Nanoestrutura plasmônica de ouro e sua aplicação em nanobiotecnologia têxtil: avaliação antimicrobiana e de citotoxicidade

dc.contributor.advisorLadchumananandasivam, Rasiah
dc.contributor.advisorIDpt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/8553209522282182
dc.contributor.authorSilva, Iris Oliveira da
dc.contributor.authorIDpt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3890585112132451
dc.contributor.referees1Oliveira, Fernando Ribeiro
dc.contributor.referees1IDpt_BR
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8756490682656905
dc.contributor.referees2Nascimento, José Heriberto Oliveira do
dc.contributor.referees2IDpt_BR
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/7033735079037677
dc.contributor.referees3Gasparotto, Luiz Henrique da Silva
dc.contributor.referees3IDpt_BR
dc.contributor.referees3Latteshttp://lattes.cnpq.br/2649423643904707
dc.contributor.referees4Souto, Antonio Pedro Garcia de Valadares
dc.contributor.referees4IDpt_BR
dc.contributor.referees4Latteshttp://lattes.cnpq.br/7025802105799500
dc.contributor.referees5Formiga, Fábio Rocha
dc.contributor.referees5IDpt_BR
dc.contributor.referees5Latteshttp://lattes.cnpq.br/9356882101653526
dc.date.accessioned2017-05-31T23:47:22Z
dc.date.available2017-05-31T23:47:22Z
dc.date.issued2017-03-17
dc.description.abstractSeveral studies reported on the development of functional textile materials using metallic nanoparticles. These particles exhibit high reactivity and characteristic properties of nanometer-scale materials. The main characteristic of gold nanoparticles (NPAu) is the effect of plasmon resonance, which is a phenomenon that occurs as a consequence of the size and morphology of nanomaterials. In this work, a functional textile material of biodegradable fibers of soybean and bamboo was developed, modified with chitosan and functionalized with NPAu in different concentrations. The objective was to give the substrates bioactive properties, such as antimicrobial action, and to verify the degree of cytotoxicity in fibroblasts in vitro. Initially, the soybean and bamboo knitted fabrics were targeted and later modified with chitosan at varied concentrations in order to obtain the best NPAu depletion result in the substrates, by K/S result (Kubelka-Munk). Afterwords, the NPAu were incorporated in the samples through an experimental design 23, aiming to obtain the highest concentration of nanomaterials in the fibres. The synthesized NPAu were characterized by UV/Vis spectroscopy, zeta potential, DLS, MET and AFM, techniques that demonstrated characteristic peaks of absorbance, mean size, morphology and surface charge of gold nanoparticles. The bioactive samples were evaluated using SEM/EDS, TG and XRF techniques, which determine the incorporation of NPAu on the surface of the fabrics in study. In addition, the NPAu adsorption isotherm was studied in the substrates, as well as the influence of wash fastness and colorimetric values (L * a * b *) in order to verify the color and chroma variations (ΔE) of the samples before and after successive washes. In addition, the bioactive properties of the fabrics were verified by quantitative and qualitative antimicrobial analysis for gram-positive (Staphylococcus aureus) and gram-negative (Klebsiella pneumoniae), bacterias measuring the immediate quantitative inhibition and/or contact (0 hour) of 89.38% and inhibition over time (24 hours) of 98.22% for S. aureus and 74.14% inhibition (0 hour) and 96.45% inhibition (24 hours) for K. pneumoniae. Finally, the cellular viability was studied through NPAu cytotoxicity analysis at 115 μg/ml, where there was a non-significant reduction in fibroblasts viability (12.55%). According to established analysis, it can be demonstrated that the functional tissues developed, have a greater potential for technological and biomedical applications.pt_BR
dc.description.resumoVários estudos têm direcionado esforços para o desenvolvimento de materiais têxteis funcionais utilizando nanopartículas metálicas. Estas partículas apresentam elevada reatividade e propriedades características de materiais na escala nanométrica. A principal caracteristica das nanopartículas de ouro (NPAu) é o efeito da ressonância de plasmon, que é um fenômeno que ocorre em consequência do tamanho e morfologia nos nanomateriais. Neste trabalho, foi desenvolvido um material têxtil funcional de fibras biodegradáveis de soja e bambu, modificado com quitosana e funcionalizado com NPAu em várias concentrações. O objetivo foi conferir aos substratos propriedades bioativas, como ação antimicrobiana, e verificar o grau de citotoxicidade em fibroblastos in vitro. Inicialmente, as malhas de soja e bambu foram alvejadas e posteriormente modificadas com quitosana em várias concentrações com o objetivo de se obter o melhor resultado de esgotamento das NPAu nos substratos, através de resultado de K/S (Kubelka-Munk). Posteriormente, as NPAu foram incorporadas nos têxteis através de um planejamento experimental 23, visando obter a maior concentração dos nanomateriais nas malhas. As NPAu sintetizadas foram caracterizadas através de espectroscopia UV/Vis, potencial zeta, DLS, MET e AFM, técnicas que demonstraram pico característico de absorbância, tamanho médio, morfologia e carga superficial das nanopartículas de ouro. Os tecidos bioativos foram avaliados através das técnicas de MEV/EDS, TG e FRX, que determinam a incorporação das NPAu na superfície dos materiais têxteis em estudo. Além disso, foi estudada a isoterma de adsorção das NPAu nos substratos, bem como, a influência da solidez a lavagem (ΔE) e os colorimétricos (L*a*b*) afim de se verificar as variações de cor e croma das malhas antes e após as sucessivas lavagens. Adicionalmente, foi verificada as propriedades bioativas dos têxteis, através de análise antimicrobiana quantitativa e qualitativa para as bactérias gram-positivas (Staphylococcus aureus) e gram-negativas (Klebsiella pneumoniae), medindo a inibição quantitativa imediata e/ou por contato (0 hora) de 89,38% e inibição ao longo do tempo (24 horas) de 98,22% para S. Aureus e de 74,14% de inibição (0 hora) e 96,45% de inibição (24 horas) para K. Pneumoniae. Por fim, foi analisada a viabilidade celular através de análise de citotoxicidade das NPAu na concentração de 115 μg/ml, onde verificou-se uma redução não significativa na viabilidade dos fibroblastos (12,55%). Conforme análises desenvolvidas, pode-se comprovar que os tecidos funcionais desenvolvidos, possuem grande potencial de aplicação tecnológica e biomédica.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.identifier.citationSILVA, Iris Oliveira da. Nanoestrutura plasmônica de ouro e sua aplicação em nanobiotecnologia têxtil: avaliação antimicrobiana e de citotoxicidade. 2017. 159f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23314
dc.languageporpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectBiotêxteispt_BR
dc.subjectNanopartículas de ouropt_BR
dc.subjectPropriedade antimicrobianapt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICApt_BR
dc.titleNanoestrutura plasmônica de ouro e sua aplicação em nanobiotecnologia têxtil: avaliação antimicrobiana e de citotoxicidadept_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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