O uso de dispositivos médicos tem aumentado significativamente e os mesmos se tornaram efetivos componentes para os cuidados da saúde moderna. Implantes artificiais de quadril e joelho, stents, válvulas cardíacas são extensivamente empregados para salvar vidas e restaurar a função e qualidade dos pacientes. Além disso, existem dispositivos médicos de uso não-implantado, tais como cateteres, parafusos de fixação ortopédica, lentes de contato que são utilizados por um período de tempo menor. As necessidades clínicas dos pacientes deram origem a indústria de dispositivos biomédicos e consequentemente uma larga pesquisa em ciências dos biomateriais (Giles et al., 2017).
Apesar do aumento da utilização de dispositivos, de materiais aprimorados e práticas cirúrgicas superarem vários desafios, outros problemas ainda permanecem na prática clínica, incluindo as infecções associadas a dispositivos. Os microrganismos são capazes de colonizar superfícies de diversos materiais sintéticos utilizados na fabricação de dispositivos médicos. Além disso, os microrganismos são capazes de crescer e formar biofilmes infecciosos em materiais como metais, cerâmicas, polímeros e lentes de contato de hidrogel de silicone. Conforme já mencionamos, as células sésseis produzem
uma matriz extracelular de polissacarídeos que podem protegê-los contra a ação de antimicrobianos. As células sésseis em dispositivos biomédicos são consideradas muito difíceis de tratar quando comparadas aos microrganismos circulantes, muitas vezes resultando na necessidade de revisão cirúrgica de uma proporção substancial de implantes infectados (Giles et al., 2017). As leveduras pertencentes ao gênero Candida são os principais agentes causadores de infecções por biomateriais fúngicos e podem se disseminar como sepsis de sangue fúngica (candidemia). Essa colonização gera a formação de contaminação por fungos e ameaça seriamente a saúde humana ocasionando grandes perdas econômicas (Pranantyo et al., 2016). Portanto, um método eficaz contra esses microganismos é altamente desejado.
Os polímeros são considerados uma das classes mais importantes de materiais disponíveis para várias aplicações na área farmacêutica. Existem diversos tipos de polímeros, tais como: polímeros naturais, naturais modificados e sintéticos. Esses compostos são utilizados como excipientes para formulações de cosméticos e medicamentos de liberação convencional e de liberação modificada. Recentemente, essa classe de materiais são empregadas para atuarem como moduladores e direcionadores da liberação de fármacos no organismo. Os polímeros que vem sendo estudados e utilizados são os polímeros biodegradáveis, bioadesivos, biomiméticos e hidrogéis (Villanova & Oréfice, 2010).
Resumidamente, um polímero biodegradável é definido como aquele que sofre degradação macromolecular (por microrganismos, por exemplo) e é representado pelo ácido polilático (PLA), o poli(caprolactona) (PCL) e os copolímeros dos ácidos lático e glicólico (PLGA). Os biopolímeros não biodegradáveis, tais como o polietileno-coacetato de vinila (PEVA), o álcool polivinílico (PVA), derivados da celulose, o silicone e polímeros acrílicos apresentam como principal desvantagem a necessidade de remoção posterior. Os polímeros bioadesivos são materiais apropriados a se ligarem a mucosa (mucoadesivo) ou a membrana celular e são utilizados com o intuito de aumentar o tempo de permanência de um medicamento ou o dispositivo no organismo. Além disso, a biodisponibilidade dos fármacos se torna melhor, diminuindo a
toxicidade e aumentando a efetividade terapêutica dos fármacos e dos dispositivos (Villanova & Oréfice, 2010). Esses polímeros mucoadesivos são representados pelo ácido poliacrílico (PAA) e a quitosana. Outros são: poli(óxido de etileno) (PEO), polietileno glicol (PEG), polivinilpirrolidona (PVP), ésteres de poliglicerol de ácidos graxos (PEGF), poli(lisina), carbômeros, alginato de sódio, goma carragena, sulfato de condroitina, pectina e hidroxipropilmetilcelulose (HPMC). Os polímeros biomiméticos são considerados como os que podem interagir com o microambiente biológico, mimetizando-o. Existem também os polímeros terapêuticos, pois os mesmos são capazes de aferir propriedades terapêuticas. Os polímeros contendo fármacos como aditivos são conhecidos como terapêuticos (Villanova & Oréfice, 2010). Os hidrogeis são polímeros formados por redes macromoleculares de natureza hidrofílica. Devido a essa característica hidrofílica, flexibilidade adequada tornam este polímero bom candidato para a medicina (Sood et al., 2014).
Diversos dispositivos médicos incorporados com fármacos vêm sendo utilizado na área farmacêutica. Exemplo desse uso são nos implantes ortopédicos, sistemas implantáveis, cateteres urinários, cateteres venosos centrais, medicamentos antimicrobianos, anti-inflamatórios e antineoplásicos (Villanova & Oréfice, 2010). De forma geral, existem diversos sistemas de dispositivos médicos nas quais os polímeros são encontrados, entre eles destacam-se (Villanova & Oréfice, 2010):
- Sistemas implantáveis: o implante é inserido de forma invasiva, em tecidos ou órgãos, sendo constituído principalmente pelos polímeros biodegradáveis e não biodegradáveis.
