Novos materiais poliméricos antimicrobianos de alta eficiência: obtenção e uso de relações entre a estrutura molecular e a atividade

• Processo: 22/02049-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de novembro de 2022 - 31 de outubro de 2025
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Fábio Herbst Florenzano
• Beneficiário: Fábio Herbst Florenzano
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Iolanda Midea Cuccovia
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/05011-2 - Consolidação e adaptação de metodologias para a geração de materiais poliméricos antimicrobianos, BP.TT
• Assunto(s): Polímeros (materiais) Anti-infecciosos Estrutura molecular
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Antimicrobial polymers | functional polymers | Properties relationships | Raft | Smart surfaces | Structure | Novos Materiais Poliméricos Funcionais

Resumo

A emergência de novas doenças infecciosas, como a COVID-19, relembra e reforça a necessidade de se controlar e combater microrganismos patogênicos. Ao lado de vacinas e fármacos, materiais poliméricos antimicrobianos podem desempenhar um papel importante nessa área. Com a escolha e combinação de unidades repetitivas apropriadas, já foi demonstrado que o material polimérico pode ter ação antimicrobiana intrínseca e direta (por contato) contra bactérias, vírus e outros patógenos; inclusive para uso in vivo. Mais do que isso, polímeros podem gerar artefatos com capacidade antimicrobiana, como máscaras e superfícies recobertas, que auxiliem no controle de contaminações em diversos contextos, tanto no ambiente hospitalar como no dia-a-dia da população. Em geral, conforme já amplamente demonstrado, polímeros catiônicos tendem a apresentar ação antibacteriana e os aniônicos antiviral. Mas, para além disso, a combinação das unidades repetitivas, tanto em relação à natureza de cada uma quanto à forma com que se apresentam na cadeia polimérica, pode otimizar a atividade antimicrobiana e também emprestar ao material outras propriedades como a adesão a superfícies de diversos tipos, propriedades mecânicas para geração fibras e tecidos, solubilidade ou insolubilidade no meio desejado, agregação, entre muitas outras, o que alarga em muito o horizonte de aplicações desses polímeros. Nesse sentido, propõe-se aqui o uso da técnica de polimerização conhecida como RAFT para se gerar materiais poliméricos orientados para essa aplicação e com variações sistemáticas na composição, na massa molar média, na arquitetura de copolímeros, etc., para se buscar as relações entre essas caraterísticas e as atividades antibacteriana e antiviral, que serão determinadas por testes padronizados. Nesse processo, materiais com atividade antibacteriana e/ou antiviral maximizada podem também ser obtidos. Serão usados monômeros comercialmente disponíveis, alguns que já demonstraram gerar polímeros antimicrobianos, evitando-se assim a síntese de substâncias complexas de baixa massa molar, uma estratégia que seria mais complexa e com maior custo. O domínio e uso de uma técnica como a RAFT é fundamental neste tipo de abordagem por permitir o planejamento e obtenção de materiais com arquitetura específica, como copolímeros em bloco, e, sobretudo, que apresentem boa homogeneidade tanto de massa molar como de composição, no caso de copolímeros, permitindo assim o isolamento do efeito de uma característica particular na atividade estudada. Pretende-se, ao final do projeto, ter-se gerado conhecimento capaz de facilitar o processo de obtenção de materiais poliméricos com atividade antimicrobiana otimizada a partir da elucidação da influência de determinadas características do material na sua atividade, além de conhecimento básico sobre o mecanismo de ação envolvido. (AU)