Natural polymer-based films, due to their favorable biological and mechanical properties, have demonstrated great potential as coatings for biomedical applications. Among them, chitosan films have been widely studied both as coating materials and as controlled drug release systems. Crosslinkers are often used to tune chitosan’s crosslinking degree and thus to control the drug release kinetics. For this purpose, quercetin, a plant-derived natural polyphenol, has gained attention as a crosslinker, mainly for its intrinsic anti-inflammatory, antioxidant, and antibacterial features. In this study, chitosan films crosslinked with three different concentrations of quercetin (10, 20, and 30% w/w) have been used as controlled release systems for the delivery of the antibacterial drug trimethoprim (TMP, 10% w/w). Physicochemical and antimicrobial properties were investigated. Surface wettability and composition of the films were assessed by contact angle measurements, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), respectively. The release kinetic of TMP in phosphate-buffered saline (PBS) and 2-(N-morpholino) ethanesulfonic acid (MES) was studied over time. Finally, antibacterial properties were assessed on E. coli and S. aureus through Kirby–Bauer disc diffusion and micro-dilution broth assays. Results show that quercetin, at the tested concentrations, clearly increases the crosslinking degree in a dose-dependent manner, thus influencing the release kinetic of the loaded TMP while maintaining its bactericidal effects. In conclusion, this work demonstrates that quercetin-crosslinked chitosan films represent a promising strategy for the design of antibiotic-releasing coatings for biomedical applications.
RESUMO -Muitas das lesões causadas à pele são tratadas por curativos. Na fronteira do desenvolvimento desses curativos se encontra o emprego de biopolímeros biodegradáveis, dentre os quais se destacam a quitosana e a glucomanana. A quitosana é um polissacarídeo derivado da quitina que apresenta propriedades cicatrizantes, ação hemostática e atividade antimicrobiana. Já a glucomanana é um polissacarídeo neutro, isolado a partir de tubérculos da Amorphophallus konjac, cujos filmes apresentam alta elasticidade e capacidade de absorção de água. Dessa forma, o presente trabalho tem por objetivo a produção de membranas microestrutradas de quitosana e glucomanana visando a sua aplicação como curativos. As membranas microestruturadas foram produzidas pela adaptação do método de deposição em camada (layer-by-layer) seguida da evaporação de solvente (casting). Blendas foram produzidas visando investigar a compatibilidade entre ambos os polímeros. Os ensaios de caracterização indicaram uma boa compatibilidade entre quitosana e glucomanana e testes mecânicos, de intumescimento e de permeabilidade ao vapor apontaram uma combinação entre propriedades de ambos os polímeros na microestrutura. As propriedades morfológicas, térmicas e químicas de cada polímero foram preservadas na microestrutura, o que pode ser um bom indicativo de que as propriedades cicatrizantes, hemostáticas e de barreira de cada um também puderam ser mantidas, resultando em um novo curativo alto desempenho.
INTRODUÇÃOA pele, órgão de revestimento externo do corpo, tem como funções a proteção, regulação térmica e sensorial do organismo. Muitas das lesões à pele são comumente tratadas por curativos, os quais variam em forma, material e estrutura conforme a aplicação desejada. Um tipo especial de curativo são os biodegradáveis de ação temporária, os quais são degradados e absorvidos pelo organismo ao longo do processo de cicatrização, não sendo necessária a sua retirada (Sheridan e Tompkins , 1999).Dentre os materiais que poderiam ser empregados como curativos se encontram os biopolímeros biodegradáveis. Um biopolímero que já vem sendo empregado na construção de curativos de alta performance é a quitosana. A quitosana é um polissacarídeo derivado da quitina, presente na carapaça de alguns artrópodes e de fungos e que apresenta uma serie de propriedades biológicas tais como: ação hemostática, ausência de citotoxicidade, atividade antimicrobiana, biocompatibilidade e cuja clivagem enzimática resulta na formação de compostos cicatrizantes (Mikhailov e Lebedeva., 2007). Outro biopolímero de elevado
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