Micropartículas de quitosana como suporte para bioativos: síntese, caracterização, atividade antimicrobiana e formulação cosmética
Resumo
Os microplásticos presentes em produtos cosméticos e agentes de limpeza,
associado com o descarte incorreto têm gerado grandes quantidades de resíduos
ambientais, que são resistentes à degradação. Assim, os biopolímeros estão sendo
utilizados como uma alternativa os plásticos por não serem tóxicos e possuírem
tempo de degradação menor que os polímeros sintéticos. A quitosana é um
biopolímero sintetizado a partir da quitina purificada a partir de exoesqueletos, a
exemplo das cascas de camarão. Esse polímero possui grupos funcionais que
permitem modificações e reticulação com bioativos, como vanilina e ácido gálico, de
forma a manter e/ou potencializar as propriedades biológicas de cada componente.
O objetivo deste trabalho é a síntese, caracterização e avaliação antimicrobiana de
micropartículas de quitosana, reticuladas com bioativos, para formação de produto
com propriedades sustentáveis, que proporcionem alternativas ao uso de
microplásticos em formulações cosméticas de higiene e limpeza. As micropartículas
foram sintetizadas pelo método de gelificação, fazendo uso de quitosana sintetizada
previamente pelo grupo. O processo de reticulação química e física da quitosana
nas micropartículas foi realizado, respectivamente, com uso de sistema de refluxo e
solventes atóxicos, pelo período de 5h para a vanilina e 24h para o ácido gálico.
Caracterizaçãoes químicas, físicas e biológicas foram realizadas. As micropartículas
ME-1V evidenciaram retenção de 26,5 % com vanilina e as ME-1V AG evidenciaram
retenção de 23,7 % com ácido gálico, a partir da quantificação realizada por método
desenvolvido com uso de espectroscopia no ultravioleta-visível (UV-Vis). As
micropartículas ME-1V e ME-1V AG mostraram-se, majoritariamente, estáveis em
água, com diferentes valores de pH (2,0; 7,0; 10,0). Em emulsão água/óleo (base
cosmética) não foi observado intumescimento das micropartículas ME-1V e ME-1V
AG. O grau de intumescimento de ME-1V foi de 97,4% e de ME-1V AG foi de 142%.
A análise de espectroscopia na região do infravermelho mostrou as bandas
características da reticulação química da vanilina, com a formação da ligação imina
(C=N) nas micropartículas ME-1V, e da reticulação física, com ácido gálico, nas
micropartículas ME-1V AG, por meio das ligações de hidrogênio, que não estavam
presentes no espectro das micropartículas ME-1 que continham apenas quitosana.
As micrografias obtidas por microscopia eletônica de varredura evidenciaram formas
definidas, tendenciando ao formato esférico, com superfície lisa e homogênea. O
tamanho de diâmetro das micropartículas variou de 692-940 μm. A análise de
espectroscopia de energia dispersiva indicou os principais constituintes atômicos C,
N, O presentes na quitosana, vanilina e ácido gálico. As análises térmicas
evidenciaram a estabilidade das micropartículas reticuladas, com destaque para a
estabilidade térmica das micropartículas ME-1V AG, que evidenciaram 49,35% de
resíduo à 500ºC. Em relação ao potencial antimicrobiano, apenas ME-1V AG e os
bioativos precursores (quitosana, vanilina e ácido gálico) mostraram essa
capacidade, com destaque para ação frente à bactéria Gram - Eschericha coli.
Dessa forma, ambas micropartículas ME-1V e ME-1V AG mostraram as
características adequadas ao emprego alternativo em formulações cosméticas de
higiene e limpeza, ao invés ao uso de microplásticos. Por fim, conclui-se que os resultados obtidos neste trabalho respeitam os preceitos de sustentabilidade definidos pelos objetivos de desenvolvimento sustentáveis, ao mesmo tempo em
que, agregam valor às matérias primas, no desenvolvimento de novos materiais.