https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/14070
File | Description | Size | Format | |
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allanacarvalhosilva.pdf | 1.81 MB | Adobe PDF | View/Open |
Type: | Dissertação |
Title: | Incorporação de extrato de folhas de café (Coffea arabica L.) em filmes de quitosana: caracterização físico-química e avaliação das atividades antimicrobiana e cicatrizante in vitro |
Author: | Silva, Allana Carvalho |
First Advisor: | Denadai, Ângelo Márcio Leite |
Co-Advisor: | Rodarte, Mirian Pereira |
Co-Advisor: | Tavares, Guilherme Diniz |
Referee Member: | Lavall, Rodrigo Lassarote |
Referee Member: | Lang, Karen Luise |
Resumo: | Curativos contendo polímeros naturais, como a quitosana, estão sendo amplamente aplicados na cicatrização de feridas cutâneas. Além de suas vantagens biológicas e estruturais, esse polímero permite a incorporação de compostos ativos propiciando uma nova abordagem para o reparo das feridas. As folhas de café são consideradas subprodutos da indústria cafeeira, as quais são geradas em quantidades significativas e possuem inúmeros compostos bioativos com benefícios à saúde, como propriedades antioxidante, antibacteriana e anti-inflamatória. Desse modo, o objetivo do presente trabalho foi desenvolver filmes de quitosana adicionados com diferentes concentrações de extrato de folhas de C. arabica L., na perspectiva de se combinar as atividades biológicas do extrato e da quitosana, bem como melhorar propriedades físico-químicas do filme. As folhas foram pulverizadas e submetidas à extração assistida por ultrassom em uma solução hidroalcoólica de 70%. O ácido 5- cafeoilquínico (5-ACQ) e a mangiferina foram identificados e quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência, bem como foram determinadas as atividades antioxidante, antimicrobiana e citotoxicidade in vitro do extrato. Os filmes foram preparados pelo método de evaporação do solvente, com concentração de quitosana igual a 2% (p/v), na ausência (controle) e na presença de diferentes concentrações do extrato hidroalcóolico de folhas de C. arabica L.(125 mg/cm3 - Q-EFC1; 250 mg/cm3 - Q-EFC2 e 500 mg/cm3 - Q-EFC3). As soluções precursoras foram caracterizadas por potencial zeta, espalhamento de luz dinâmico e medidas reológicas, no intuito de se avaliar a existência de interações entre os componentes do extrato e a quitosana, ainda na fase líquida. Após a confecção dos filmes, parâmetros físico-químicos como espessura, peso médio, parâmetros ópticos, teor de umidade, grau de intumescimento, solubilidade e liberação in vitro foram determinados. Além disso, os mesmos foram caracterizados por espectroscopia vibracional na região do infravermelho, análises térmicas (TGA e DTA) e por análises dinâmico mecânicas (DMA) nos modos axial e rotacional, no intuito de se avaliar a existência de interações no estado sólido, bem como as propriedades térmicas e mecânicas dos filmes. Finalmente, a citotoxicidade e as atividades antimicrobiana e cicatrizante in vitro foram avaliadas. O extrato obteve um IC50 no ensaio do DPPH• de 13,5 ± 1,1 µg/mL, o poder de redução do fosfomolibdênio foi de 17,1 ± 0,6 de AAR% a quercetina e 54,8 ± 1,9 de AAR% a rutina e a porcentagem de inibição da peroxidação lipídica foi de 53,3 ± 2,9%. Os teores de 5-ACQ e mangiferina no extrato foram iguais a 2,1 ± 0,1 g/100g e 1,9 ± 0,3 g/100g, respectivamente. Os filmes de quitosana incorporados com extratos de folhas de café apresentaram uniformidade em relação ao peso e espessura. Eles também apresentaram resultados de teor de umidade, intumescimento e solubilidade favoráveis para aplicação em feridas cutâneas, bem como boa resistência térmica acima da temperatura corpórea, contudo baixa resistência mecânica. Por meio da análise de FTIR foi possível indentificar os grupos funcionais da quitosana e do extrato, bem como interações intermoleculares entre os compostos. Com relação aos ensaios biológicos, todos os filmes demonstraram atividade antimicrobiana contra as bactérias Staphylococcus aureus e Staphylococcus epidermidis e não demonstram citotoxicidade frente à linhagem celular L929. Além disso, os filmes Q-EFC1 e Q-EFC2 promoveram migração celular promissora no ensaio de cicatrização in vitro. Conclui-se que os filmes acrescidos de extratos das folhas de C. arabica L. apresentaram propriedades físico-químicas e biológicas satisfatórias e promissoras para aplicação no tratamento de feridas cutâneas |
