Estudo da eficácia e durabilidade de nanopartículas com diferentes agentes antimicrobianos em materiais têxteis funcionais

Abstract

Nas últimas décadas tem-se assistido a importantes desenvolvimentos na área dos materiais têxteis funcionais bem como na crescente aplicação biotecnológica de nanopartículas. Além disso, nos dias de hoje, a principal preocupação neste tipo de materiais recai sobre a durabilidade do agente antimicrobiano presente nos diferentes materiais têxteis. Assim, o objetivo da presente dissertação consistiu no estudo da eficácia e durabilidade de nanopartículas com diferentes agentes antimicrobianos, peróxido de hidrogénio e ácido peracético, incorporadas em materiais têxteis funcionais. A fixação das nanopartículas contendo os diferentes agentes antimicrobianos foi feita recorrendo a duas técnicas: esgotamento e pad-batch. A eficácia da atividade antibacteriana dos materiais têxteis funcionais foi realizada de acordo com a norma JIS L 1902:2008, em Staphylococcus aureus e Klebsiella pneumoniae. Além do estudo da atividade antibacteriana, realizou-se a caracterização das nanopartículas e dos materiais têxteis funcionalizados por diferentes técnicas: Espetroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscópia eletrónica de varrimento (SEM), microscopia eletrónica de transmissão (TEM) e dispersão de luz dinâmica (DLS). De maneira a fazer um estudo comparativo entre a atividade antibacteriana e a presença do agente antimicrobiano, realizou-se a quantificação do princípio ativo no material têxtil por iodometria. Após estes testes iniciais as amostras sofreram 20 lavagens e quer a atividade antimicrobiana quer a quantificação do agente foram realizadas de novo. Pela análise da atividade antimicrobiana dos materiais têxteis funcionais foi possível verificar uma taxa de redução de 100 % nas amostras produzidas inicialmente. Estes resultados foram de encontro com os obtidos pelas técnicas de caracterização utilizadas onde foi possível verificar as diferenças entre os materiais têxteis com e sem funcionalização e a presença quer das nanopartículas quer do agente ativo nos materiais têxteis. Os materiais têxteis obtidos após as várias lavagens apresentaram um decréscimo significativo na taxa de redução de microrganismos em relação à obtida inicialmente de acordo com os testes de atividade antimicrobiana realizados. Esta análise foi comprovada com a quantificação do agente ativo onde se verificaram menores concentrações do mesmo após as lavagens. Com este estudo foi possível concluir que, embora os materiais têxteis apresentassem atividade antimicrobiana, esta diminui ou desaparece após lavagens.

In recent decades major developments were performed in the area of biofunctional textiles and the application of nanoparticles in biotechnology is growing. Nowadays, the main concern in this type of material is the durability of the antimicrobial agent incorporated on textiles. So, the objective of the present work consisted on the study of the efficacy and durability of nanoparticles, with different antimicrobial agents (hydrogen peroxide and peracetic acid) incorporated into functional textiles. The incorporation of nanoparticles containing different antimicrobial agents, on the textile, was done using two techniques: exhaustion and pad-batch. The efficacy of the antibacterial activity of the functionalized textile material was performed according to the JIS L 1902: 2008 standard, using Staphylococcus aureus and Klebsiella pneumoniae. Besides the study of the antibacterial activity, the characterization of nanoparticles and functionalized textile materials was done using different techniques: Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and dynamic light scattering (DLS). In order to make a comparative study between the antibacterial activity and the presence of the antimicrobial agent, the quantification of the active ingredient in the textiles was done by iodometry. After these tests the samples underwent 20 washes and the antimicrobial activity tests and the quantification of the antimicrobial agent were repeated. By analyzing the antimicrobial activity of the functional textiles it was observed a complete reduction in the samples produced initially. These results were in agreement with the ones obtained with the characterization techniques since it was possible to verify the differences between the textile materials with and without functionalization and the presence of the nanoparticles as well as of the active agent on the textile materials. The textile materials obtained after several washes showed a significant decrease in the reduction rate of microorganisms compared to the one obtained initially according to antimicrobial activity tests. This analysis was confirmed by the lower concentration of the active agent obtained after washing by its quantification. With this study it was concluded that, although presenting some antimicrobial activity, the textiles lost it after several washing steps.