Atividade antibacteriana de solução de nanopartículas de prata / quitosana preparada in situ contra cepas de Staphylococcus aureus resistentes à meticilina

Resumo

Histórico

Investigação de novos medicamentos eficazes contra as cepas de Staphylococcus resistentes à meticilina aureus (MRSA) é uma questão urgente da medicina moderna. Os anti-sépticos como alternativa aos antibióticos são preparações fortes, sustentadas e ativas contra cepas resistentes e não violam a microbiocenose.

Materiais e métodos

A atividade da solução de nanopartículas de quitosana-Ag (Ag NPs) preparada in situ com diferentes proporções de componentes foi testada contra MRSA isolado de pacientes. Ag NPs foram sintetizados através do método de redução química usando a abordagem da química verde. A fim de melhorar a atividade antimicrobiana e a dispersibilidade de Ag NPs, a modificação da superfície de Ag NPs por brometo de cetrimônio (CTAB) foi realizada.

As soluções de Ag NPs e quitosana-Ag NPs foram caracterizadas por difração de raios-X, microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia de infravermelho e medidas espectrofotométricas.

Resultados e conclusões

Os resultados das medições de XRD, FTIR, UV-Vis e TEM confirmaram a composição química da quitosana e Ag NPs e sua alta pureza.

As soluções de quitosana-AgNPs demonstraram sua eficácia antimicrobiana superior em comparação com suas formas puras. Ao mesmo tempo, a preparação in situ da solução de quitosana-Ag NPs (pó de quitosana 6,0 μg / ml, Ag / CTAB NPs) não foi possível devido à precipitação dos componentes. Esse resultado é muito promissor e pode ser considerado uma solução eficaz no combate às bactérias resistentes aos medicamentos.

Histórico

As infecções continuam sendo uma das principais causas de morbidade e mortalidade em todo o mundo, apesar da presença de um número significativo de antibióticos e anti-sépticos. Em infecções moderadas e graves, a antibioticoterapia geralmente é iniciada empiricamente antes da obtenção dos resultados do exame bacteriológico. O uso constante de antibióticos criou condições favoráveis para a seleção e multiplicação de microrganismos resistentes a antibióticos [22]. A alta prevalência de multirresistência a agentes de todos os processos infecciosos está documentada atualmente [6]. A bactéria multirresistente mais conhecida é o Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) [9]. O patógeno é responsável por um amplo espectro de doenças humanas e animais, desde infecções de pele até distúrbios graves como pneumonia, endocardite e septicemia, e essas infecções podem afetar a saúde humana [32]. A análise das causas etiológicas das infecções em pacientes com terapia inadequada revelou que a terapia era inadequada em 32,6% dos casos de infecções baseadas em MRSA [12] e associada a 3-4 bilhões de dólares americanos em custos anuais de saúde [32].

A investigação de novos medicamentos eficazes contra o MRSA é uma questão urgente da medicina moderna. Os anti-sépticos como alternativa aos antibióticos são preparações fortes, sustentadas e ativas contra cepas resistentes e não violam a microbiocenose. Superar esses problemas requer preparações novas e inovadoras. A abordagem de combinar diferentes mecanismos de ação antibacteriana através da concepção de nanomateriais híbridos fornece um novo paradigma na luta contra bactérias resistentes [18]. Metais, como cobre e prata, são extremamente tóxicos para bactérias em concentrações excepcionalmente baixas. Devido à atividade biocida, os metais têm sido amplamente utilizados como agentes antimicrobianos em uma infinidade de aplicações relacionadas à agricultura, saúde e indústria em geral. Ao contrário de outros agentes antimicrobianos, os metais são estáveis nas condições atualmente encontradas na indústria, permitindo seu uso como aditivos [19].

As propriedades antimicrobianas da prata são conhecidas desde a antiguidade, e o aumento da resistência bacteriana aos antibióticos e a ineficácia dos antibióticos sintéticos contra algumas cepas bacterianas levaram ao ressurgimento do interesse em prata, sais de prata, compostos de prata e prata nanocristalina como agentes antibacterianos. Nanopartículas de prata (Ag NPs) têm efeito antibacteriano e antifúngico significativo [26]. Ag NPs mostram sinergismo com outros antibióticos e anti-sépticos (ceftazidima, estreptomicina, canamicina, polimixina) [25, 38]. Mas J. Jains mostrou que o cloranfenicol diminui o efeito antibacteriano da solução de Ag NPs [16].

