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Jun 14, 2023

Nanofolhas funcionalizadas de óxido de grafeno com ácido fólico e fibroína de seda como um novo nanobiocompósito para aplicações biomédicas

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 6205 (2022) Citar este artigo 3126 Acessos 10 Citações 9 Detalhes de métricas altmétricas Neste artigo, um novo óxido de grafeno-ácido fólico/fibroína de seda

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 6205 (2022) Citar este artigo

3126 Acessos

10 citações

9 Altmétrico

Detalhes das métricas

Neste artigo, um novo andaime nanobiocompósito de óxido de grafeno-ácido fólico / fibroína de seda (GO-FA / SF) foi projetado e fabricado usando materiais acessíveis e não tóxicos. O GO foi sintetizado pelo método hummer, funcionalizado covalentemente com FA e depois facilmente conjugado com SF extraído através do processo de liofilização. Para caracterização do andaime, diversas técnicas foram empregadas: infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (FE-SEM), raios X por energia dispersiva (EDX) e análise termogravimétrica (TGA). Foram realizados o método de viabilidade celular, hemólise e ensaios de anti-biofilme, explorando a capacidade biológica do nanobiocompósito. Os percentuais de viabilidade celular foram 96,67, 96,35 e 97,23% por 24, 48 e 72 horas, respectivamente, e seu efeito hemolítico foi inferior a 10%. Além disso, foi demonstrado que este nanobiocompósito previne a formação de biofilme de Pseudomonas aeruginosa e possui atividade antibacteriana.

O grafeno, uma estrutura em camadas 2D de átomos de carbono, dispostos hexagonalmente com uma grande área superficial, tem sido extensivamente estudado nas últimas décadas. Gerou considerável interesse devido às suas propriedades químicas únicas1,2,3,4,5. O grafeno é estruturalmente capaz de modificar e funcionalizar sua plataforma de carbono para produzir produtos analógicos, incluindo nanofolhas de grafeno, óxido de grafeno (GO) e óxido de grafeno reduzido (rGO)6. De acordo com o método Hummers, a grafite reage com agentes oxidantes fortes, como o permanganato de potássio e o ácido sulfúrico concentrado para produzir uma dispersão coloidal amarela denominada GO, podendo-se dizer que GO é o produto de oxidação da grafite7. Existe uma relação direta entre a estrutura final e as propriedades químicas do grafeno e seu método de síntese e grau de oxidação8,9. Existem semelhanças e diferenças entre GO e grafeno. Ambos têm estruturas em camadas com uma rede em favo de mel de átomos de carbono ligados entre si por ligações σ nas quais os orbitais π dos átomos de carbono fornecem uma rede deslocalizada de elétrons através da rede. Ao contrário do grafeno, a presença de grupos funcionais contendo oxigênio na superfície do GO, como epóxidos, álcoois, carbonilas cetonas e grupos carboxílicos, permite que o GO seja disperso em meio aquoso devido à formação de ligações de hidrogênio entre polares. grupos funcionais e moléculas de água13,14. Além disso, propriedades únicas como processabilidade aquosa, efeito de inibição do crescimento bacteriano, capacidade de extinção de fluorescência, fácil escalabilidade, síntese barata e capacidade de preparar a suspensão coloidal estável tornam o GO um candidato potencial para diversas aplicações . 19,20,21,22,23,24. Existe um amplo espectro de bioaplicações de GO e seus derivados, incluindo administração de medicamentos dependente de pH, biossensor, bioimagem e engenharia de tecidos ósseos e cutâneos25,26,27,28,29,30,31,32.

GO pode ser combinado com materiais sintéticos ou naturais, como polímeros, proteínas e vitaminas, para melhorar suas imperfeições, por exemplo, resistência à tração, elasticidade e condutividade. O ácido fólico (AF), uma vitamina solúvel em água, é comumente utilizado em biomateriais com potenciais bioaplicações, como sistemas de imagem33,34, agentes terapêuticos35 e transportadores de medicamentos36 devido ao seu baixo custo, compatibilidade em meio biológico e não toxicidade37 . A conjugação da plataforma FA com GO via amidação levou à preparação de materiais biocompatíveis com uma ampla gama de aplicações, desde biossensores até entrega direcionada de agentes terapêuticos para tratamento de câncer, incluindo câncer de mama, ovário, pulmão e cólon .

A fibroína da seda (SF) dos bichos-da-seda é uma proteína natural bem conhecida que consiste em fibroína e sericina. O primeiro constrói estruturalmente as fibras de seda, e o segundo atua como cola e une as fibras de fibroína41. Durante séculos, o SF foi utilizado como sutura e hoje em dia é considerado um potencial candidato a biomateriais e arcabouços para engenharia de tecidos, pois possui significativa resistência mecânica, elasticidade, biocompatibilidade e biodegradabilidade42,43,44. Em comparação com outras proteínas, a seda apresenta superioridades como baixo risco de infecção, baixo custo de processamento, fácil isolamento e purificação, disponibilidade em larga escala, excelentes propriedades mecânicas, biodegradação e acima de tudo presença de grupos químicos de fácil acesso para modificações funcionais com preservação. suas vantajosas propriedades intrínsecas45,46,47,48,49.