Abstract: | Wound dressings containing natural polymers such as chitosan are applied to wound healing. In addition to its biological and structural advantages, this polymer allows the incorporation of bioactive compounds, potentiating a new approach to wound repair. Coffee leaves are considered by-products of the coffee industry, generated in significant amounts, and have numerous bioactive compounds with health benefits, such as antioxidant, antibacterial, and anti-inflammatory properties. In this way, the objective of the present study was to develop chitosan films incorporated with different concentrations of C. arabica L. leaf extract, with the perspective of combining the biological activities of the extract and chitosan, as well as improving the physicochemical properties of the film. The leaves were pulverized and subjected to ultrasound-assisted extraction in a 70% hydroalcoholic solution. 5-caffeoylquinic acid (5-CQA) and mangiferin were identified and quantified by high-performance liquid chromatography. Also, the extract's antioxidant activity, cytotoxicity, and antimicrobial activities were evaluated. The films were prepared by the solvent casting method, with 2% (w/v) of chitosan, in the absence (control) and the presence of different concentrations of hydroalcoholic extract of leaves of C. arabica L. (125 mg/cm3 - Q EFC1; 250 mg/cm3 - Q-EFC2 e 500 mg/cm3- Q-EFC3). The precursor solutions were characterized by zeta potential, dynamic light scattering, and rheological measurements to evaluate the existence of interactions between the extract components with chitosan, still in the liquid phase. After making the films, physicochemical parameters such as thickness, average weight, optical parameters, moisture content, degree of swelling, solubility, and in vitro release were determined. Furthermore, the films were characterized by vibrational spectroscopy in the infrared region, thermal analysis (TGA and DTA), and dynamic mechanical analysis (DMA) in axial and rotational modes to evaluate the existence of solid-state interactions as well as the thermal and mechanical properties of the films. Finally, the cytotoxicity, antimicrobial and healing activities in vitro were evaluated. The extract obtained an IC50 in the DPPH• assay of 13.52 ± 1.12 µg/mL, the reducing power of phosphomolybdenum was 17.08 ± 0.63 of AAR% to quercetin and 54.76 ± 1.91 of AAR% to rutin, and the percentage of inhibition of lipid peroxidation was 53.29 ± 2.98 %. The coffee leaf extract content was 2.05 ± 0.11 g/100g of 5-ACQ and 1.87 ± 0.30 g/100g of mangiferin. The chitosan films incorporated with coffee leaf extracts showed uniformity concerning weight and thickness. They also showed high moisture content, swelling, and solubilities favorable for the maintenance of skin wounds and good thermal resistance above body temperature but low mechanical resistance. Through the FTIR analysis, it was possible to verify the functional groups of chitosan and the extract and intermolecular interactions between the compounds. Regarding the biological assays, all films demonstrated antimicrobial activity against Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis and the absence of cytotoxicity in L929 cell line. Also, Q-EFC1 and Q-EFC2 films promoted promising cell migration in the in vitro healing assay. We concluded that the films added with extracts from the leaves of C. arabica L. showed satisfactory and promising physicochemical and biological properties for application in the treatment of skin wounds. |
Keywords: | Polímero Coffea Antimicrobiana Ferida Cicatrização Polymer Coffee Antimicrobial Wound Healing |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::FARMACIA |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
Institution Initials: | UFJF |
Department: | Faculdade de Farmácia |
Program: | Programa de Pós-graduação em Ciências Farmacêuticas |
Access Type: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
Creative Commons License: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ |
DOI: | https://doi.org/10.34019/ufjf/di/2022/00023 |
URI: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/14070 |
Issue Date: | 23-Feb-2022 |
Appears in Collections: | Mestrado em Ciências Farmacêuticas (Dissertações) |
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