Aplicação da quitosana na área de saúde

A quitosana é um polímero caracterizado por propriedades específicas que revelam seu potencial para inúmeras aplicações, destacando-se sua alta biocompatibilidade. A quitosana tem definido o seu status regulatório e toxicológico, sendo sua toxicidade oral em humanos (LD50) reportada em 16g/Kg de peso corpóreo (YADAV e BHISE, 2004). As principais propriedades deste polissacarídeo são: bioatividade, biodegradabilidade (metabolizada por várias enzimas, especialmente lisozima), biocompatibilidade, reatividade do grupo amino deacetilado, permeabilidade seletiva, ação polieletrolítica, habilidade em formar gel e filme, habilidade de quelação e capacidade adsortiva (SYNOWIECKI e AL- KHATEEB , 2003; THARANATHAN e KITTUR, 2003).

Em pH biológico a quitosana apresenta-se como um policátion. Em meio ácido os grupos amino da quitosana captam íons hidrogênio do meio, resultando em uma carga global positiva ao polímero, o que permite a sua interação com moléculas carregadas negativamente tais como: gorduras, esmalte dentário, tecidos moles, membrana celular, entre outras. Essa capacidade bioadesiva da quitosana é o principal fator para o seu uso em cosméticos, incluindo pasta de dente e cremes (HORNER et al., 1997; PAUTLOWSKA, 1997).

A quitosana vem sendo extensivamente estudada na atualidade devido às suas propriedades peculiares que lhe conferem uma variedade de aplicações, tais como: carreador de drogas de liberação controlada (ASPDEN et al., 1997; TAKEUCHI et al., 2001), antibacteriano (IKINCI et al., 2002; CHUNG et al., 2004; YADAV e BHISE, 2004)

e antiácido (MUZZARELLI et al.,1989; SHIBASAKI et al.,1994a; SHIBASAKI et al., 1994b); inibe a formação de placa bacteriana e descalcificação do esmalte dentário (TARSI et al., 1997; SANO et al., 2002; SANO et al., 2003); promove a osteogênese (Murugan; Ramakrishna, 2004); tem ação absorvente de gordura (CRAVEIRO et al., 1998) e promove a cicatrização de úlceras e lesões (YUSOF et al., 2003; TANODEKAEW et al., 2004).

Dentre as várias aplicações da quitosana, destaca-se o emprego na área de biomateriais: manufatura de lentes de contato, membranas artificiais, pele artificial, liberação de fármacos e DNA, engenharia de tecidos, aplicações ortopédicas e periodontais, entre outras (ITO et al., 1999; ANJOS, 2005). Este polímero é usualmente obtido na forma de floco ou em pó, não possui porosidade elevada e é solúvel em meio ácido. Outras formas de apresentação da quitosana, como em gel, esponja, pasta e solução, vêm sendo estudadas. (BEPPU et al., 1999; VALENTINI et al., 2000).

2.3.3.1. Atividade antimicrobiana

Vários pesquisadores relatam que a quitosana tem ação antimicrobiana em uma grande variedade de microrganismos, incluindo algas, fungos e bactérias. Contudo esta ação sofre influência de fatores intrínsecos (grau de desacetilação) e extrínsecos (nutrientes, condições do meio ambiente, substratos químicos). A quitosana apresenta atividade antimicrobiana para vários microrganismos patógenos, destacando-se sua atuação contra bactérias gram-positivas e diversas espécies de Candida (CUERO, 1999; YADAV e BHISE, 2004). Este polissacarídeo também age potencializando outras drogas de inibição, como o gel de clorexidrina, uma vez que aumenta o tempo de permanência da droga no local de ação (MUZZARELLI et al., 1990; SENEL et al., 2000).

Segundo Avadi et al. (2004) e Tsai e Hwang (2004) o efeito antibacteriano da quitosana é devido à formação de complexos polieletrolíticos formados entre o agente policatiônico, grupo amino da quitosana, com a superfície carregada negativamente da célula bacteriana. Ao interagir com a célula bacteriana, a quitosana, promove deslocamento de Ca++ dos sítios aniônicos da membrana, avariando-os (YADAV e BHISE; 2004). Por apresentar maior carga positiva, quitosana com alto grau de deacetilação e alto peso molecular tem sua ação antimicrobiana potencializada, (IKINCI et al ,2002). Por outro lado, Zheng; Zhu (2003), relatam que quitosana de baixo peso molecular pode penetrar na célula microbiana causando distúrbios fisiológicos e conseqüentemente levando a morte do microrganismo.

Ao investigar a relação entre atividade antimicrobiana da quitosana e as características da parede celular de bactérias, Chung et al (2004), observaram que o polissacarídeo apresenta melhor ação bactericida e bacteriostática para bactérias Gram- negativas do que Gram-positivas devido à composição de fosfolipídios e ácidos carboxílicos da parede celular bacteriana. Tsai e Su (1999) e Zheng e Zhu (2003) verificaram que a atividade antimicrobiana da quitosana está diretamente relacionada com a adsorção do polissacarídeo a bactéria, o que acarretará em alterações na estrutura da parede celular, conseqüentemente, na permeabilidade da membrana celular.

2.3.3.2. Atuação na área odontológica

A quitosana apresenta amplo emprego na área odontológica. Em cirurgias periodontais acelera a cicatrização, por exercer uma ação hemostática, promover a formação regular de fibrina e favorecer a epitelização e tem ação antimicrobiana. Ao ser

associada a um antibiótico permite a liberação gradual deste. Também apresenta ação anticariogênica (FUENTES et al, 2003; SANO et al, 2003).

Como apresenta um pKa de 6,3, a quitosana age como tampão na cavidade oral, prevenindo a deterioração do esmalte dentário pela ação dos ácidos orgânicos, derivados do metabolismo bacteriano (MUZZARELLI et al.,1989; SHIBASAKI et al.,1994a; SHIBASAKI et al., 1994b). Também atua na regeneração de tecidos moles periodontais e em cirurgias específicas promovendo a regeneração de tecido ósseo. Em experimentos com humanos o sal formado pela mistura da quitosana com ascorbato favoreceu a proliferação e organização das células, aumentando, assim, a capacidade de reconstrução histológica dos tecidos, reduzindo a mobilidade dentária e bolsas periodontais (MUZZARELLI et al.,1993).

O gel de quitosana obtido pela diluição desse polímero em ácido acético tem sido sugerido como material preventivo e terapêutico para cárie dentária (TARSI et al., 1997; SANO et al., 2002). Na prevenção de cárie, estudo em humanos com solução bochecho contendo quitosana confirmou a eficácia deste produto para higiene oral, reduzindo a formação de placa bacteriana (SANO et al, 2001; SANO et al., 2003). Como material restaurador e endodôntico, a associação do gel de quitosana com fosfato de cálcio ou óxido de zinco na formulação de cemento dentário tem demonstrado, “in vitro”, interação do cemento com tecido dentinário, indução de formação de tecido mineralizado (hidroxidoapatita) e absorção de fluoreto presente no meio (MUZZARELLI et al., 1997; BELMONTE et al., 1999).

Estudos de associação da quitosana com materiais dentários, tais como tetrafluotileno e hidroxidoapatita sugerem que a quitosana aumenta a biocompatibilidade

dos materiais, favorece a migração celular e inibe a adsorção de bactérias orais (S. sanguis,

S. mutans, S, mitus, S. salivarius) ao dente (MARUYAMA; ITO, 1996; TARSI et al.,

1998).

A quitosana ao ser utilizada para promover a regeneração de tecido mole gengival, em ratos, apresentou ausência de inflamação ou de reações alérgicas, melhor hemóstase e modulou a migração de neutrófilos e macrófagos, promovendo a reepitelização e induzindo a síntese de colágeno (HOWLING et al, 2001).

Várias pesquisas vêm sendo desenvolvidas com partículas de quitosana ligadas a hidroxidoapatita na forma de pasta ou esponja para utilização como enxerto ósseo em cirurgias periodontais e ortopédicas (MUZZARELLI et al., 1993; YAMAGUCHI et al, 2001; MURUGAN e RAMAKRISHNA, 2004). Em experimentos em animais e em humanos a quitosana diminui a solubilidade da hidroxidoapatita em solução biológica, aumentando a bioadesividade, osteoindução e osteocondução do enxerto; desta forma, reduz o tempo necessário para a regeneração óssea (MUZZARELLI, et al, 1989; XU et al, 2004).

Experimentos realizados com cemento de fosfato de cálcio associado com quitosana, em animais, para utilização em implantes e enxertos verificaram ausência de resposta inflamatória, formação precoce de tecido ósseo em contato com o implante, melhor adesividade, menor taxa de degradação e maior resistência a fratura pelo cemento com quitosana, em comparação com os cementos de fosfato de cálcio tradicionais (KHOR e LIM, 2003; WANG, et al, 2004).