ATIVIDADES BIOLÓGICAS DE NANOFIBRAS ELETROFIADAS CONTENDO POLI(ÁLCOOL VINÍLICO) E EXTRATO DE PERESKIA ACULEATA MILLER

BIOLOGICAL ACTIVITIES OF ELECTROSPUN NANOFIBERS CONTAINING POLY(VINYL ALCOHOL) AND Pereskia aculeata MILLER EXTRACT

Resumo

This study aimed to perform ultrasound-assisted extraction (UAE) of the leaves, flowers, fruits, and leaf-fruits of Pereskia aculeata Miller and to incorporate the resulting extracts into poly(vinyl alcohol) (PVA) nanofibers via electrospinning. The extraction was carried out using a 70% (v/v) hydroalcoholic ethanol solution as the solvent, under 20 kHz frequency and 750 W power for 5 min. The extracts were evaluated for yield, total phenolic content, antioxidant activity, and antimicrobial activity against Staphylococcus aureus and Escherichia coli. Nanofibers were produced using a PVA solution at 8% (m/v) and 1% (m/v) of extract, under an applied voltage of 15 kV, a flow rate of 0.5 mL h^-1, 200 rpm rotation, and a needle to collector distance of 15 cm. The formulations were characterized by scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetry analysis (TGA), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), mechanical testing, and antioxidant and antimicrobial activity assays. The results indicated that nanofibers containing leaf extract showed the best overall performance, with well-distributed fibers, uniform diameters (381.55 ± 94.54 nm), high thermal stability, and prominent antioxidant activity, attributed to the higher total phenolic content. The nanofibers functionalized with P. aculeata extracts exhibited antimicrobial effects without compromising fiber morphology, highlighting their potential innovative for application in bioactive wound dressings with controlled release properties.

INTRODUÇÃO

Atualmente, há um crescente interesse no desenvolvimento de materiais funcionais baseados em fontes naturais, impulsionado pela demanda por alternativas sustentáveis, biocompatíveis e seguras para aplicações em curativos.¹-³ Nesse contexto, destaca-se a planta alimentícia não convencional (PANC), a Pereskia aculeata Miller, popularmente denominada ora-pro-nóbis (OPN), que pertence à subfamília Pereskioideae⁴ e é conhecida por azedinha, rogai-por-nós, cipó-santo, espinho-preto, carne de pobre, jumbeba, cereja de barbados, groselha-da-américa, entre outros.⁵,⁶ A OPN é amplamente valorizada por seu elevado teor proteico e por ser rica em aminoácidos, polissacarídeos, vitaminas (A e C, ácido fólico), minerais e fibras dietéticas.⁴,⁷

Além de seu valor nutricional, as partes de OPN podem conter compostos bioativos, tais como fenólicos e flavonoides, com propriedades antioxidantes,⁸,⁹ antimicrobianas,⁸ antifúngicas,⁸ antinociceptivas e anti-inflamatórias.⁴,¹⁰ Estes potenciais são promissores para uso como produtos farmacêuticos, aditivos ou suplementos alimentares.¹¹ Estudos evidenciam essa versatilidade: Oliveira et al.¹² desenvolveram filmes biodegradáveis a partir da mucilagem das folhas de OPN para uso em embalagens alimentícias; Piana et al.¹³ destacaram sua aplicação em formulações dermocosméticas; Torres et al.⁴ comprovaram a atividade anti-inflamatória dos extratos, reforçando a viabilidade de seu uso terapêutico.

