Síntese e análise microbiológica de substratos poliméricos recobertos com filmes ultrafinos de TiO2 pela tecnologia de deposição por camada atômica

Abstract

Candida albicans é responsável por crescentes taxas de infecções oportunistas, seu alto potencial de patogenicidade e virulência se dá pela sua capacidade de formação de biofilmes, os quais podem crescer em dispositivos médico hospitalares fabricados a partir de polímeros como o poliuretano (PU) e o polidimetilsiloxano (PDMS). A necessidade do uso desses dispositivos na maioria dos tratamentos de saúde e alta resistência à terapia antifúngica requerem novas tecnologias para reduzir os índices de infecções e suas complicações. Assim, objetivou-se neste trabalho de tese, investigar o crescimento e as propriedades de filmes ultrafinos de dióxido de titânio (TiO2) pela técnica de deposição por camada atômica (ALD) sobre substratos de PU e PDMS e discutir seus efeitos sobre o crescimento e o processo de inativação, em caso de contaminação, por biofilme de C. albicans. Para isso, ensaios físicos, químicos e microbiológicos foram realizados. No processo de crescimento ALD do filme de TiO2, vapores de tetracloreto de titânio (TiCl4) e água (H2O) foram utilizados como precursores. Todos os processos foram realizados a uma temperatura fixada em 80ºC, enquanto o número de ciclos de reação para crescimento dos filmes variou de 500 a 2000, em intervalos de 500 ciclos. Para análise microbiológica, leveduras de cepas padrão de Candida albicans (ATCC® 10231) foram cultivadas em substratos não recobertos e recobertos com TiO2, e as atividades antifúngicas e fotocatalíticas destes, foram investigadas por meio do método de contagem de unidades formadoras de colônias (UFC) antes e após o tratamento com luz ultravioleta (UV). Realizou-se análise Termogravimétrica (TGA) dos substratos, Espectroscopia Raman, Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia de Retroespalhamento Rutherford (RBS) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) para avaliar a composição elementar, a estrutura do material, as ligações químicas, cinética de crescimento, o ângulo de contato, o trabalho de adesão e a morfologia da superfície dos filmes finos. Foram obtidos filmes finos, com espessuras variadas, de TiO2 amorfo dopados com cloro (2-12%) em substratos poliméricos. Análises dos materiais após o recobrimento com filmes ultrafinos de TiO2 por ALD e exposição à contaminação pelo fungo Candida albicans, constataram a supressão da transição levedura-hifa nas amostras de PU e a redução de colônias de 79 a 83%, nos substratos de PDMS recobertos após o tratamento com luz UV. Portanto, pode-se inferir que filmes de TiO2 amorfo dopado com cloro, crescidos por ALD, em superfícies poliméricas biomédicas tem propriedades fungistáticas e quando irradiados com luz UV, no caso de contaminação, apresentam propriedades antifúngicas.