras com concentração conhecida elimina tal problema. Os hidrocolóides acrescidos na etapa de homogeneização atuam como estabilizadores da suspensão de nanofibras, resultando num produto mais homogêneo. A presença dos hidrocolóides assegura, quando da reidratação, uma capacidade de retenção de líquido equivalente â da celulose bacteriana original, portanto superior à das membranas disponíveis no mercado. O controle do teor de hidrocolóides e/ou fármacos adicionados é preciso, permitindo o ajuste das propriedades mecânicas e de superfície do material. A retirada da água permite que o material seja acondicionado e armazenado de forma mais simples e por períodos mais longos que as alternativas úmidas existentes. A rede de nanofibras reconstituída retém os compostos adicionados, permitindo sua liberação lenta ou fásica. As membranas são estáveis em meio líquido, o que permite a deposição superficial de outros componentes bioativos Como, por exemplo, colágeno, por imersão em soluções desses componentes, seguida de lavagem por imersão em água e de secagem, ao ar, em estufa ou sob fluxo de gás. A deposição superficial altera as características físico- químicas superficiais do material, conferindo propriedades de interação celular (adesão e proliferação) diferenciadas, sem alterar as propriedades físicas do substrato (membrana).
Descrição detalhada da Invenção Nanofibras de celulose, obtidas a partir de um processo de desagregação mecânica, química ou enzimática de material celulósico natural são dispersas em água numa concentração inferior a 20 g/L. À suspensão são adicionadas soluções aquosas de hidrocolóides biocompatíveis de origem sintética ou natural, resultando numa concentração total de hidrocolóides inferior a 20 g/L. Os hidrocolóides atuam como estabilizadores da dispersão de nanofibras na etapa seguinte, de homogeneização mecânica. A homogeneização pode ser realizada por uma ou mais passagens em homogeneizador de alta pressão ou, preferencialmenter em homogeneizador do tipo ultra-turrax ou rotor-estator, numa rotação não inferior a 3500 rpm por um período de tempo superior a 1 min. Nessa etapa podem ser acrescentadas outras substâncias bioativas, como antibióticos, antifúngicos, antissépticos, fatores de crescimento celular, previamente dispersas em água. A mistura resultante é vertida em bandejas e seca em estufa, ao ar ou sob fluxo de gás, até atingir um teor de umidade inferior a 50% (preferencialmente inferior a 20%). Os filmes resultantes podem ser utilizados dessa forma ou submetidos às etapas subsequentes. Outras substâncias bioativas (por exemplo, fármacos) podem ser incorporadas pelo processo conhecido como dipping: pela imersão dos filmes em soluções diluídas (preferencialmente abaixo de 5 g/L) dessas substâncias por tempos curtos, tipicamente menores que 10 min (preferencialmente menores que 1 min), seguida de imersão no mesmo meio solvente utilizado, sem a presença dos fármacos, para eliminação do excesso de fármaco não adsorvido, por tempo equivalente aos mencionados acima. Nova etapa imersão pelo mesmo tempo em água ultrapura para eliminação do meio solvente é realizada, de uma a três vezes (preferencialmente duas vezes). A membrana é então submetida a uma nova etapa de secagem até atingir o grau de umidade original. Os exemplos a seguir visam ilustrar a concretização da invenção aqui descrita. Deve-se levar em conta que os exemplos são apenas ilustrativos e não limitam a invenção. EXEMPLO 1 Soluções de hidrocolóides foram preparadas como segue: xiloglucanas de sementes de tamarindo, Tamaríndus indica (XGT) e de jatobá, Hymenaea courbaril (XGJ) foram adicionadas a água na concentração de 2,4 g/L e mantidas sob agitação por 24 h.