- Sistemas na forma de adesivos: visando a ação sistêmica, o sistema na forma de adesivo é aplicado sobre a pele contendo fármaco e os principais polímeros empregados nesse sistema são o PEG reticulado, polímeros híbridos baseados em PVP e etilcelulose.
- Sistema de Desempenho Terapêutico Avançado: os carreadores micromiméticos e manométricos são capazes de articularem a liberação dos fármacos e os mesmos são utilizados em casos em que os fármacos são rejeitados devido a solubilidade e biodisponibilidade. Um polímero utilizado
nesse sistema é o PLGA.
Tratando-se dos sistemas de Desempenho Terapêutico Avançado, as nanopartículas poliméricas, nanocapsulas, nanoesferas vem se tornando propicias principalmente em aplicações de antifúngicos. Dentre os principais polímeros que vem sendo utilizados como nanocarreadores são os naturais modificados, derivados da albumina, colágeno, ácido hialurônico, gelatina, alginato, os polímeros sintéticos, PVA, a poliacrilamida, e, por fim, os poliméricos biodegradáveis, tais como o PLA, ácido poliglicólico (PGA), PLGA, poli(caprolactona) (PCL) e poli(ortoésteres) (Salwiczek et al., 2014).
Um dos tipos de nanomateriais biocidas que vem sendo estudados na literatura é o grafeno e seus derivados (Zhang et al., 2012; Shi et al., 2015; Hegab et al., 2016; Lukowiak et al., 2016; Szunerits & Boukherroub, 2016; Zou et al., 2016; Zhu et al., 2017). Eles são fortemente estudados como materiais antimicrobianos à base de carbono com muitas aplicações potenciais, tais como: o uso no campo de medicina, energia e meio ambiente (Hegab et al., 2016; Chen et al., 2016).
Li et al. (2017) avaliou o grafeno-borneol com a possível atividade antifúngica. Foi constatado uma atividade antifúngica deste composto quando comparado ao seu controle. Além disso, após cinco dias foi verificado o mesmo efeito antifúngico deste composto em estudo. Os autores sugerem que essa atividade obtida pelo composto se deve aos grupos carboxilicos presentes na molécula, o que tornou uma compreensão aprofundada da interação fungo versus materiais a base de grafeno.
Santagata et al. (2017) avaliaram as propriedades antifúngicas de um filme bioplástico inovador e ecológico, baseado em poli(butilenosuccinato) e cavoxina (um metabólito fitopatogênico da chalcona, isolado de fungos Phoma cava). Através dos valores da Concentração Inibitória Mínima (CIM), os biopolímeros foram efetivos frente aos isolados encontrados em alimentos (Penicillium roqueforti e Aspergillus niger). Para explicar a presença da interação física entre os compostos da mistura, foi visto pela espectroscopia infravermelha que a presença dos grupos polares promoveram a atividade antifúngica. Pela cromatografia de permeação de gel foi destacado o efeito hidrolítico da cavoxina
em poli(butilenosuccinato), responsável pela difusão e liberação da biomolécula da matriz (Sangata et al., 2017).
Choi et al. (2017) avaliaram a atividade antifúngica do cloridrato de polihexametileno guanidina (polímero catiônico contendo um grupo amino e um grupo polimérico de guanidina) frente a vários fungos patogênicos de C. albicans (ATCC 90028), C. parapsilosis (ATCC 22019), Malassezia furfur (KCTC 7744), Trichosporon beigelii (KCTC 7707), e Trichophyton rubrum (KCTC 6345). Esse composto apresentou atividade antifúngica mais potente do que a anfotericina B.
Dananjaya et al. (2017) avaliaram a atividade antifúngica e a citotoxicidade de nanocompósitos de óxido de zinco-quitosana frente as cepas de C. albicans e células epiteliais humanas tipo 2, respectivamente. Através dos ensaios realizados de difração de raios-x, foi observado picos de difração característicos correspondentes ao óxido de zinco e a quitosana. Como resultado da atividade antifúngica, a CIM obtida para óxido de zinco em nanopartículas foi de 200 μg/mL, enquanto que para o nanocompósito o valor foi menor (75 μg/mL). Os nanocompósitos em associação com o óxido de zinco- quitosana apresentaram menor citotoxicidade com células humanas indicando a boa citocompatibilidade. Os autores sugeriram que o óxido de zinco e a quitosana tornem-se um potencial de efeitos sinérgicos para aplicações antimicrobianas e biomédicas.
Tanto células planctônicas quanto as de biofilmes fúngicos podem colonizar e desenvolver-se em uma grande variedade de dispositivos implantáveis e, por implicação, biomateriais, incluindo lentes de contato, implantes prostéticos, próteses dentárias e implantes cocleares. Recentemente, um estudo in vitro avaliou a formação de biofilmes de cinco diferentes espécies de Candida: C. albicans, C. glabrata, C. parapsilosis, C. tropicalis e C. krusei) em três materiais clinicamente significativos: cloreto de polivinila (PVC), Teflon™ e poliuretano. Como resultado, verificou-se que todas as especies de Candida formaram biofilme no Teflon™, exceto C. glabrata, que apresentaram maior formação de biofilme em PVC (Estivill et al., 2011). Nesse contexto, é preciso considerar tanto as espécies colonizadoras quanto das propriedades do material.