Considerando a valorização integral das partes da P. aculeata, diferentes métodos de extração podem ser empregados para obtenção dos compostos bioativos. As técnicas convencionais mais utilizadas incluem hidrodestilação, Soxhlet e maceração, reconhecidas por sua simplicidade e eficiência, porém com limitações quanto ao tempo de extração e ao consumo energético.¹⁴ Como alternativa, métodos não convencionais, como a extração assistida por ultrassom (EAU) têm ganhado destaque por promoverem maior eficiência na extração de metabólitos secundários utilizando solventes orgânicos ou aquosos.¹⁵

O ultrassom atua por meio do fenômeno de cavitação, que rompe as paredes celulares vegetais, facilitando a liberação dos compostos ativos. A EAU opera em baixas temperaturas, o que contribui para a preservação de substâncias termossensíveis, reduz o tempo de processamento e minimiza o consumo de energia.¹⁴,¹⁶ A aplicação dessa técnica às folhas de OPN foi estudada por Carnevalli et al.¹⁷ e Piana et al.,¹³ flores e frutos foram investigadas por Moraes et al.¹⁸ utilizando hidrodestilação e extração em fase sólida. Pinto et al.¹⁰ demonstraram que a aplicação tópica de formulações em gel contendo o extrato metanólico e a fração hexânica das folhas OPN, obtidas por maceração estática seguida de particionamento, foi eficaz na aceleração do processo de cicatrização de feridas cutâneas em camundongos, evidenciando o potencial terapêutico dos compostos bioativos da espécie.

Devido as suas atividades biológicas, os extratos de OPN apresentam potencial promissor para serem incorporados em nanofibras, visando aplicações em sistemas antimicrobianos, curativos e outros biomateriais funcionais. No contexto da cicatrização, a funcionalização de nanofibras com bioativos é particularmente vantajosa, pois confere propriedades antimicrobianas e antioxidantes às matrizes poliméricas, favorecendo à regeneração tecidual e acelerando o processo cicatricial.³,¹⁹-²¹

Estudos buscam incorporar extratos em matrizes poliméricas para potencializar as propriedades funcionais dos curativos bioativos. Al Azzam et al.²⁰ produziram nanofibras eletrofiadas de poli(álcool vinílico) (PVA) contendo extrato de bétel-preto. Mendes et al.²² desenvolveram nanofibras pela técnica de fiação por sopro em solução (SBS), adicionando mucilagem de OPN à matriz polimérica de poli(ácido láctico) (PLA) e poli(etilenoglicol) (PEG).

Entre as técnicas utilizadas para a produção de nanofibras, a eletrofiação destaca-se por sua elevada eficiência, compatibilidade com biopolímeros e capacidade de gerar estruturas que mimetizam a matriz extracelular. Essa abordagem permite um controle preciso da porosidade e da distribuição do tamanho dos poros, aspectos fundamentais para aplicações biomédicas.¹⁹ O processo consiste na aplicação de um campo elétrico de alta tensão sobre uma solução polimérica, induzindo a formação de fibras contínuas com diâmetros na escala nanométrica.²¹,²³

Entre os polímeros utilizados, o PVA destaca-se como um polímero sintético promissor para aplicações biomédicas. Suas propriedades incluem solubilidade em água, biocompatibilidade, ausência de toxicidade e biodegradabilidade. Adicionalmente, o PVA apresenta elevada capacidade de retenção hídrica, semipermeabilidade e estabilidade em diferentes faixas de pH, fatores que favorecem tanto a regeneração tecidual quanto a proliferação celular, reforçando seu potencial no desenvolvimento de materiais voltados à cicatrização de feridas.³,²⁰,²⁴

Até o presente momento, não foram encontradas referências na literatura sobre a obtenção de extratos de OPN por EAU com o intuito de incorporá-los em nanofibras bioativas produzidas por eletrofiação. Considerando o potencial bioativo da espécie e sua valorização como PANC, a exploração de suas propriedades pode abrir novas perspectivas para aplicações biomédicas, especialmente na formulação de curativos naturais com liberação controlada. Nesse contexto, o objetivo deste estudo foi desenvolver e caracterizar nanofibras de poli(álcool vinílico) (PVA) funcionalizadas com extratos de OPN obtidos por EAU. A proposta busca integrar uma abordagem sustentável, fundamentada na extração verde, com a tecnologia de eletrofiação, visando a produção de materiais poliméricos avançados com potencial aplicação em curativos bioativos.