As principais desvantagens que limitam o uso de NPs de Ag são sua fácil agregação, a liberação descontrolada de íons de prata e seu potencial de citotoxicidade [40]. A combinação de Ag NPs com agentes naturais, como quitosana, própolis, argilas ou zeólitas [33, 35], fornece efeitos adicionais. A combinação de polímeros e nanoprata pode melhorar sinergicamente seus efeitos antimicrobianos, e o uso de métodos de síntese in situ permite sua incorporação na matriz polimérica atingindo distribuições uniformes e evitando agregação [28].

Nos últimos anos, a eficiência dos métodos de química verde para síntese de NPs metálicos aumentou significativamente [1]. Extratos de plantas são frequentemente usados como agentes redutores, estabilizadores e niveladores [23], fornecendo métodos econômicos e ambientalmente benignos para a síntese de NPs. Dentre os extratos vegetais, o extrato de gengibre é de grande interesse científico devido às suas propriedades químicas e biológicas [8]. O extrato da folha de gengibre já foi usado para a síntese de NPs de prata [37]; no entanto, as partículas produzidas tinham uma distribuição de tamanho de partícula bastante ampla (10–100 nm). O rizoma de gengibre é amplamente utilizado como especiaria e medicamento popular; seu extrato contém compostos fenólicos específicos:gingerol e seus derivados, uma série de constituintes bioativos fenólicos e não fenólicos [31]. Esses compostos exibem um amplo espectro de atividades, incluindo atividades antimicrobianas, antifúngicas e antivirais. O extrato de gengibre de rizoma parece ser um substrato muito promissor para o desenvolvimento de nanopartículas bioativas e biocompatíveis, pois também apresenta propriedades antioxidantes e antiinflamatórias.

Quitina e quitosana são materiais promissores para aplicações médicas devido às suas propriedades bacteriostáticas / bactericidas e biocompatibilidade com tecidos humanos [20]. A quitosana é um derivado da quitina, que pode ser obtida por desacetilação da quitina. Ambos contêm os mesmos monômeros, N -acetil-2-amino-2-desoxi-D-glucopiranose e 2-amino-2-desoxi-D-glucopiranose, que diferem na proporção de monômeros acetilados e desacetilados. A quitosana é um material promissor para a formação de compósitos com diferentes substâncias, incluindo nanopartículas metálicas como Ag e Cu [33]. Por outro lado, o brometo de сetrimonium (CTAB) pode estabilizar nanopartículas em solução e diminuir a toxicidade de algumas nanopartículas, como ZnO, TiO2 e Ni [17]. Mas os dados sobre as atividades antibacterianas do complexo CTAB-NPs são limitados [7].

O objetivo desta pesquisa é encontrar a proporção ideal de quitosana e Ag NPs, modificados por CTAB para a composição da solução (quitosana / Ag) que seria ativa contra cepas clínicas de MRSA.

Métodos

Materiais

Nitrato de prata, ácido L-ascórbico e brometo de cetrimônio (C ₁₆ H ₃₃ ) N (CH ₃ ) ₃ Br (CTAB) foram adquiridos da Sigma-Aldrich e usados como recebidos. Gengibre ( Zingiber officinale , Zingiber acae ) o rizoma foi comprado em um supermercado local (Poznan, Polônia). Quitosana 200 kDa, grau de desacetilação de 82% foi adquirido da CJSC “Bioprogress” (Rússia, Moscou) e usado sem purificação adicional. Água ultrapura (resistividade> 17 MΩcm ^{- 1} ) de um sistema de água GZY-P10 foi usado ao longo dos experimentos. Todos os meios de comunicação e discos com antibióticos foram adquiridos da Hi Media (Índia).

Preparação in situ de soluções de quitosana / NPs de Ag

Para preparar as soluções de quitosana / Ag in situ, Ag NPs foram sintetizados e modificados inicialmente.