Goma gelana (GL) (Gelrite® - padrão Sigma) foi preparada na mesma concentração, porém aquecida a 100 °C até completa dissolução e mantida sob agitação até o momento da adição à suspensão de celulose. Mantas de celulose bacteriana com cerca de 1 cm de espessura e entre 0,5% e 1,0% em massa de sólidos, previamente purificadas por imersão em solução de hidróxido de sódio/hipoclorito de sódio seguida de lavagem com água, foram dialisadas em água MilliQ (água ultrapura tipo I) até pH neutro. À manta de celulose foi adicionada água ultrapura na proporção 1:2 (massa de manta de celulose:voiume de água) e submetida à desfibrilação mecânica em liquidificador até a obtenção de uma suspensão homogênea. Foi medida uma massa da suspensão suficiente para conter uma massa seca final de 10 mg, à qual foram acrescentadas as soluções de GL ou XG/GL (1:1, v/v) em volume suficiente para atingir teor final de hidrocolóides de 10, 20 e 30% em massa seca. As misturas resultantes foram novamente homogeneizadas, agora em um homogeneizador de tecidos do tipo ultra-turrax (Ultra 80, da Ultra Stirrer), a 5000 rpm, por 3 min. As dispersões homogêneas obtidas foram vertidas em placas de Petri de poliestireno e mantidas em estufa a 37 °C por 48h. As propriedades mecânicas foram determinadas por ensaio de tração em máquina de ensaios universal Instron 5565, com corpos de prova retangulares de 10 mm de largura, 30 mm de distância entre garras e taxa de extensão de 3 mm.min'1. Ângulos de contato de gotas de água MilliQ sobre as membranas foram obtidos em tensiômetro Dataphysics OCA 15+. Tais resultados são mostrados na tabela 1, onde BC é uma amostra de membrana curativa de celulose comercial, RBC é a membrana reconstituída a partir da suspensão de nanofibras descrita acima e os resultados seguintes são de compósitos contendo 10, 20 e 30% em base seca de goma gelana (RBC-G10% - 30%) ou 10, 20 e 30% de uma mistura 1:1 de xíloglucana e gelana (RBC-GT10% - 30%).
Observa-se que as propriedades mecânicas do material reconstituído não tiveram modificação significativa em relação ao produto já disponível no mercado, o que demonstra que a integridade estrutural da rede de nanofibras foi recuperada apesar da presença dos hidrocolóides. Por outro lado, o ângulo de contato é reduzido pelo processo de reconstituição, o que demonstra um aumento da hidrofilicidade das membranas. A inclusão dos hidrocolóides eleva consideravelmente os ângulos de contato dos nanocompósitos, sendo que maiores teores de hidrocolóides resultam em maior alteração no ângulo de contato. Pode-se então controlar as características físico-químicas das superfícies pelo controle do teor de hidrocolóides, o que tem conseqüência direta nos resultados de adesão celular mostrados no DESENHO 1.
Tais resultados foram obtidos pelo método do MTT (brometo de 3-[4,5-dimetil-tiazol-2- il]-2,5-difeniltetrazólio) com fibroblastos de camundongo (linhagem L929) e mostram que diferentes composições dos nanocompósitos podem oferecer adesão semelhante à de membranas de celulose comercial mas com características físico-químicas distintas que poderíam melhorar a sua aplicação com curativo tópico, ou valores maiores, importantes para a aplicação como substratos para o crescimento de tecidos, por exemplo em dispositivos médicos implantáveis. EXEMPLO 2 Nanocompósitos contendo 10% de goma gelana foram produzidos conforme o exemplo 1, porém com a incorporação de 10% em massa seca do agente antifúngico [2-(2-4-dif I uorofe n i I)-1,3-bis(1 H-1,2,4-triazol-1 -il)propan-2-ol] (Fluconazol, Pharma Nostra, lote 09030724A). A liberação in vitro do Fluconazol foi monitorada através de método espectrofotométrico, através da banda máxima do fármaco em 261 nm. Os resultados desse experimento são mostrados no DESENHO 2. Observou-se liberação imediata de 20% do Fluconazol para o meio líquido, sendo que após 20 min cerca de 80% do fármaco havia sido liberada. A quantidade de fármaco liberada não se alterou significativamente após 30 min. Esses experimentos demonstram a capacidade do material em adsorver e posteriormente liberar um fármaco, sendo a taxa de liberação dependente da atividade de água do meio. Foram realizados ensaios de adesão de células-tronco mesenquimais humanas, isoladas de tecido adiposo, de acordo com o projeto 15-2012 aprovado em abril de 2012 pelo comitê de ética do Instituto de Pesquisa Pelé Pequeno Príncipe. A adesão celular foi verificada pelo método do MTT em células cultivadas sobre membranas de nanocompósitos contendo 10, 20 e 30% de goma gelana (MCG10% - MCG30%), 10% de goma gelana e 10% de fluconazol (MCGFZL), celulose bacteriana reconstituída a partir da suspensão de nanofibras (RBC) e curativo comercial de celulose bacteriana (BC). Foi aplicado o teste t de Student com p<0,01 (99%) e os resultados são mostrados na tabela 2.