PARTE EXPERIMENTAL

Produtos químicos e reagentes

Folhas, flores, frutos maduros e folhas do fruto de P. aculeata usadas para preparar os extratos foram cultivadas em Toledo, PR, Brasil. Etanol absoluto (Neon, 99,8% de pureza) foi utilizado nas extrações assistidas por ultrassom. Trolox (ácido 6-hidroxi-2,5,7,8 tetrametilcromano-2-carboxílico), DPPH (2,2-difenil-1 picril-hidrazila), ABTS (2,2-azino-bis(3-etilbenzo-tiazolina-6-ácido sulfônico)) da Sigma-Aldrich, Folin Ciocalteu (Dinâmica), carbonato de sódio (Anidrol) e ácido gálico (Vetec) foram empregados para analisar compostos antioxidantes e fenólicos totais. Poli(álcool vinílico) (PVA) da Sigma-Aldrich com peso molecular entre 85.000-124.000 g mol^-1 graus de hidrólise 87%, ácido acético (Neon) e ácido cítrico (Sigma-Aldrich) foram utilizados na produção das nanofibras. Ágar Mueller Hinton (KASVI), o antibiótico cefotaxima (30 μg) (SENSIDISC DME^®) e o resazurina (Sigma-Aldrich) foram usados na atividade antimicrobiana. A análise de compostos fenólicos por HPLC empregou acetonitrila grau HPLC (Merck), água ultrapura (Milli-Q 1100 µL de água ultrapura, Millipore, Burlington, MA, EUA) e ácido acético grau HPLC (Sigma-Aldrich). Os padrões analíticos fenólicos utilizados: ácidos p-cumárico, ferúlico, cafeico, além de quercetina e kaempferol, de Sigma-Aldrich, apresentaram pureza entre 95 e 99,3%.

Matéria-prima Pereskia aculeata Miller

As folhas, as flores, os frutos maduros e as folhas do fruto de P. aculeata utilizados neste estudo foram coletados em uma propriedade particular localizada no município de Toledo, PR, Brasil (24°42’49” S, 53°44’35” W), a planta foi catalogada no Herbário da Universidade Estadual do Oeste do Paraná (Cascavel, Paraná, Brasil) sob o No. UNOP 10803 e registrada no SisGen sob o No. A50783E. A seleção das folhas e das flores ocorreu em março de 2023, enquanto frutos maduros e suas respectivas folhas em julho do mesmo ano. Todas as coletas ocorreram no período da manhã, a fim de evitar a exposição direta à luz solar, conforme recomendações de Rodrigues et al.²⁵ Ressalta-se que o material vegetal foi obtido em único lote.

Após a colheita, as amostras foram lavadas em água corrente para remover resíduos superficiais. Em seguida, passaram por um processo de secagem convectiva controlada (Nova Instruments, modelo NI 1514) a 55 ± 2 °C, até atingirem peso constante. O material seco foi triturado em equipamento industrial (Hamilton Beach) e armazenado em sacos plásticos sob refrigeração a 4 ± 3 °C para uso posterior.

Caracterização da matéria-prima

As partes da P. aculeata foram analisadas de acordo com os métodos da Association of Official Analytical Chemists (AOAC),²⁶ avaliando a composição centesimal em termos de lipídios (método 920.85), matéria mineral (método 923.03) e umidade (método 925.09). Para o teor de proteína utilizou-se o método de Kjeldahl.²⁷ Todas as análises foram realizadas em triplicata (n = 3).

Procedimento de extração

As extrações assistidas por ultrassom (EAU) foram conduzidas utilizando um ultrassom modelo VCX 750 (Sonics), equipado com uma sonda de titânio de 13 mm de diâmetro, operando a uma frequência fixa de 20 kHz e potência de 750 W, conforme descrito por Palsikowski et al.¹⁵ O sistema contava com um reator de vidro de 250 mL, conectado a um banho termostático (Quimis, modelo Q214M2) para controle da temperatura durante o processo de extração.

