Funcionalização de tecidos com óleo essencial de cravo encapsulado em matrizes de quitosana e alginato

Abstract

De todas as doenças infecciosas existentes no mundo, 17% são transmitidas por vetores, causando milhares de mortes por ano no mundo. Além de doenças infecciosas, destaca-se também que cerca de 15% das pessoas que sofrem ataque de insetos têm reações alérgicas a essas picadas. Com isso, tem sido crescente o interesse por alternativas que eliminem a necessidade de aplicação e reaplicação de repelentes e de inseticidas, abrindo espaço para têxteis funcionalizados com óleos essenciais (OE) de atividade inseticida. Dessa forma, realizou-se um estudo de funcionalização de tecidos com OE de cravo folhas encapsulado em nanopartículas, constituídas de alginato ou quitosana, obtidas a partir da técnica de gelificação iônica. Foi investigada a influência da composição da cápsula e do tipo de tecido na capacidade de liberação prolongada do óleo. A morfologia das cápsulas foi avaliada em microscópio óptico de luz transmitida. A estabilidade das suspensões de nanopartículas foi avaliada pela análise do potencial zeta, e o tamanho médio das partículas foi determinado por espalhamento de luz dinâmica (DLS). Os resultados obtidos indicaram que a eficiência de encapsulação foi maior para o sistema constituído de quitosana (62,64%) em comparação com o constituído de alginato (41,33%), podendo estar relacionada ao tamanho médio da cápsula de quitosana, que foi mais elevado do que a cápsula de alginato (2,2 vezes). A suspensão de alginato apresentou baixo índice de polidispersão e tamanho mais homogêneo do que a suspensão de quitosana. Ambas as suspensões apresentaram boa estabilidade e, em módulo, o potencial zeta da suspensão de alginato (-28,97 mV) foi menor que o da quitosana (36,73 mV). Nos ensaios de liberação de óleo, no período de 1 h, a amostra de algodão impregnada com nanopartículas de quitosana apresentou a menor quantidade liberada, enquanto a amostra de algodão/poliéster impregnada com nanopartículas de alginato apresentou a maior quantidade. Já para amostras de algodão/poliéster impregnada com quitosana, não foi detectada a presença de óleo nas amostras de água no período avaliado, passando a ter a liberação detectada apenas após 1 dia. Em geral, no decorrer de 14 dias, as amostras com quitosana tiveram a quantidade cumulativa liberada abaixo das amostras com alginato, sendo mantido um crescimento discreto ainda no 14º dia de liberação. Em relação aos diferentes tipos de tecido, a liberação foi maior para o tecido misto algodão/poliéster. Com base nos dados obtidos, pode-se dizer que os resultados de comparação da composição da cápsula foram promissores, considerando uma aplicação como tecido com funcionalidade inseticida. A liberação mais lenta tende a ser desejável, pois pode resultar em um efeito prolongado. Além disso, foi possível observar a influência do tipo tecido na liberação, indo de encontro com o resultado de outros autores, e entender a importância e relação entre as análises de caracterização das suspensões, substratos funcionalizados e funcionamento da liberação do agente ativo. Entretanto, outros estudos são necessários, a fim de avaliar se a taxa de liberação do agente ativo é suficiente para promover o efeito desejado de repelência/inseticida.

Of all the infectious diseases existing in the world, 17% are transmitted by vectors, causing thousands of deaths per year in the world. In addition to infectious diseases, it is also noteworthy that about 15% of people who suffer from insect attacks have allergic reactions to these bites. As a result, there has been a growing interest in alternatives that eliminate the need to apply and reapply repellents and insecticides, opening space for textiles functionalized with essential oils (EO) with insecticidal activity. Thus, a study of tissue functionalization was carried out with clove leaves EO encapsulated in nanoparticles, consisting of alginate or chitosan, obtained from the ionic gelation technique. The influence of capsule composition and tissue type on the prolonged-release capacity of the oil was investigated. The morphology of the capsules was evaluated in an optical transmitted light microscope. The stability of nanoparticle suspensions was evaluated by zeta potential analysis, and the average particle size was determined by dynamic light scattering (DLS). The results obtained indicated that the encapsulation efficiency was higher for the system consisting of chitosan (62.64%) compared to the one consisting of alginate (41.33%), which may be related to the average size of the chitosan capsule, which was higher than the alginate capsule (2.2 times). The alginate suspension had a low polydispersity index and a more homogeneous size than the chitosan suspension. Both suspensions showed good stability and, in modulus, the zeta potential of the alginate suspension (-28.97 mV) was lower than that of chitosan (36.73 mV). In the oil release tests, in the period of 1 h, the cotton sample impregnated with chitosan nanoparticles showed the smallest amount released, while the cotton/polyester sample impregnated with alginate nanoparticles showed the largest amount. As for cotton/polyester samples impregnated with chitosan, the presence of oil was not detected in the water samples in this evaluated period, and the release was detected only after 1 day. In general, over 14 days, the chitosan samples had the cumulative amount released below the alginate samples, with a slight growth being maintained even on the 14th day of release. Regarding the different types of fabric, the release was greater for the mixed cotton/polyester fabric. Based on the data obtained, it can be said that the results of comparing the composition of the capsule were promising, considering an application as a fabric with insecticidal functionality. Slower release tends to be desirable as it can result in a lingering effect. In addition, it was possible to observe the influence of tissue type on the release, in line with the results of other authors, and to understand the importance and relationship between the analysis of the characterization of suspensions, functionalized substrates, and the functioning of the release of the active agent. However, further studies are needed to assess whether the release rate of the active agent is sufficient to promote the desired repellency/insecticide effect.