Síntese de NPs Ag

Ag NPs foram sintetizados através do método de redução química usando a abordagem da química verde. Seguindo essa abordagem, usamos gengibre ( Zingiber officinale ) extrato como surfactante e ácido ascórbico (vitamina C) como agente redutor. Para preparar o extrato de rizoma de gengibre, 250 g de rizoma foram lavados abundantemente com água destilada e cortados em pequenos pedaços. O rizoma de gengibre picado foi mantido em solução de água-etanol (250 ml, proporção 1:1) por 5 dias (à temperatura ambiente, em local escuro). Em seguida, o sobrenadante foi filtrado a vácuo (através de um papel de filtro Whatman) e armazenado (a 4 ° C). Para sintetizar Ag NPs, nitrato de prata (840 mg) foi dissolvido em água (20 ml) e foi adicionado extrato de rizoma de gengibre (20 ml). Em seguida, uma mistura de solução de ácido L-ascórbico (10%, 10 ml) e extrato de gengibre (20 ml) foi adicionada gota a gota à solução de nitrato de prata sob orientação magnética. A mistura de reação escureceu. Em seguida, foi aquecido (60 ° C, 1,5 h) sob refluxo. Em seguida, Ag NPs sintetizados recentemente foram lavados com água, até o pH atingir 7, usando centrifugação (4000 rpm, 30 min).

A fim de melhorar a atividade antimicrobiana e a dispersibilidade de Ag NPs, a modificação de superfície de Ag NPs por CTAB, que é bem conhecida por suas propriedades tensoativas e anti-sépticas, foi realizada [17]. Normalmente, a dispersão de Ag NPs (3 ml, 76,4 mg / ml) foi misturada com solução de CTAB (20 ml, 6,7 mg / ml) e sonicada (3 h). Em seguida, o sobrenadante foi coletado para medições de UV-Vis e Ag NPs foram lavados com água, por centrifugação (4000 rpm, 30 min), três vezes. O conteúdo de CTAB no sobrenadante foi determinado usando a técnica espectrofotométrica (UV-Vis), monitorando a intensidade do pico de 190 nm. A adsorvividade de Ag NPs (em mg / g) para CTAB foi calculada a partir da diferença entre o conteúdo inicial de CTAB na solução e seu conteúdo no sobrenadante após interação com a amostra. A adsorvência e o conteúdo de carregamento de CTAB foram calculados a partir das seguintes equações:

Adsorptividade (mg / g) =(peso de CTAB na solução - peso de CTAB no sobrenadante) / (peso de Ag NPs),

Conteúdo de carregamento de CTAB (%) =(1 - (peso de Ag NPs) / (peso de Ag NPs carregados de CTAB)) × 100%.

Preparação in situ de soluções de quitosana / NPs de Ag

Para obter soluções de quitosana / Ag NPs, 200 kDa de quitosana (1 g) foi dissolvido em ácido acético a 2% (100 ml) à temperatura ambiente durante 24 horas para formar uma solução de quitosana a 1%. Duas amostras de Ag NPs foram usadas em experimentos - Ag NPs puros e Ag NPs-CTAB.

Caracterização físico-química de NPs de Ag e quitosana

Estudos de difração de raios-X de pó (XRD) foram conduzidos em um difratômetro Empírico (PANalytical), usando radiação Cu Kα (1,54 Å), um spinner de transmissão de reflexão (estágio de amostra) e detector PIXcel 3D, operando na geometria Bragg-Brentano . As varreduras 2Theta foram gravadas em temperatura ambiente em ângulos variando de 10 ° a 95 ° com um tamanho de etapa de 0,007 °, em modo de varredura contínua.

As medições de microscopia eletrônica de transmissão (TEM) foram realizadas usando um microscópio eletrônico de transmissão JEM-ARM-200F operando a uma tensão de aceleração de 200 kV.

Os espectros de infravermelho foram obtidos usando um espectrômetro Tensor 27 (Bruker Optics) equipado com uma fonte global e detector MCT. As amostras foram preparadas usando brometo de potássio como material de matriz e misturadas em proporções de 1 mg de amostra a 200 mg KBr. Os peletes foram preparados usando a técnica padrão sob uma pressão de 10 ton / cm ² com um cano de 16 mm de diâmetro. As medições foram realizadas à temperatura ambiente. Para cada espectro, 512 varreduras na faixa espectral de 4000–400 cm ^{- 1} foram tiradas com uma resolução de 4 cm ^{- 1.} Os dados foram processados no pacote de software Opus.