A ponta da sonda ultrassônica foi imersa aproximadamente 1 cm na mistura da amostra seca em pó com o solvente. A extração foi realizada a 64 °C, utilizando amplitude ultrassônica de 54% e uma proporção massa/solvente de 1:30, durante um tempo fixo de 5 min. Essas condições foram definidas com base em estudos prévios do grupo de pesquisa¹⁴,¹⁵ e em testes preliminares realizados nesta investigação. Em todas as extrações, empregou-se como solvente extrator uma solução hidroalcoólica de etanol a 70% (v/v), em volume fixo de 50 mL.

Após a extração, as amostras foram filtradas com auxílio de uma bomba de vácuo (DeltraMed, modelo: D400), transferidas para placas de Petri e levadas à estufa a 40 °C para evaporação do solvente. Em seguida, foram armazenadas sob refrigeração (4 ± 3 °C) até a realização das análises. O rendimento foi determinado como a razão entre a massa do extrato obtido e a massa do material seco inicial (base seca), conforme descrito na Equação 1.

(1) $$\text{Rendimento}(\mathrm{\%})=\frac{{\mathrm{m}}_{\text{extrato}}}{{\mathrm{m}}_{\text{amostra}}}$$

onde m_extrato: massa (g) do extrato seco obtido após a evaporação do solvente; m_amostra: massa (g) da matéria-prima seca utilizada na extração.

Avaliação da atividade antioxidante dos extratos vegetais

A capacidade antioxidante dos extratos foi determinada pelos métodos DPPH e ABTS. As leituras foram realizadas em um leitor de microplacas (KASUAKI, modelo DR-200BS-NM-BI).

Para a análise da atividade antioxidante pelo método do radical livre DPPH, os extratos foram previamente diluídos em etanol até atingirem uma concentração final de 1 mg mL^-1. A curva padrão foi construída utilizando Trolox (Sigma-Aldrich) como antioxidante de referência, em concentrações variando de 10 a 250 µmol L^-1, também diluídas em etanol, apresentando coeficiente de determinação R² = 0,9987. Em microplacas de 96 poços, foram adicionados 100 µL das amostras ou da curva padrão em cada poço, seguidos de 100 µL da solução de DPPH a 0,10 mg mL^-1 (preparada em etanol). As placas foram mantidas em repouso por 30 min ao abrigo da luz, e a leitura da absorbância foi realizada em leitor de microplacas a 530 nm. Os resultados expressos como µmol de Trolox por g de extrato. Todas as análises foram realizadas em triplicata (n = 3).²⁸

A atividade antioxidante também foi avaliada por meio do método ABTS, os extratos foram igualmente diluídos em etanol para obter uma concentração final de 1 mg mL^-1. A curva padrão utilizou Trolox (Sigma-Aldrich) como antioxidante com concentração na faixa de 10 a 250 µmol L^-1, diluídas em etanol, e apresentou coeficiente de determinação R² = 0,9908. Na placa com 96 poços adicionou-se 100 µL das soluções-padrão ou dos extratos em cada poço. Em seguida, adicionaram-se 100 µL da solução do radical ABTS previamente diluído em etanol até atingir uma absorbância de 0,700 ± 0,050 a 750 nm. Essa solução foi obtida a partir da reação entre o reagente ABTS (Sigma-Aldrich) e persulfato de potássio (K₂S₂O₈), seguida de incubação por 12 a 16 h em ambiente escuro e posterior diluição em etanol. Após a adição do radical às amostras, a microplaca foi mantida em repouso por 10 min ao abrigo da luz. Os resultados também foram expressos em µmol de Trolox por g de extrato, com todas as análises conduzidas em triplicata (n = 3).²⁹

