Development and analysis of the properties of chitosan and alginate membranes containing polyhexamethylene biguanide for the treatment of skin lesions

As lesões de pele representam um grande desafio para os profissionais da saúde, sendo que os curativos mais modernos disponíveis atualmente são, em sua maioria, importados e de alto custo. Existe, assim, a necessidade de criar recursos mais acessíveis à população, os quais utilizem matérias-primas renováveis e sejam produzidos por meio de tecnologias simples e de baixo custo. A quitosana e o alginato são biopolímeros biocompatíveis, apresentam propriedades cicatrizantes e são abundantes na natureza, características estas que os tornam atrativos para a confecção de curativos de lesões de pele. A inclusão de agentes antimicrobianos, como polihexametileno biguanida (PHMB), aos curativos produzidos a partir destes biopolímeros pode levar a um melhor desempenho dos mesmos. Neste trabalho de tese, membranas densas e porosas de quitosana-alginato foram obtidas na presença de diferentes quantidades do tensoativo Pluronic F68. Os resultados obtidos mostraram que a inclusão de até 10% (m/m) de tensoativo provoca o aumento da porosidade (de 0,46 para 0,84), da espessura (de 0,08 para 0,50 mm), da rugosidade (de 1,27 para 21,20 µm), da capacidade de absorção de fluidos (de 14,22 para 21,27 g/g para NaCl a 0,9%) e de vapor d¿água (de 15,5 para 36,5%) e a diminuição da resistência à tração (de 31,1 para 1,1 MPa) e do alongamento na ruptura (de 4,0 para 2,0%) das membranas. Os materiais obtidos não se mostraram citotóxicos a fibroblastos de camundongos. O agente antimicrobiano PHMB foi incorporado às membranas por três diferentes métodos: adição à mistura polimérica, adsorção a partir de solução aquosa e impregnação mediada por CO2 supercrítico. A incorporação de PHMB por adição à mistura polimérica foi considerada como a mais satisfatória, pois não provocou alterações no aspecto e morfologia das membranas e resultou em altas eficiências de incorporação, variando entre 72 e 86 %. Observou-se também adequado controle da cinética de liberação, sendo que grande parte do antimicrobiano incorporado não foi liberada em tampão fosfato-salino (PBS), indicando alta afinidade entre o PHMB e a matriz de quitosana-alginato. As membranas apresentaram atividade antimicrobiana adequada, o que sugere que possam ser empregadas como barreira contra microrganismos comumente presentes em lesões de pele, tais como Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa.Skin lesions represent a great challenge for health professionals, since most of the existing modern wound dressings are imported and expensive. Therefore, there is a need to create more accessible products to the public, made from renewable raw materials and processed through simple and low cost technologies. Chitosan and alginate are biocompatible biopolymers that have healing properties and are abundant in nature, which are attractive characteristics to the production of wound dressings. The incorporation of antimicrobial agents, such as polyhexamethylene biguanide (PHMB), to these dressings can lead to a better performance. In this work, dense and porous chitosan-alginate membranes were obtained in the presence of different proportions of the surfactant Pluronic F68. It was noticed that inclusion of up to 10% (w/w) Pluronic F68 caused an increase in porosity (from 0.46 to 0.84), thickness (from 0.08 to 0.50 mm), roughness (from 1.27 to 21.20 µm), fluids absorption capacity (from 14.22 to 21.27 g/g for 0.9% NaCl) and water vapor absorption capacity (from 15.5 to 36.5%) and a decrease in tensile strength (from 31.1 to 1.1 MPa) and elongation at break (from 4.0 to 2.0%) of the membranes. The obtained materials were not toxic to mouse fibroblasts. The antimicrobial agent PHMB was incorporated to the membranes through three different methods: addition to the polymeric mixture, adsorption in aqueous solution and via supercritical fluid. The addition to the polymeric mixture was considered the most promising incorporation method, since it had high yields (between 72 and 86 %) and did not cause changes in the membranes aspect and morphology. Release kinetic studies in PBS showed that most of the PHMB loaded remained in the membranes, indicating high affinity between PHMB and the polymeric matrix. The obtained membranes showed adequate antimicrobial activity, having potential applicability as barriers against microorganims commonly found in skin wounds, such as Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa