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O jaleco branco de proteção é um item obrigatório de equipamento de proteção individual (EPIs) em laboratórios de microbiologia e unidades de saúde, e protege da exposição direta a patógenos, derramamentos e queimaduras. Estes casacos de algodão promovem o crescimento microbiano devido a muitos fatores - o tecido fornece locais de fixação e aeração, algodão e amido usados no processo de fabricação, juntamente com células epiteliais esfoliadas do usuário fornecem nutrientes, e a proximidade com o usuário dá calor e umidade. O acúmulo de micróbios nos têxteis também pode causar problemas de saúde, como alergias e infecções nosocomiais, odores desagradáveis e deterioração do tecido1.
Ao contrário das roupas comuns, os jalecos protetores são pouco lavados ou desinfetados, como encontrado em muitos inquéritos 2,3. Muitos estudos mostram evidências de que o jaleco atua como vetor de transmissão microbiana e o risco de infecções hospitalares no ambiente de assistência à saúde2,4, particularmente cepas resistentes3 como Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA); assim, levantam preocupações sanitárias com os EPIs, que se destinam a proteger da contaminação microbiana. Não há estudos transversais suficientes sobre infecções associadas ao jaleco no contexto de instalações de Nível de Biossegurança 2 (BSL-2) ou laboratórios de ensino de microbiologia, mas muitas autoridades regulatórias restringem o uso de jalecos dentro do nível de contenção. No entanto, muitas instituições acadêmicas na América do Norte lutam para atender aos requisitos devido a restrições práticas, como lavagem e armazenamento dentro das instalações, os incidentes de uso de jalecos em áreas públicas, como lanchonetes e bibliotecas, são comuns. Uma solução prática para essas questões é a aplicação de antimicrobianos no acabamento têxtil.
Os tecidos antimicrobianos estão ganhando cada vez mais popularidade em roupas esportivas, roupas ativas e meias, principalmente destinadas a reduzir o odor corporal. No entanto, o uso desses tecidos não é comum no desenvolvimento de EPIs, exceto para algumas máscaras de algodão revestidas de prata e roupas de saúde5. Relatamos o desenvolvimento de um tecido antimicrobiano para jalecos, que inibe patógenos comuns encontrados em laboratórios BSL-2 e fornece proteção eficaz contra a contaminação cruzada de patógenos comuns.
Atualmente, uma variedade de tecidos e acabamentos antimicrobianos está disponível no mercado, mas a maioria deles utiliza partículas coloidais de metais pesados (por exemplo, prata, cobre, zinco), organometálicos ou produtos químicos sintéticos, como triclosan e compostos de amônio quaternário, que não são ecologicamente corretos1 e podem levar a problemas de saúde, como irritação da pele e alergias6. Algumas formulações sintéticas apresentam preocupações devido a micróbios não alvo, como flora normal ou indução de resistência antimicrobiana (RAM). A Food and Drug Administration (FDA) dos EUA regulamenta os tecidos antimicrobianos comerciais, que devem ser atóxicos para o usuário e livres de ecotoxicidade. Portanto, tecidos antimicrobianos à base de biocidas naturais que inibem um amplo espectro de micróbios são preferíveis. Os óleos essenciais (OEs) são amplamente utilizados como agentes antimicrobianos e terapêuticos, mas seu uso no acabamento antimicrobiano é limitado devido à sua durabilidade 6,7,8. Com base em nosso conhecimento e pesquisa de mercado sobre acabamento nano-herbal8, nenhum tecido antimicrobiano à base de ervas está comercialmente disponível. Isso porque os revestimentos sintéticos são fáceis de fabricar e possuem longa durabilidade. Alguns tecidos nano-revestidos com ervas relatados apenas para fins de pesquisa incluem nim7, moringa 9 e folhas de curry9.