Teor de compostos fenólicos totais (CFT) dos extratos vegetais

O teor de compostos fenólicos totais (CFT) foi determinado pelo método de Folin-Ciocalteu, conforme a metodologia proposta por Singleton e Rossi.³⁰ Os extratos foram previamente diluídos em etanol a uma concentração final de 1 mg mL^-1. A curva padrão foi elaborada com soluções de ácido gálico em etanol, em concentrações de 10 a 200 µmol L^-1 (R² = 0,9935). Para cada poço da microplaca, foram adicionados 20 µL da amostra diluída ou da solução padrão, seguidos de 100 µL da solução de Folin-Ciocalteu previamente diluída na proporção 1:4 (v/v) em água destilada. A microplaca foi mantida em repouso por 4 min ao abrigo da luz. Em seguida, foram adicionados 75 µL de solução de carbonato de sódio a 10% (100 g L^-1). Após a adição dos reagentes, as microplacas permaneceram incubadas por 2 h em temperatura ambiente e protegidas da luz. A leitura da absorbância foi realizada a 750 nm leitor de microplacas de 96 poços (KASUAKI, modelo DR-200BS-NM-BI). Os resultados foram expressos em μg de equivalente de ácido gálico (GAE) por mg de amostra (µg GAE mg^-1). Todas as análises foram realizadas em triplicata (n = 3).³⁰

Perfil cromatográfico dos extratos vegetais

A análise do perfil de compostos fenólicos presentes nos extratos foi realizada por cromatografia líquida de ultra-alta eficiência (UHPLC), utilizando um sistema Dionex UltiMate 3000 (Thermo Fisher Scientific), baseado em Rodrigues et al.,²⁵ com adaptações. Este equipamento era composto por bomba quaternária (modelo LPG 3400SD), compartimento de coluna termostatado (TCC 3400RS), detector UV-Vis de comprimento de onda variável (VWD-3400RS) e injetor manual, com volume de injeção de 20 μL.

Os extratos foram previamente diluídos em solução de etanol 70% (v/v), mesma solução do processo de extração, até uma concentração de 0,1 mg mL^-1. A separação cromatográfica foi realizada em uma coluna C18 de fase reversa (250 × 4,6 mm, 5 μm de tamanho de partícula), mantida a 40 °C. A detecção foi feita nos comprimentos de onda de 260, 280 e 295 nm. Utilizou-se eluição em gradiente com duas fases móveis: (A) água ultrapura acidificada com 0,5% de ácido acético (grau HPLC, pH 3,03) e (B) acetonitrila (grau HPLC). O perfil de eluição consistiu em: 10 a 60% de B entre 0 e 30 min, 60 a 95% de B de 30 a 38 min, permanecendo nesse patamar até o final do tempo total de corrida de 45 min. A vazão foi mantida constante em 1,0 mL min^-1.

Avaliação da atividade antimicrobiana dos extratos vegetais

A avaliação do potencial antimicrobiano dos extratos e das nanofibras foi conduzida baseada no protocolo padronizado do Clinical & Laboratory Standards Institute (CLSI) seguindo as recomendações do documento M02-A12,³¹ com adaptações. O método de difusão em disco foi aplicado contra as cepas bacterianas Staphylococcus aureus ATCC 6538 (Gram-positiva) e a Escherichia coli ATCC 25922 (Gram-negativa).

As suspensões bacterianas foram preparadas em caldo Mueller-Hinton (MH) e incubadas a 35 °C por 24 h (Incubadora Tecnal). Para a padronização do inóculo, as culturas foram submetidas à incubação em agitador orbital (Solab SL-222/125) a 120 rpm e 35 °C por 12 h. A densidade celular foi ajustada conforme o padrão 0,5 da escala de McFarland, com concentração aproximada de 1,0 × 10⁸ UFC mL^-1, verificada por espectrofotometria (FENTO) a 625 nm, com valores de absorbância entre 0,08 e 0,10.

Discos de celulose estéreis (6 mm de diâmetro) foram impregnados com 20 μL das amostras na concentração de 100 mg mL^-1 e aplicados sobre a superfície de placas contendo ágar MH previamente semeadas com as suspensões bacterianas. A concentração de 100 mg mL^-1 foi escolhida com base em testes preliminares, nos quais se verificou que essa condição proporcionava uma difusão adequada dos compostos ativos na matriz de ágar, especialmente em função da viscosidade e da baixa difusibilidade característica dos extratos vegetais. Discos contendo o fármaco de referência cefotaxima (30 µg) (SENSIDISC DME^®) foram utilizados como controle positivo, enquanto discos embebidos em água destilada serviram como controle negativo. As placas foram incubadas a 35 °C por 24 h. A atividade antimicrobiana foi determinada pela medição dos halos de inibição formados ao redor dos discos, expressos em milímetros, com o auxílio de um paquímetro.

