Nanofibras eletrofiadas contendo caldo fermentado de paenibacillus polymyxa e nanopartículas de prata: produção, caracterização e avaliação da atividade antimicrobiana

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Oliveira, Luís Fernando Rocha
Orientador(a): Corrêa, Daniel Souza lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia - PPGBiotec
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.14289/22216
Resumo: Chronic wounds have no defined recovery time, often leading to complications that can ultimately result in the patient's death. This scenario, combined with the growing number of multidrug-resistant bacterial cases, has intensified interest in researching new antimicrobials and more efficient delivery methods. Mats composed of electrospun nanofibers are promising platforms for drug delivery and wound dressing applications due to properties such as high surface area and porosity, which facilitate cell adhesion and mobility in the wound area. In this work, lyophilized fermented broth of Paenibacillus polymyxa (FBP) was incorporated into mats of poly(vinyl alcohol) (PVA) and poly(caprolactone) (PCL), biocompatible and biodegradable polymers, produced via electrospinning. Electrospun bilayer PVA/PCL mats containing FBP exhibited fewer fiber defects, and FTIR analysis confirmed FBP incorporation; however, the samples showed low antimicrobial activity even at higher FBP concentrations. To improve bioactivity, surface modifications were performed using silver nanoparticles (AgNPs), well-known nanostructures for their potent antimicrobial properties. Among the samples modified by spraying and immersion, the latter showed better antimicrobial responses; however, the method led to PVA dilution. By removing PVA from the formulation, PCL/FBP25% mats were obtained, which, when modified with AgNPs via immersion, exhibited the highest antimicrobial activity in the study. Additionally, FBP incorporation improved PCL properties, such as wettability and fiber uniformity, highlighting the potential of these nanofibers for further studies in skin dressing applications.
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Mats composed of electrospun nanofibers are promising platforms for drug delivery and wound dressing applications due to properties such as high surface area and porosity, which facilitate cell adhesion and mobility in the wound area. In this work, lyophilized fermented broth of Paenibacillus polymyxa (FBP) was incorporated into mats of poly(vinyl alcohol) (PVA) and poly(caprolactone) (PCL), biocompatible and biodegradable polymers, produced via electrospinning. Electrospun bilayer PVA/PCL mats containing FBP exhibited fewer fiber defects, and FTIR analysis confirmed FBP incorporation; however, the samples showed low antimicrobial activity even at higher FBP concentrations. To improve bioactivity, surface modifications were performed using silver nanoparticles (AgNPs), well-known nanostructures for their potent antimicrobial properties. Among the samples modified by spraying and immersion, the latter showed better antimicrobial responses; however, the method led to PVA dilution. By removing PVA from the formulation, PCL/FBP25% mats were obtained, which, when modified with AgNPs via immersion, exhibited the highest antimicrobial activity in the study. Additionally, FBP incorporation improved PCL properties, such as wettability and fiber uniformity, highlighting the potential of these nanofibers for further studies in skin dressing applications.Feridas crônicas não possuem tempo definido para recuperação, ocasionando complicações que podem eventualmente levar o paciente a óbito. Este cenário, somado ao crescente número de casos de bactérias multirresistentes, tem fortalecido o interesse na pesquisa de novos antimicrobianos e em formas mais eficientes para aplicá-los. Mantas formadas por nanofibras eletrofiadas são plataformas interessantes para aplicações na liberação lenta de fármacos e em curativos, pois possuem características como grande área superficial e porosidade, facilitando a adesão e motilidade de células na região da ferida. Neste trabalho foi realizada a incorporação do caldo fermentado liofilizado de Paenibacillus polymyxa (CFP) em mantas dos polímeros poli(álcool vinílico) e poli(caprolactona), polímeros biocompátiveis e biodegradáveis, produzidas através da técnica de eletrofiação. As mantas bicamadas de PVA/PCL eletrofiadas com CFP apresentaram menos defeitos nas fibras e através da técnica de FTIR foi possível constatar que houve incorporação do CFP, porém as amostras apresentaram baixa atividade antimicrobiana mesmo nas concentrações mais altas de CFP. Visando melhorar a bioatividade, foram realizadas modificações superficiais nas mantas usando nanopartículas de prata (AgNPs), nanoestruturas já conhecidas pela sua potente atividade antimicrobiana. Entre as amostras modificadas por aspersão e imersão, as últimas apresentaram uma melhor resposta antimicrobiana, porém o método levava a diluição PVA. Ao remover o PVA da formulação, foram obtidas mantas de PCL/CFP25%, que modificadas com AgNP por imersão, apresentaram a melhor atividade antimicrobiana do trabalho. Além disso, a incorporação do CFP apresentou melhorias nas características do PCL, como uma melhor molhabilidade e formação de fibras mais homogêneas, indicando o potencial dessas nanofibras para continuidade dos estudos para aplicações em curativos de pele.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)88887.495797/2020-00porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Biotecnologia - PPGBiotecUFSCarhttps://link.springer.com/article/10.1007/s12668-025-01950-2Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCaldo fermentadoAntimicrobianoNanofibrasEletrofiaçãoENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS::POLIMEROS, APLICACOESNanofibras eletrofiadas contendo caldo fermentado de paenibacillus polymyxa e nanopartículas de prata: produção, caracterização e avaliação da atividade antimicrobianaElectrospun nanofibers containing fermented broth of paenibacillus polymyxa and silver nanoparticles: production, characterization, and evaluation of antimicrobial activityinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDissertacao_LuísFROliveira.pdfDissertacao_LuísFROliveira.pdfapplication/pdf2833133https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/05b45a3c-efb2-4713-9fe3-4f45f7c2d391/downloadc57268c8e461c0aca1095157126f8d20MD51trueAnonymousREADTEXTDissertacao_LuísFROliveira.pdf.txtDissertacao_LuísFROliveira.pdf.txtExtracted texttext/plain102471https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/6ec555e1-4eed-45de-9bb5-88108e82eab4/download91d22a228b494fb374cbdc4b7f3084c8MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILDissertacao_LuísFROliveira.pdf.jpgDissertacao_LuísFROliveira.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg5070https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/e63acead-0f0c-4de1-812b-5667a03ea633/download2d067bbade7ce40bb48e9c0ee49f4a7aMD54falseAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8905https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/6afc9b73-c394-4627-894d-8637ef34c3d9/download57e258e544f104f04afb1d5e5b4e53c0MD52falseAnonymousREAD20.500.14289/222162025-06-13 00:26:51.013http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/22216https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-06-13T03:26:51Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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