Observa-se que os nanocompósitos apresentaram capacidade de adesão das células- tronco equivalente ou em alguns casos superior à da membrana comercial, sendo que a presença do fármaco não prejudicou o desempenho das membranas. EXEMPLO 3 Membranas de nanocompósitos foram preparadas conforme o exemplo 1 com 10% de mistura 1:1 de goma gelana e xiloglucana de tamarindo. 10% de fluconazol e 10% do antibiótico lisozima foram acrescidos na etapa de homogeneização. As membranas nanoestruturadas (medindo 0,8x0,8 cm) foram semeadas com células tronco mesenquimais de rato (Rattus norvegicus, linhagem Wistar) e após 10 dias de cultivo, estas membranas foram transplantadas para animais da mesma linhagem, machos, com cerca de 250 g. O procedimento está de acordo com o projeto 15-2012 em abril de 2012 aprovado pelo comitê de ética de pesquisa em animais do complexo Pequeno Príncipe. Os animais foram submetidos à toracotomia lateral esquerda, pelo qual foi realizada a exposição do coração para o transplante das matrizes com as células.
Após 28 dias do transplante os animais foram eutanasiados e cortes histológicos do coração foram realizados para observação das estruturas presentes nos mesmos. O DESENHO 5 mostra as micrografias correspondentes, com ampliação de 200 vezes (A) e de 400 vezes (B), evidenciando a angiogênese (formação de vasos sanguíneos) induzida pelas membranas. Tal resultado demonstra o potencial dos materiais aqui apresentados como matrizes para implante de tecidos. EXEMPLO 4 A fim de obter nanofibras de celulose livres, as membranas de CB in natura foram desagregadas mecanicamente por um homogeneizador de tecidos do tipo ultra-turrax (Ultra 80, da Ultra Stirrer), a 22000 rpm, em dois períodos de 5 min intercalados por uma pausa de 2 min para evitar superaquecimento do material. Para evitar a reagregação das nanofibras, goma guar (GG) foi acrescentada como estabilizante durante a homogeneização, na proporção de 1,3:1 em relação à celulose. Soluções dos polissacarídeos foram produzidas por dispersão dos mesmos em água através de agitação mecânica, na concentração de 1,0 g/L. A goma guar foi adicionada a água pré-aquecida a 80°C para facilitar a hidratação. O ácido hialurônico (HA) foi solubilizado a 25°C, devido à sua facilidade de degradação térmica. Para a obtenção de filmes de nanocompósitos, as dispersões de nanofibras de celulose e goma guar foram acrescidas de quantidades de solução de ácido hialurônico suficiente para se atingir uma proporção HA:GG de 1:3. As concentrações finais de polissacarídeos variaram de 50 a 95% e as misturas homogeneizadas no homogeneizador tipo ultra- turrax em rotação mais baixa (5000 rpm) para evitar segregação de fases. Bolhas de ar formadas foram eliminadas por ultrassonicação (menos de 3 min) e os filmes foram obtidos por secagem em estufa a 37°C por 48 h. Testes de estabilidade em meio líquido em soro fisiológico (DESENHO 4, A) e em água ultrapura (DESENHO 4, B) mostram que os filmes com teores de celulose acima de 65% são estáveis por longos períodos, além de apresentarem uma capacidade de absorção de água equivalente ou mesmo superior à da celulose bacteriana in natura. Medidas de ângulo de contato com água ultrapura e de adesão celular foram realizadas da mesma forma que no exemplo 1 e são mostradas na tabela 3, onde BC é uma amostra de membrana curativa de celulose comercial, RBC é a membrana reconstituída a partir da suspensão de nanofibras descrita acima e os resultados seguintes são de compósitos contendo 70% de celulose bacteriana (CB70) e 80% de celulose bacteriana (CB80).