As medições espectrofotométricas (UV-Vis) foram realizadas usando o espectrômetro UV / VIS / NIR Lambda 950 (Perkin Elmer) em comprimentos de onda de 200-800 nm com água como solução referida.

Testes microbiológicos

Cultura bacteriana

Culturas bacterianas foram coletadas da região do meato nasal médio e da garganta dos 70 pacientes internados por meio de cotonetes estéreis. Os espécimes foram transportados imediatamente para o laboratório em meio de transporte e a seguir inoculados em ágar sangue. As culturas bacterianas foram identificadas morfologicamente e bioquimicamente por procedimentos laboratoriais padrão de acordo com o Manual de Métodos para Bacteriologia Geral no laboratório bacteriológico da Sumy State University. Isolamos 50 Staphylococcus aureus Deformação. Cada cultura foi submetida à coloração de Gram e testada quanto à produção de catalase, coagulase livre, pigmento amarelo, fermentação de manitol, crescimento em alta concentração de sal e produção de lipase em meio de ágar gema de ovo (Hi Media, Mumbai).

Teste de susceptibilidade antimicrobiana

Os testes de sensibilidade aos antibióticos foram realizados em todos os S . aureus isolados para determinar seus perfis de resistência aos antibióticos. O método de difusão em disco de Kirby-Bauer foi utilizado para avaliar a susceptibilidade aos antibióticos dos isolados. O teste de sensibilidade antimicrobiana foi realizado em ágar Muller-Hinton contra azitromicina, levofloxacina, claritromicina, ciprofloxacina e meticilina (National Committee for Clinical Laboratory Standards, 1999). Culturas frescas durante a noite foram preparadas e usadas em testes. Cepa padrão de S . aureus ATCC 25923 foi usado como controle. Uma alíquota (100 μL) de cada suspensão isolada foi espalhada em placas de ágar Mueller Hinton. Discos de antibióticos foram pressionados suavemente sobre o ágar Mueller Hinton inoculado para garantir contato íntimo com a superfície, e as placas foram incubadas aerobicamente a 37 ° C por 18–24 h. Os diâmetros da zona de inibição foram medidos. As cepas clínicas foram categorizadas como suscetíveis e resistentes de acordo com os critérios de avaliação desenvolvidos pelas diretrizes do Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) [24]. As cepas de Staphylococcus aureus que foram considerados resistentes à meticilina foram selecionados como MRSA.

Determinação das concentrações inibitórias mínimas de soluções de NPs de quitosana-Ag

As atividades antimicrobianas das soluções de quitosana, Ag NPs e quitosana-Ag NPs foram determinadas de acordo com as recomendações do NCCLS (1999) pelo uso de um método de macrodiluição em caldo. Determinamos a concentração inibitória mínima (MIC) para soluções de teste contra cada Staphylococcus aureus resistente à meticilina (um total de 10 cepas de MRSA). O tubo com a concentração mais baixa que inibe completamente o crescimento visual de bactérias (sem turbidez) foi considerado o MIC.

Resumidamente, no início, sete concentrações de Ag NPs e Ag / CTAB NPs puros foram preparadas usando caldo de nutrientes com o método de diluição em série de 2 vezes. Havia três linhas idênticas de cada tipo de diluição de Ag NPs. Em seguida, em cada tubo de cada fileira, adicionamos 1, 2 ou 3 ml de solução de quitosana a 1%. A concentração final de quitosana e Ag NPs nos tubos testados é mostrada na Tabela 1.

As cepas bacterianas de teste foram cultivadas em caldo apropriado, lavadas uma vez em solução salina estéril e diluídas em água destilada. A concentração bacteriana foi padronizada para uma densidade óptica de 0,08 a 600 nm (aproximadamente 1,5 × 10 ⁸ UFC / mL) usando a escala de McFarland. Então, 100 μl de S . aureus suspensão foi inoculada em tubos com Ag NPs, solução de quitosana e solução de Ag NPs-quitosana. Tubos contendo meio de crescimento e amostras testadas sem inóculo foram usados como controles. Todos os tubos foram incubados aerobicamente a 37 ° C por 24 h. Todas as medidas foram triplicadas.

