Efeito do aquecimento do biofilme/poliuretano: experimentos utilizando estufa e jato

Um ponto importante quando é proposto o tratamento de materiais biológicos por tecnologia de plasmas, em especial de plasmas atmosféricos, é o aquecimento promovido sobre o material durante o tempo de exposição ao plasma ou à região de pós-descarga. Conforme apresentado na figura 11, as temperaturas medidas na superfície do material para diferentes químicas de plasma podem atingir valores acima de 100ºC, fato este que provavelmente já seria motivo da destruição do material biológico. Em contrapartida, a temperatura de superfície não possui o mesmo efeito que a temperatura no volume, uma vez que o processo de resfriamento superficial é mais rápido que o processo de resfriamento do volume do material. Nesta temática fica a pergunta: A ação do aquecimento pelo efluente do jato de plasma é um dos principais fatores no processo de inativação dos micro-organismos? Esta questão será abordada nesta seção.

Tendo em vista evidenciar o efeito reativo do plasma sobre o processo de inativação, foram realizados dois experimentos distintos de aquecimento das cepas de C. albicans: (i) em estufa com temperatura controlada, visando ao aquecimento do volume como um todo; e (ii)

em jato de ar quente, visando ao aquecimento superficial da amostra, porém, sem a ação das espécies geradas pelo plasma.

Os resultados do experimento utilizando a estufa de cultura são apresentados na tabela 5, e a imagem do biofilme tratado em ambiente de 60ºC, na figura 22.

Tabela 5 - Resultados obtidos após experimento em estufa.

Temperatura inicial da amostra (°C)

Temperatura da estufa (°C)

Temperatura da amostra

após tratamento (°C) % Viabilidade

20 40 34 55 20 45 35 31 20 48 39 27 20 50 42 21 20 60 49 10 Fonte: A autora.

Figura 22 – Imagem de MEV da amostra colocada em estufa a 60°C.

Magnificação de 1500 e 5000x. Fonte: A autora.

Os resultados do experimento utilizando o jato de ar quente estão apresentados na tabela 6, e a imagem do biofilme tratado com aquecimento superficial de 60ºC, na figura 23.

Tabela 6 - Resultados obtidos após experimento com jato de ar quente. Temperatura inicial da amostra (°C) Temperatura do jato de ar quente (°C) Temperatura da amostra

após tratamento (°C) % Viabilidade

20 40 33 73 20 45 34 45 20 48 35 41 20 50 36 39 20 60 37 27 Fonte: A autora.

Figura 23 – Imagem de MEV da amostra submetida ao jato de ar quente a 60°C.

Magnificação de 1500 e 5000x. Fonte: A autora.

Os experimentos de aquecimento das amostras, tanto em estufa quanto com jato de ar quente, mostraram que, apesar do ambiente estar com temperatura elevada, as mudanças da estrutura da hifa e também das células de C. albicans foram mínimas, conforme apresentam os resultados de MEV nas figuras 22 e 23. Porém, os resultados de viabilidade celular

apresentados nas tabelas 7 e 8 demonstram que houve inativação celular devido ao aquecimento do biofilme. Para melhor ilustrar os resultados apresentados anteriormente, a figura 24 apresenta imagens das placas contaminadas com C. albicans após o aquecimento em estufa e com jato de ar. Estes resultados, quando comparados com os obtidos pelo processo a plasma, evidenciam a ação das espécies do plasma sobre o biofilme.

Figura 24 – Imagem das placas contaminadas com C. albicans após realização do aquecimento em estufa e com jato de ar.

Fonte: A autora.

Em uma análise mais detalhada, por meio da comparação dos resultados de viabilidade celular obtidos após os tratamentos com as três diferentes composições de plasma, com o aquecimento em estufa e com jato de ar quente, é possível observar que no tratamento com plasma de Argônio/ar, que se manteve com temperatura de saturação após 3 min de processo em uma temperatura média da ordem de 65°C, o percentual de viabilidade celular foi de 8%, enquanto que com o jato de ar quente (aparato experimental que melhor simulou as condições de aquecimento do ambiente de plasma) na temperatura de 60°C, a viabilidade foi de 27%. No caso do experimento, utilizando a estufa em 60°C, a viabilidade celular foi de 10%, valor muito próximo ao obtido com o tratamento com plasma de Argônio/ar; porém, é necessário levar em consideração que a estufa de cultura bacteriológica é um equipamento que proporciona um ambiente fechado e com temperatura controlada, onde todo o interior permanece em uma temperatura aproximadamente isotrópica. Portanto, é válida a consideração dos resultados do jato de ar quente para comparar com os resultados da viabilidade celular. A figura 25 apresenta um comparativo entre a viabilidade celular e a temperatura para os diferentes processos analisados.

Figura 25 – Comparação entre a viabilidade celular e a temperatura para os diferentes processos analisados. 30 35 40 45 50 55 60 65 70 0 10 20 30 40 50 60 70 80

V

iab

il

id

ad

e (

%

)

Temperatura (ºC)

O plasma de Argônio/ar diminuiu em dezenove pontos percentuais a viabilidade celular em comparação com o jato de ar quente, embora a temperatura do substrato tenha ficado 5ºC maior. Já o plasma de Argônio puro, que ficou com uma temperatura cerca de 7°C menor em comparação com o jato de ar quente, obteve um valor de viabilidade cerca de quarenta pontos percentuais menor, enquanto que o plasma de ar, na mesma condição de temperatura que o jato de ar quente, obteve uma viabilidade celular cerca de vinte e sete pontos percentuais menor. Consequentemente, podemos afirmar que a temperatura não foi o fator decisivo no controle da contaminação microbiana pelo processo a plasma, visto que os resultados obtidos pelos plasmas estudados foram melhores do que os resultados obtidos somente com aquecimento do ambiente/superfície, comprovando-se então o importante papel das espécies reativas geradas na aplicação do plasma na inativação do biofilme de C. albicans.

Por fim, cabe salientar que a química e concentração de gases escolhida para realizar o processo de inativação funciona, estabelece um efeito sinergético por meio do qual promove processos de inativação, podendo danificar os microrganismos que compõem o biofilme (caso

do plasma de Argônio), ou até mesmo reduzir o aglomerado do biofilme (caso do plasma de Argônio/ar). Mais estudos são necessários para investigar qual a melhor forma de inativação e também qual o tempo de processo ideal para que essa ação do plasma efetivamente comece a ocorrer.