Observa-se que tanto o processo de reconstituição da celulose bacteriana quanto a incorporação de hidrocolóides permitem um ajuste da hidrofilicidade das superfícies, mantendo ainda uma adesão celular próxima do material já disponível no mercado (BC). EXEMPLO 5 Foram cortados fragmentos circulares com 1,5 cm de diâmetro das membranas BC, RBC, CB70 e CB80 obtidas no exemplo 3 e de uma membrana curativa comercial de celulose bacteriana, como controle comparativo. Colágeno tipo I de tendão de Aquiles bovino (Sigma-Aldrich C9879) foi disperso na concentração de 1 g/L em solução de ácido acético 0,1 mol/L a 4°C com o uso de homogeneizador do tipo ultra-turrax. Os fragmentos de membranas foram imersos na dispersão de colágeno por 10 segundos e em seguida imersos sucessivamente, pelo mesmo tempo, em solução de ácido acético 0,1 mol/L, e repetidamente em água ultra-pura. As membranas foram então secas ao ar em câmara de fluxo laminar por 24 h. Ensaios de ângulo de contato e adesão celular foram realizados como nos exemplos 1 e 4 e os resultados são apresentados na tabela 4, onde RBCc, CB70c e Cb80c representam os nanocompósitos obtidos no exemplo 4 após revestimento com colágeno.
Observa-se que õ revestimento conferiu ã todas ãs membranas de nanocompósitos uma molhabilidade equivalente, apesar das diferentes composições dos substratos. A adesão celular foi equivalente às membranas sem adição de colágeno (exemplo 4), assim como foi equivalente em relação à membrana comercial.
No entanto, a distribuição superficial dos fibroblastos foi muito mais homogênea, como pode ser observado no DESENHO 5, onde as regiões escuras correspondem aos cristais de formazan formados no interior das células vivas durante o ensaio do MTT.
DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Desenho 1 - testes comparativos de adesão de células L929 sobre os biocompósitos em relação aos controles sendo: MC: membrana de celulose comercial; MCR: MC reconstituída após secagem; MCG: MCR contendo gelana; MCGJ: MCR contendo xiloglucana de jatobá e gelana (1:1); MCGT: MCR contendo xiloglucana de tamarindo e gelana (1:1).
Desenho 2 - (A) Varreduras de absorbância (%) no UV (Amajf = 261 nm) de nanocompósitos contendo 10% de goma gelana (MCG), com a adição de 10% de fluconazol (MCGFZL) e de padrões de fluconazol em água em diferentes concentrações (100% equivale a 1mg/mL). (B) Detalhe do gráfico A mostrando a liberação do fluconazol pelos nanocompósitos após 10, 20 e 30 min de imersão em água ultrapura.
Desenho 3 - Fotomicrografias da região do pericárdio de ratos (Rattus norvegicus) após 28 dias do transplante de matrizes de nanocompósito de celulose bacteriana com 10% de goma gelana, 10% de lisozima e 10% de fluconazol semeadas com células tronco mesenquimais de tecido adiposo. (A) ampliação de 200 vezes. (B) ampliação de 400 vezes.
Desenho 4 - Porcentagem de líquido absorvido pelas membranas de nanocompósitos de celulose bacteriana, goma guar e ácido hialurônico após imersão em soro fisiológico (NaCI 0,15 mol/L) e em água ultrapura. CB50-CB100 refere-se à porcentagem em massa de celulose bacteriana nas membranas.
Desenho 5 — fotomicrografias dos filmes utilizados nos ensaios de adesão celular, após a reação das células com MTT. Membranas de curativo comercial de celulose bacteriana, de nanocompósitos CB70 e CB80 descritos no exemplo 4 e do nanocompósito revestido com colágeno descrito no exemplo 5. Ampliação de 200 vezes.
Claims (27)
1 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DÉ CELULOSE/HIDROCOLÓIDES, caracterizadas por uma matriz porosa de nanofibras de celulose, à qual é incorporada uma subestrutura constituída de hidrocolóides de origem natural ou sintética.
2 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES, de acordo com a reivindicação 1. caracterizadas pelo processo de incorporação dos hidrocolóides através da mistura de uma suspensão aquosa de nanofibras de celulose com soluções aquosas dos hidrocolóides seguida de um processo de homogeneização mecânica, utilizando homogeneizador de alta pressão ou homogeneizador do tipo ultra-turrax (rotor/estator).
3 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizadas pela escolha das nanofibras de celulose a partir de fontes celulósicas compreendendo fontes de origem vegetal, bacteriana ou de tunicados, desagregadas por processos compreendendo processos mecânicos, químicos ou enzimáticos.
4 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizadas pela escolha dos hidrocolóides compreendendo polímeros sintéticos como, por exemplo, o polimetilmetacrilato, entre outros.
5 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com as reivindicações 1 e 2. caracterizadas pela escolha dos hidrocolóides compreendendo proteínas como, por exemplo, colágeno, lisozima, elastina, fibronectina, entre outras.
