Obtenção, caracterização e aplicação de hidrogéis a base de polissacarídeos

CAPESHidrogéis são considerados uma rede polimérica tridimensional capaz de absorver grandes quantidades de água ou fluídos biológicos e que podem ser aplicados para a manutenção de células, nutrientes, drogas ou proteínas, bem como matriz de suporte para crescimento celular e regeneração de tecidos. Neste trabalho foram desenvolvidos hidrogéis baseados em polissacarídeos naturais, que foram caracterizados e aplicados como cicatrizantes de lesões cutâneas em ratos. Primeiro foi desenvolvido um hidrogel baseado nas misturas de policaju/quitosana nas proporções de 1:4 e 2:3 (p/p), cuja matriz foi formada seguindo ciclos de secagem/hidratação em valores de pH específicos. Para a caracterização destas formulações, foram empregadas técnicas de espalhamento dinâmico de luz, espectroscopia de infravermelho, microscopia eletrônica de varredura e reologia. Além disso, para o hidrogel de policaju/quitosana 1:4, foi avaliado o seu impacto na cicatrização de lesões cutâneas em ratos (Registro de Patente nº BR 10 2014 014009-3), cujos resultados demonstraram que este hidrogel contribuiu para um processo de cura e modulação da inflamação mais eficiente. Um Segundo hidrogel foi preparado com 1,7% (p/v) de galactomanana (extraída de sementes de Cassia grandis) e diferentes concentrações de κ-carragenana (0,3, 0,4 e 0,5% p/v), CaCl2 (0,0, 0,1 e 0,2 M) e pH (5,0, 5,5 e 6,0), utilizando um planejamento fatorial completo 23 baseado em parâmetros reológicos. A melhor formulação foi obtida com 1,7% (p/v) de galactomanana e 0,5% (p/v) de κ-carragenana, contendo 0,2 M de CaCl2 à pH 5,0. Ressonância magnética nuclear e microscopia eletrônica de varredura foram utilizadas a fim de caracterizar esta formulação do hidrogel. Além disso, um estudo de prateleira foi conduzido ao longo de um período de 90 dias de estocagem a 4 ºC, avaliando pH, cor, contaminação microbiana e reologia. A capacidade cicatrizante deste hidrogel também foi avaliada como curativo tópico, e assim como para o hidrogel de policaju/quitosana, o hidrogel de galactomanana/κ-carragenana também contribuiu positivamente para o processo cicatricial; além disso, a incorporação de bromelina na matriz deste hidrogel estimulou e acelerou este processo. Em conclusão, os hidrogéis de policaju/quitosana e galactomanana/κ-carragenana podem ser uma via promissora no campo de biomateriais e aplicações biomédicas.Hydrogels are three-dimensional polymeric networks capable of absorbing large quantities of water or biological fluids and can be used to preserve cells, nutrients, drugs or proteins, as well as scaffold matrices for tissue engineering and healing process. In this work we have developed, characterized and applied as wound dressing, hydrogels based on natural polysaccharides. First we developed hydrogels based on mixtures of policaju/chitosan at weight ratios of 1:4 and 2:3 (p/p), which matrices were formed following rounds of drying/hydration cycles at a specific pH value. For the characterization of these formulations, dynamic light scattering, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy and rheology techniques were employed. Futhermore, for the 1:4 policaju/chitosan hydrogel, was evaluated the impact of the hydrogel dressing at the wound healing of the cutaneous scars in rats (Patent register nº BR 10 2014 01409-3), which results demonstrated that this hydrogel contributed to more efficient healing process and modulation of the inflammation. A second hydrogel was prepared with 1.7 % (w/v) galactomannan (from Cassia grandis seeds) and different concentrations of κ-carrageenan (0.3, 0.4 and 0.5% w/v), CaCl2 (0.0, 0.1 and 0.2 M) and pH (5.0, 5.5 and 6.0), using a 23 full factorial design based on rheological parameters. The best formulation was obtained with 1.7% (w/v) galactomannan and 0.5% (w/v) κ-carrageenan, containing 0.2 M CaCl2 at pH 5.0. Nuclear magnetic resonance and scanning electron microscopy where used in order to characterize this hydrogel formulation. Further, a shelf life study was carried out with this formulation along 90 days-period of storage at 4 ºC, evaluating pH, color, microbial contamination and rheology. The wound healing capacity of this hydrogel was also evaluated as a topical dressing, and as was to the 1:4 policaju/chitosan hydrogel, the galactomannan/κ-carrageenan also contributed for the wound healing process; further, the incorporation of bromelain in the hydrogel matrix stimulating and accelerating this processes. In conclusion, the policaju/chitosan and galactomannan/κ-carrageenan hydrogels can be a promising road to biomaterials fabrication and biomedical applications