Concentração inibitória mínima (CIM) e concentração bactericida mínima (CBM)

Os extratos foram avaliados para estas cepas por meio da determinação da concentração inibitória mínima (CIM) e da concentração bactericida mínima (CBM), utilizando o método de microdiluição em caldo em placas de 96 poços, conforme protocolo padronizado.

Nos ensaios de CIM, 100 µL da suspensão bacteriana padronizada foram adicionados a cada poço da microplaca de 96 poços, seguidos de 100 µL dos extratos vegetais inicialmente na concentração de 250 mg mL^-1. As amostras foram então submetidas à diluição seriada, até a menor concentração de 3,90 mg mL^-1. O cefotaxima (30 μg), na concentração de 1 mg mL^-1, foi utilizada como controle positivo por se tratar de um composto puro, padronizado e com reconhecida atividade antimicrobiana. O caldo MH com água destilada foi empregado como controle negativo. Em seguida, 20 µL da suspensão bacteriana foram inoculados em cada poço, e as placas foram incubadas a 35 °C por 24 h. Após incubação, foram adicionados 10 µL de solução de resazurina a 0,5% como indicador de viabilidade celular, com nova incubação a 35 °C por 3 h. A CIM foi definida como a menor concentração do extrato capaz de inibir a mudança de cor do indicador (permanência incolor), evidenciando a inibição do crescimento bacteriano.

Para a determinação da CBM, antes da adição da resazurina, alíquotas de 2 µL de cada poço foram semeadas em placas de Petri contendo ágar MH e incubadas a 37 °C por 24 h. A CBM foi considerada como a menor concentração na qual não houve crescimento bacteriano visível nas placas. Todos os ensaios foram realizados em triplicata (n = 3).

Produção de nanofibras eletrofiadas

A solução polimérica utilizada na produção de nanofibras eletrofiadas foi formulada a partir de PVA com incorporação de extratos de folha, de flor, de fruto e de folha do fruto de P. aculeata. O PVA foi solubilizado em água destilada a 80 °C, na concentração de 8% (m/v). Os extratos foram dissolvidos em ácido acético (1 mL), na proporção de 1% (m/v).

Para o processo de eletrofiação, empregou-se uma seringa de vidro de 10 mL equipada com uma agulha do tipo Hamilton, com diâmetro de 1,5 mm (capilar). A solução foi submetida à eletrofiação em um sistema composto por uma fonte de alta tensão (Feijo Junior Pesquisas LTDA/Faiscas modelo FA+30kV) acoplada a uma bomba de infusão e a um alvo coletor rotativo conectado ao aterramento. Os parâmetros operacionais adotados foram: rotação do coletor de 200 rpm, tensão aplicada de 15 kV, distância entre a agulha e o coletor de 15 cm e vazão de 0,5 mL h^-1, as condições de preparado seguiram Fraga et al.²³ com modificações.

As nanofibras foram caracterizadas quanto à morfologia, interação química, estabilidade térmica, resistência mecânica, potencial antioxidante, fenólico e antimicrobiano.

Microscopia eletrônica de varredura das nanofibras

A análise da morfologia das nanofibras foi realizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) utilizando um equipamento VEGA3 TESCAN. Antes da caracterização, as amostras foram metalizadas com uma fina camada de ouro por sputtering durante 60 s. As imagens foram obtidas sob uma tensão de aceleração de 25 kV, com ampliação de 10.000 vezes. A partir das imagens, o diâmetro médio foi medido utilizando o software de processamento de imagens ImageJ (versão 1.53t, National Institutes of Health, Bethesda, MD, EUA, 2023).