Resultados

Caracterização de Ag NPs e quitosana usados para preparação de solução in situ

Uma parte dos Ag NPs sintetizados foi modificada por CTAB (Ag / CTAB NPs) (a fim de melhorar a bioatividade e estabilidade das dispersões de Ag NPs). A adsorvência de Ag NPs em relação ao CTAB foi de 70,0 mg / g, o que corresponde ao conteúdo de CTAB na amostra de aproximadamente 6,54%.

Os resultados das medições de XRD de Ag NPs mostraram a presença de quatro picos agudos em 38,15, 44,33, 64,48, 77,47 e 81,54 ° 2Theta (Fig. 1a). De acordo com o American Mineralogist Crystal Structure Database (AMCSD) [5], esses picos foram atribuídos à prata. O pico largo entre 12,00–21,06 ° 2Theta pode ser atribuído a compostos orgânicos que se originaram da síntese (ácido L-ascórbico e gengibre). O padrão de XRD de quitosana (Fig. 1a, detalhe) exibe picos de difração em aproximadamente 9 e 20 ° 2Theta, que são impressões digitais típicas de quitosana semicristalina [5]. A cristalinidade da quitosana é gerada a partir de ligações de hidrogênio entre o hidroxila correspondente e N grupos -acetil. Cada pico cristalino caracteriza a estrutura cristalográfica, que é gerada a partir de alinhamentos paralelos e antiparalelos de cadeias ou folhas poliméricas. A quitosana semicristalina possui regiões amorfas e cristalinas.

Caracterização de Ag NPs e quitosana. a Padrões de XRD, b Espectro FTIR, c Espectro de absorvância UV-Vis de Ag NPs (água), d Imagem TEM de Ag NPs

Os espectros de FTIR de quitosana e Ag NPs são mostrados na Fig. 1b. O espectro da quitosana mostra bandas amplas e intensas em 3450–3200 cm ^{- 1} (vibrações de alongamento OH ligadas por hidrogênio) sobrepostas com bandas de alongamento NH, banda de alongamento CH em 2783 cm ^{- 1} , e a banda para amida I em 1652 cm ^{- 1} (Fig. 1b). Vibrações de flexão de grupos metileno e metila também são visíveis em ν =1375 cm ^{- 1} e ν =1426 cm ^{- 1} , respectivamente. Absorção na faixa de 1160 a 1000 cm ^{- 1} foi atribuído a vibrações do grupo CO. A banda localizada perto de ν =1150 cm ^{- 1} está relacionado a vibrações assimétricas de CO na ponte de oxigênio resultante da desacetilação da quitosana. As bandas perto de 1080–1025 cm ^{- 1} são atribuídos a ν _CO do anel COH, COC e CH ₂ OH. O pequeno pico em ~ 890 cm ^{- 1} corresponde ao abanar da estrutura do sacarídeo da quitosana [11, 13].

O espectro FTIR de Ag NPs revelou vários picos intensivos em 1226, 1366, 1636, 1714, 2851, 2924 e 3438 cm ^{- 1} . Os últimos foram atribuídos aos grupos OH ligados por H. Os picos em 1226 e 1366 cm ^{- 1} são devido às vibrações de flexão CO e CH; pico duplo em 1636 e 1714 cm ^{- 1} apontam para a presença dos grupos C =C e C =O (vibrações de alongamento). Os picos em 2851 e 2924 cm ^{- 1} estão relacionados às vibrações de alongamento de CH [13]. A presença de grupos orgânicos na superfície dos Ag NPs deve-se aos compostos orgânicos utilizados para sua síntese, ácido L-ascórbico e gengibre, cujos espectros de FTIR são conhecidos [10]. Se compararmos os espectros deste último com o Ag NPs, pode-se notar que o pico duplo em 1636 e 1714 cm ^{- 1} é inerente ao espectro do ácido L-ascórbico e deslocado para o azul. Os picos de gengibre mais intensos situados entre 1000–1200 cm ^{- 1} (Vibrações COC) não são intensamente expressas no espectro Ag NPs. Assim, o ácido L-ascórbico desempenha o papel predominante na redução dos íons de prata, transferindo dois elétrons e transformando-se em ácido desidroascórbico [29]. O desvio para o azul da posição do pico do ácido L-ascórbico dá uma evidência da ligação química desta molécula na superfície Ag NPs.