O presente estudo utiliza dois componentes bioativos extraídos dos OEs orégano, o carvacrol e o timol, que são eficazes contra uma ampla gama de patógenos bacterianos e vírus, mas geralmente reconhecidos como seguros para humanos10. No entanto, esses componentes bioativos são voláteis e, portanto, seu potencial antimicrobiano é de curta duração se aplicado diretamente no tecido. O encapsulamento nano-herbal é um processo no qual componentes bioativos ou fármacos são carregados dentro de uma casca polimérica que protege o núcleo da degradação ambiental e, assim, aumenta a vida útil. Além disso, o pequeno tamanho das partículas poliméricas, que geralmente variam de 10 nm a 100 nm, aumenta a eficácia da aplicação e retarda a liberação dos compostos bioativos no tecido. Esses compostos bioativos são utilizados para diversos fins, como conservação de alimentos10, mas não para revestimento têxtil.
Dentre os muitos encapsulantes poliméricos, a quitosana é uma candidata atraente devido a muitos de seus atributos, como não toxicidade, biodegradabilidade, mucoadesividade e biocompatibilidade11. É um polissacarídeo natural, obtido pelo processo de desacetilação da quitina, que é encontrada em conchas marinhas e paredes celulares de fungos. É utilizado em aplicações bioquímicas e de conservação de alimentos, como liberação de fármacos ou proteínas 11,12,13, liberação controlada 14 e filmes antimicrobianos 10. A quitosana não é facilmente solúvel em água, mas forma uma suspensão coloidal em meios ácidos. Moléculas bioativas são carregadas em nanopartículas de quitosana (NPs) por um método simples de gelificação iônica em duas etapas14,15,16. Nesse processo, compostos bioativos hidrofóbicos, como carvacrol e timol, formam uma emulsão óleo-em-água, que é auxiliada por um surfactante, o Tween 80. Posteriormente, um composto polianiônico, tripolifosfato pentassódico (TPP), é usado para formar as ligações cruzadas entre os grupos amino ao longo das moléculas policatiônicas de polímero e grupos fosfato de moléculas de TPP para estabilizar o complexo. Este processo de complexação solidifica os compostos bioativos dentro da matriz de quitosana, que é posteriormente purificada e revestida em amostras de algodão para produzir tecido antimicrobiano.
As nanoformulações devem ser testadas primeiro quanto à eficácia antimicrobiana na forma de emulsão antes de serem aplicadas no tecido. Isso pode ser convenientemente avaliado por um método qualitativo, como a difusão em disco de Kirby-Bauer, a difusão de poços e o ensaio de placa de cilindro. No entanto, o ensaio da placa do cilindro17 fornece a flexibilidade para carregar volumes variáveis da formulação e comparar a zona de folga. Neste método, as formulações antimicrobianas são carregadas em cilindros de aço inoxidável e colocadas sobre uma camada macia de ágar, que é inoculada com o microrganismo ou patógeno teste. O diâmetro da zona de depuração produzida contra o organismo em estudo é proporcional ao potencial inibitório da formulação antimicrobiana e, por conseguinte, pode ser utilizado como alternativa aos métodos de diluição em caldo. No entanto, o tamanho das zonas claras é apenas uma medida comparativa ou qualitativa dentro de uma placa específica, a menos que padrões específicos sejam mantidos. Os antimicrobianos atuam contra os patógenos, inibindo seu crescimento (biostático) ou matando as células (biocidas), que podem ser quantificadas pela concentração inibitória mínima (CIM) e concentração bactericida mínima (CBM), respectivamente. Entretanto, a eficácia e o comportamento dos produtos químicos bioativos são diferentes em suas formulações (estado líquido) e quando revestidos sobre um substrato como um tecido18. Isso ocorre porque múltiplos fatores desempenham um papel na eficácia, como a estabilidade da aderência dos agentes antimicrobianos ao tecido, o teor de umidade, o tipo de substrato e a aderência dos micróbios. Se o objetivo pretendido for apenas a atividade bacteriostática, um ensaio qualitativo como o "Parallel Streak Method"19 pode fornecer uma avaliação relativamente rápida e fácil da formulação de antimicrobianos difusíveis. No entanto, se os efeitos bactericidas forem determinados, pode-se empregar a "Avaliação de Acabamentos Antibacterianos em Materiais Têxteis"20 , o que proporciona a redução logarítmica do patógeno fortificado.