Análise termogravimétrica das nanofibras

A estabilidade térmica das nanofibras foi analisada por meio de termogravimetria (TGA) utilizando um equipamento PerkinElmer, modelo STA 6000. Para a análise, aproximadamente 5 mg de cada amostra foram aquecidos em uma faixa de temperatura de 30 a 650 °C, com uma taxa de aquecimento de 10 °C min^-1, sob atmosfera de nitrogênio (N₂) com fluxo controlado de 50 cm³ min^-1.

Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier das nanofibras

Os espectros de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) das fibras de PVA e das fibras funcionalizadas com extratos foram obtidos por meio do módulo de refletância total atenuada (ATR) acoplado a um espectrômetro PerkinElmer, modelo Frontier. As análises foram realizadas na faixa espectral de 4000 a 600 cm^-1, com resolução de 4 cm^-1 e um total de 8 acumulações.

Resistência mecânica das nanofibras

A avaliação mecânica das nanofibras foi determinada em uma unidade portátil de tração universal Biopdi (50 kgf). Para os testes, foram preparadas amostras retangulares com 10 mm de largura e 60 mm de comprimento. Os ensaios foram realizados com uma velocidade de deslocamento de 15 mm min^-1, utilizando uma célula de carga com capacidade de 10 kgf. Os parâmetros mecânicos analisados incluíram tensão máxima, alongamento e módulo de elasticidade. Todas as análises foram realizadas em triplicata (n = 3).

Análise das bioatividades das nanofibras

As nanofibras fragmentadas (≈10 mg) foram caracterizadas quanto à atividade antimicrobiana ao serem diretamente aplicadas sobre a superfície de placas de Petri contendo meio MH previamente semeado com as suspensões bacterianas padronizadas, como feito para os extratos. A concentração do extrato presente nas nanofibras foi proporcional à formulação inicial utilizada na eletrofiação (1% m/v), e não houve remoção do extrato incorporado antes da aplicação. Como controle negativo, foram utilizadas nanofibras produzidas exclusivamente com a solução de PVA (sem adição de extrato), aplicadas sob as mesmas condições. Como controle positivo, utilizou-se disco contendo cefotaxima (30 µg).

Já para as análises antioxidantes (DPPH e ABTS) e teor de compostos fenólicos totais, as soluções poliméricas preparadas para a eletrofiação foram analisadas diretamente, contendo 8% (m/v) de PVA e 1% (m/v) do extrato vegetal correspondente. As soluções foram aplicadas nas mesmas condições dos extratos puros, respeitando a proporcionalidade entre extrato e polímero da formulação original. Todas as análises foram realizadas em triplicata (n = 3).

Análise estatística

Os resultados foram analisados estatisticamente por meio de análise de variância (ANOVA) e ao teste de Tukey (p < 0,05), utilizando o software Statistica 7.0 (Statsoft™, Inc., Tulsa, OK, EUA, 2004).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Caracterização da Pereskia aculeata Miller

A composição centesimal das partes de P. aculeata apresentadas na Tabela 1, mostra variações significativas nos teores de proteínas, lipídeos e cinzas, conforme a diversidade dos tecidos vegetais analisados. Dentre os resultados, destaca-se o elevado teor de proteínas nas flores (25,87 ± 0,15 g 100 g^-1), seguido pelos frutos maduros. Esses valores evidenciam um potencial proteico expressivo, especialmente quando comparados a outros vegetais amplamente consumidos, como o milho (7,6-10%), o feijão (18 20%) e hortaliças como espinafre (2,2%), couve (1,6%) e alface (1,3%), cujos teores de proteínas são consideravelmente inferiores.³² A elevada concentração de proteínas na biomassa da OPN, especialmente em folhas e flores, favorece seu aproveitamento em processos de hidrólise enzimática, visando a obtenção de peptídeos bioativos com potenciais propriedades funcionais e terapêuticas, como reportado por Passos et al.³³

Tabela 1
Caracterização das partes da P. aculeata Miller em base seca (n = 3)