O espectro de absorbância de UV-Vis dos Ag NPs dispersos em água (Fig. 1c) revelou o pico assimétrico em aproximadamente 387 nm. O pico dentro de 387–420 nm é conhecido como o pico característico para Ag NPs e é geralmente atribuído ao efeito de ressonância do plasmon de superfície [30]. A assimetria deste pico (platô) pode ser atribuída à precipitação rápida de Ag NPs. O pico em aproximadamente 264 nm também é conhecido para Ag NPs e geralmente está relacionado à transição de elétrons para estados de energia mais alta em execução em Ag NPs [38]. Por outro lado, o espectro UV-Vis do ácido L-ascórbico também revelou um pico em 255 nm [4]. Portanto, o pico a 264 nm no espectro de Ag NPs pode ser considerado como pico desviado para o vermelho do ácido L-ascórbico, confirmando a presença dessas moléculas quimicamente ligadas na superfície de Ag NPs.

É interessante que o espectro de UV-Vis de NPs de Ag / CTAB (Fig. 1c, linha azul) revelou um pico simétrico em 417 nm. Isso confirmou que a estabilidade de Ag NPs em água foi melhorada devido à modificação da superfície por moléculas CTAB.

Medições de TEM revelaram que Ag NPs têm forma arredondada e a maioria deles tem tamanho de 10-12 nm (Fig. 1d).

Atividades antibacterianas das soluções de quitosana / Ag NPs preparadas in situ contra cepas de Staphylococcus aureus resistentes à meticilina

MIC de Ag NPs e Ag / CTAB NPs puros contra 100% de MRSA foi de 9,6 μg / ml. As concentrações mais baixas mostraram atividades menores (Tabela 2). A solução de quitosana demonstra atividades antibacterianas com MIC 6 μg / ml contra cepas clínicas 100% de MRSA. Dentre elas, 60% das cepas apresentaram CIM 3.3 e solução de quitosana 5 μg / ml.

O efeito inibitório da solução de quitosana-Ag NPs contra MRSA é apresentado na Fig. 2a. Verificou-se que a solução de quitosana-Ag NPs apresentou eficácia antimicrobiana superior em comparação com suas formas puras. Ao mesmo tempo, a preparação in situ da solução de quitosana-Ag NPs / CTAB (quitosana 6,0 μg / ml, Ag / CTAB NPs) não foi possível devido à precipitação dos componentes:formação de aglutinação de anel cinza-preto e separação do componentes em duas fases. A atividade antibacteriana não pôde ser avaliada neste caso. Levando em consideração o resultado inesperado da mistura de quitosana e CTAB e a menor atividade antibacteriana de Ag NPs-CTAB (ver Fig. 2b), concluímos que a modificação da superfície de Ag NPs por CTAB não é promissora. A presença de moléculas CTAB na superfície de Ag NPs melhorou a estabilidade das dispersões em água, porém diminuiu significativamente a atividade antimicrobiana e causou precipitação da solução.

A porcentagem de cepas sensíveis de MRSA após o tratamento. Solução de quitosana-Ag NPs ( a ) e solução quitosana-AgNPs-CTAB ( b ) 3,3, 5 e 6 μg / ml - essas são as concentrações de quitosana na solução

Discussão

Toxicidade refere-se a quaisquer impactos prejudiciais em um organismo durante a exposição a nanopartículas e seus sais. Se o objetivo é esterilizar ou desinfetar um organismo específico, a toxicidade pode ser interpretada como um resultado positivo (antibacteriano, antiviral) [15]. A necessidade fundamental atual em nanotecnologia é o desenvolvimento de métodos ecologicamente corretos e confiáveis para a síntese de nanopartículas metálicas. Afirmamos o uso de agentes redutores biológicos que são materiais naturais, de baixo custo e ecológicos para a produção de nanopartículas de prata, para evitar a presença de solventes perigosos e tóxicos [37]. O uso de Ag NPs como agentes terapêuticos é limitado devido à sua citotoxicidade contra células de mamíferos. Vários fatores podem ter impacto sobre o efeito de Ag NPs contra microrganismos, como tamanho, forma, estabilidade e concentração de Ag NPs [4].