6 MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DÉ NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizadas pela escolha dos hidrocolóides compreendendo poiissacarídeos de origem vegetal como, por exemplo, arabinogalactanas, pectinas, inulina, amidos, gomas arábica, tragacapte, guar, alfarroba, tamarindo, jatobá, entre outros.
7 MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizadas pela escolha dos hidrocolóides compreendendo poiissacarídeos de origem animal como, por exemplo, ácido hialurônico, heparina, quitina, quitosana, entre outros.
8 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizadas pela escolha dos hidrocolóides compreendendo; polissacarídeos de origem bacteriana ou fúngica como, por exemplo, xantana, dextrana, gelana e glucanas, entre outros.
9 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com a reivindicação de 6 à 8, caracterizadas pela utilização de polissacarídeos em sua forma natural ou modificados quimicamente.
10 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com as reivindicações de 4 à 9, caracterizadas pela utilização dos hidrocolóides individuais ou em combinações de dois ou mais.
11 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com a reivindicação 1, caracterizadas pela utilização da suspensão de nanofibrilas em concentração inferior a 20 g/L, preferencialmente abaixo de 5 g/L.
12 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com a reivindicação 2, caracterizadas pela utilização das soluções em concentração total de hidrocolóides inferior a 20 g/L, preferencialmente abaixo de 5 g/L.
13 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com a reivindicação 2, caracterizadas pela utilização de hidrocolóides numa proporção inferior a 50% da massa seca total, preferencialmente inferior a 35% da massa seca total.
14 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com as reivindicações 12 e 13, caracterizadas pelo processo de dispersão da suspensão aquosa de nanofibrilas e hidrocolóides através de homogeneização com homogeneizador do tipo ultra-turrax (rotor/estator) em rotação de 3500 a 12000 rpm, preferencialmente entre 4000 e 8000 rpm.
15 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com a reivindicação 14, caracterizadas pela homogeneização por um período de tempo superior a 1 min, preferencialmente entre 3 e 10 min.
16 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com as reivindicações 14 e 15, caracterizadas pela inclusão durante a etapa de homogeneização de compostos bioativos, compreendendo antibióticos, antifúngicos, antissépticos, anticâncer, fatores de crescimento celular, emolientes e/ou nanopartículas.
17 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com as reivindicações 15 ou 16, caracterizadas pelo processo de secagem da suspensão de nanofibras e hidrocolóides em moldes ou bandejas, compreendendo secagem em estufa ao ar, estufa a vácuo, fluxo de ar ou de gás inerte até obtenção de filmes ou membranas com teor de umidade inferior a 50%, preferencialmente inferior a 20%.
18 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com a reivindicação 17, caracterizadas pela deposição superficial de compostos bioativos na superfície de filmes ou membranas pelo processo de dipping, consistindo de imersão em solução do composto bioativo, seguido de imersão por uma ou mais vezes em banho de lavagem para eliminação do excesso não adsorvido do composto.
19 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com a reivindicação 18, caracterizadas pela imersão nos banhos de solução e de lavagem por tempos inferiores a 10 minutos, preferencialmente inferiores a 1 minuto.
20 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com a reivindicação 17, caracterizadas pela deposição de compostos bioativos pelo processo de spray, consistindo de aspersão de solução do composto bioativo, seguido de aspersão de solução de lavagem ou de água para retirada do excesso não adsorvido do composto.
21 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com as reivindicações 19 ou 20, caracterizadas pelo processo de secagem em estufa ao ar, estufa a vácuo, fluxo de ar ou de gás inerte.
22 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com as reivindicações 17 ou 21, caracterizadas pela utilização como curativo externo para tratamento de queimaduras e lesões ulcerosas de pele.
23 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com as reivindicações 16 e 17, caracterizadas pela utilização como veículos para liberação controlada ou prolongada de bioativos.
24 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOF1BRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com as reivindicações 16 e 17, caracterizadas pela utilização como membranas protetoras à contaminação por fungos e outros microorganismos.
25 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com as reivindicações 17 ou 21, caracterizadas pela utilização como substratos para semeadura de células para testes in vitro.
26 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com as reivindicações 17 ou 21, caracterizadas pela utilização como matrizes para implantes de tecidos e/ou órgãos.
27 - MEMBRANAS BIOATIVAS COMPOSTAS DE NANOFIBRAS DE CELULOSE/HIDROCOLÓIDES de acordo com as reivindicações 17 ou 21, caracterizadas pela utilização como veículos para células para terapias regenerativas de tecidos e/ou órgãos.
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