Hidrogel de quitosana com nanofibras de Policaprolactona (PCL) associado a extratos fitoterápicos no metabolismo celular e ação antimicrobiana: estudo in vitro / Evaluation of the chitosan hydrogel with PCL nanofibers associated with phytotherapeutic extracts in cellular and microbiological activity: in vitro study

RESUMO

O objetivo neste estudo foi produzir hidrogel de quitosana (CH) com PCL e fitoterápicos para uso preventivo de úlcera de pressão. Os hidrogéis de CH foram produzidos com glicerofosfato (GP) e com xantana (X), associados ao PCL e foram caracterizados por estereomicroscopio, intumescimento, molhabilidade e MEV. Posteriormente foram submetidos ao teste de viabilidade (MTT) com fibroblastos HFF-1 e queratinócitos HaCat. O hidrogel que apresentou melhor resultado foi escolhido para continuar na pesquisa. Posteriormente, extratos de Pfaffia panculata K, Juglans regia L, Rosmarinus officinalis L, Zingiber officinale, Própolis e Hamamelis foram colocados em contato com cepas de Staphylococcus aureus (S.a) (ATCC 6538), Streptococcus pyogenes (S.p) (ATCC 19615), Staphylococcus epidermidis (S.e) (ATCC 12228), Pseudomonas aeruginosa (P.a) (ATCC 15442), Escherichia coli (E.c) (ATCC 25922) e Klebsiella Pneumoniae (K.p) (ATCC 4352) na forma planctônica nos testes de CIM e CMM. Os dois melhores extratos fitoterápicos foram avaliados quanto ao sinergismo no teste checkerboard e posteriormente associados ao hidrogel anteriormente eleito. A seguir, o comportamento da HaCat e HFF-1 com os hidrogéis foi analisado por MTT, proteína total, ELISA, genotoxicidade e formação de biofilme monotípico com suspensões padronizadas (107 cel/mL) de S.a, S.e, S.p, P.a, E.c e K.p. Na caracterização e viabilidade o hidrogel CHX PCL apresentou os melhores resultados. Os extratos selecionados após CIM, CMM e checkerboard foram gengibre (G) e própolis (P). O extrato G se destacou na CIM com inibição de K. p e P. a. Os extratos de G e P demonstraram ação microbicida para K. p e P. a e somente o extrato P obteve ação microbicida para S. a na CMM. Houve ação aditiva dos extratos associados no checkerboard para S.p e ação aditiva e sinérgica para S. e. Os grupos de hidrogéis foram compostos por quitosana xantana (CHX), CHX própolis (CHXP), CHX gengibre (CHXG) e CHX própolis e gengibre associados (CHXPG), todos associados ao PCL. Todos os hidrogéis demonstraram viabilidade celular acima de 70% do grupo controle, permitindo metabolismo celular observado na proteína total. Houve quantificação de IL-6 maior no grupo CHX nas duas linhagens de células enquanto a quantificação de IL-10 não exibiu diferença estatística entre os grupos. Todos os hidrogéis promoveram redução acentuada de biofilme de K.p e E.c. Os grupos CHX, CHXP e CHXG reduziram biofilme de S.e. O grupo CHXG reduziu biofilme de S.p. Para S.a e P.a o grupo CHXPG foi mais eficaz reduzindo biofilme. Concluímos que os hidrogéis apresentaram resultados satisfatórios e promissores, trazendo inovação por associação de biopolímeros e associação de extratos fitoterápicos pouco estudados. Os resultados positivos justificam a continuidade dos estudos com esse biomaterial(AU)

ABSTRACT

The aim of this study was to produce chitosan hydrogel (CH) with PCL and herbal medicines for preventive use of pressure ulcers. The CH hydrogels were produced with glycerophosphate (GP) and xanthan (X), associated with PCL and were characterized by stereomicroscope, swelling, wettability and SEM. Subsequently, they were submitted to a viability test (MTT) with HFF-1 fibroblasts and HaCat keratinocytes. The hydrogel that presented the best result was chosen to continue the research. Subsequently, extracts of Pfaffia panculata K, Juglans regia L, Rosmarinus officinalis L, Zingiber officinale, Propolis and Hamamelis were placed in contact with strains of Staphylococcus aureus (Sa) (ATCC 6538), Streptococcus pyogenes (Sp) (ATCC 19615), epidermidis (Se) (ATCC 12228), Pseudomonas aeruginosa (Pa) (ATCC 15442), Escherichia coli (Ec) (ATCC 25922) and Klebsiella Pneumoniae (Kp) (ATCC 4352) in planktonic form in CIM and CMM tests. The two best herbal extracts were evaluated for synergism in the checkerboard test and subsequently associated with the previously elected hydrogel. Next, the behavior of HaCat and HFF-1 with hydrogels was analyzed by MTT, total protein, ELISA, genotoxicity and monotypic biofilm formation with standardized suspensions (107 cel / mL) of Sa, Se, Sp, Pa, Ec and Kp In the characterization and viability the CHX PCL hydrogel presented the best results. The extracts selected after MIC, CMM and checkerboard were ginger (G) and propolis (P). The G extract stood out in the MIC with inhibition of K. p and P. a. The extracts of G and P showed microbicidal action for K. p and P. a and only the extract P obtained microbicidal action for S. a in CMM. There was an additive action of the associated extracts on the checkerboard for S.p and an additive and synergistic action for S. e. The hydrogel groups were composed of xanthan chitosan (CHX), CHX propolis (CHXP), CHX ginger (CHXG) and CHX propolis and ginger associated (CHXPG), all associated with PCL. All hydrogels demonstrated cell viability above 70% of the control group, allowing cellular metabolism observed in the total protein. There was a greater quantification of IL-6 in the CHX group in the two cell lines while the quantification of IL-10 did not show statistical difference between the groups. All hydrogels promoted a marked reduction in the biofilm of K.p and E.c. The CHX, CHXP and CHXG groups reduced S.e biofilm. The CHXG group reduced S.p. For S.a and P.a, the CHXPG group was more effective in reducing biofilm. We conclude that the hydrogels presented satisfactory and promising results, bringing innovation through association of biopolymers and association of phytotherapic extracts little studied. The positive results justify the continuity of studies with this biomaterial(AU)