Em nossa pesquisa, obtivemos Ag NPs com tamanho de 5–18 nm. É um dos parâmetros mais fundamentais que afetam as propriedades ópticas [39], antimicrobianas [27] e antivirais de Ag NPs [21]. Partículas menores exibem maior atividade antibacteriana. Alguns estudos revelaram que os NPs maiores que 10 nm se acumulam na superfície celular e comprometem a permeabilidade celular; entretanto, NPs menores que 10 nm penetram na bactéria, afetando o DNA e as enzimas levando à morte celular [14]. É interessante notar que embora a maioria dos resultados provou que a hipótese de toxicidade aumenta com a diminuição do tamanho da partícula, também existem dados experimentais mostrando que NPs menores eram menos tóxicos ou não tinham toxicidade dependente do tamanho [15]. Muitos são os estudos que mostram a atividade antimicrobiana dos Ag NPs na faixa de tamanho de 3 a 100 nm [19].

Como mencionado anteriormente, os efeitos da quitosana na estabilidade e nas propriedades antimicrobianas dos Ag NPs sintetizados foram avaliados. Antes do teste de susceptibilidade, as nanopartículas sintetizadas foram submetidas a diferentes métodos de caracterização para determinar sua pureza. Nossa pesquisa mostrou que os Ag NPs na concentração de 9,6 μg / ml são eficazes contra 100% das cepas de MRSA e o CTAB não aumentou a eficácia dos Ag NPs.

Sabe-se que a quitosana possui atividade antibacteriana significativa contra um amplo espectro de bactérias [2]. Apesar disso, alguns relatórios indicam que a quitosana pura não previne infecções graves [3]. Várias publicações relataram várias combinações de quitosana e prata com propriedades antimicrobianas aprimoradas [11]. Nanocompósitos de prata-quitosana foram propostos como revestimentos para aplicações de engenharia biomédica, embalagens de alimentos e curativos [2, 3]. Mas há dados limitados sobre o efeito antibacteriano da solução de NPs de quitosana-Ag contra MRSA [34]. Nossos dados demonstram que a simples mistura de Ag NPs em solução de quitosana pode aumentar a atividade antibacteriana de ambos os componentes. Obtemos aumento de todas as atividades antibacterianas da substância investigada. MIC de quitosana foi de 3,3 μg / ml e Ag NPs MIC e Ag NPs com CTAB MIC puros foram 1,2 e 2,4 μg / ml, respectivamente. Kaur et al. (2013) também relataram atividade antibacteriana de nanocompósitos de prata / quitosana contra S . aureus , em que mostraram resultados semelhantes [36], mas não determinaram o MIC. Este achado demonstra a eficácia da solução de NPs de quitosana-Ag, mas não vimos vantagens do CTAB como um agente antibacteriano. Pelo contrário, outro estudo mostrou que Ag NPs estabilizados com CTAB tem pronunciado efeito antibacteriano contra S . aureus e Escherichia coli . Provavelmente, em nosso experimento, a quitosana se liga ao CTAB que diminui o efeito do Ag NPs para as células bacterianas.

Conclusões

Neste estudo, a atividade de soluções de NPs de quitosana-Ag preparadas in situ com diferentes proporções de componentes foi testada contra MRSA isolado de pacientes. Nossos resultados mostraram que a simples mistura da solução de quitosana e Ag NPs reduz a concentração de inibição mínima das substâncias em 2 e 4 vezes (3,3 e 1,2 μg / ml), respectivamente. Esse resultado é muito promissor e pode ser considerado uma solução eficaz no combate às bactérias resistentes aos medicamentos. É também um avanço na direção da medicina personalizada. Futuros estudos de citotoxicidade da solução de NPs de quitosana-Ag darão uma resposta sobre as doses adequadas para uso clínico.