Parâmetro	Folha	Flor	Fruto maduro	Folha do fruto
Proteína / (g 100 g-1)	18,02 ± 0,88b	25,87 ± 0,15a	22,38 ± 0,18ab	19,74 ± 0,05b
Lipídeos / (g 100 g-1)	2,52 ± 0,14ab	4,01 ± 0,09a	2,87 ± 0,23ab	2,61 ± 0,09b
Cinzas / (g 100 g-1)	21,15 ± 0,02a	10,85 ± 0,05b	9,06 ± 0,21c	20,87 ± 0,07a

Quanto aos lipídeos, os valores apresentam variação entre 2,52 ± 0,14 g 100 g^-1 (folhas) e 4,01 ± 0,09 g 100 g^-1 (flores), caracterizando um perfil típico de espécies vegetais com reduzido acúmulo lipídico, essa baixa concentração pode estar associada à presença de mucilagens. Já os teores de cinzas, indicadores da concentração de minerais, foram maiores nas folhas (21,15 ± 0,02 g 100 g^-1) e nas folhas do fruto (20,87 ± 0,07 g 100 g^-1), sugerindo uma distribuição diferencial de minerais ao longo das partes da planta. A umidade foi determinada em base úmida, variando de 86,07 ± 0,14 g 100 g^-1 (flores), 87,18 ± 0,68 g 100 g^-1 (folha do fruto), 88,24 ± 0,22 g 100 g^-1 (folhas) e 91,58 ± 0,54 g 100 g^-1 (frutos maduros). O elevado teor de água pode impactar diretamente a estabilidade, o armazenamento e o tempo de prateleira dos produtos derivados da planta.³

Os resultados corroboram com a literatura, como no estudo de Ciríaco et al.,³⁴ que identificaram em base seca para as folhas, 21,08 ± 0,56% de proteínas, 3,04 ± 0,21% de lipídios e 12,38 ± 0,12% de cinzas. Da mesma forma, a revisão de Silva et al.³⁵ apontou variações consideráveis na composição das folhas em base seca, com proteínas entre 14,3 e 29,0%, lipídeos de 4,1 a 16,3% e cinzas entre 10,8 e 16,1%. Ciríaco et al.³⁴ reportaram, para a polpa do fruto 0,00 ± 0,00% de proteínas, 0,38 ± 0,42% de lipídios e 0,72 ± 0,03% de cinzas. Essas diferenças composicionais podem ser atribuídas a fatores como a função fisiológica dos tecidos vegetais, o estágio de desenvolvimento das estruturas analisadas e o período de coleta das amostras.¹⁶,³⁴

Para a obtenção de biomateriais para uso em curativos, minerais como zinco, cobre e manganês participam da modulação da expressão das subunidades de integrinas, proteínas envolvidas na adesão celular e na sinalização durante a reepitelização, contribuindo diretamente para a eficiência do processo de cicatrização de feridas na pele,³⁶-³⁸ ou ainda, aplicações nas indústrias nutracêutica e cosmética.³⁶,³⁷

Extração de bioativos da P. aculeata Miller

A Tabela 2 traz os rendimentos das extrações em base seca, enquanto a Tabela 3, as propriedades bioativas dos extratos. Dentre as frações analisadas, o fruto apresentou o maior rendimento (43,69 ± 0,26%), seguido pela flor e folha do fruto. Esses resultados indicam que o fruto é a fração predominante da biomassa da planta, o que pode estar relacionado ao maior conteúdo de sólidos presentes em sua composição. Apesar do rendimento de extração das folhas ter sido de 12,05 ± 0,87%, esse foi o menor entre as partes analisadas e pode estar associado a densidade de compostos sólidos, o que destaca o maior potencial de recuperação de compostos bioativos nas flores e frutos.

Tabela 2
Rendimento das extrações da P. aculeata Miller (n = 3)

Matéria-prima	Rendimento / %
Folha	12,05 ± 0,87
Flor	17,52 ± 0,54
Fruto	43,69 ± 0,26
Folha do fruto	14,55 ± 0,24

Tabela 3
Atividades dos extratos de P. aculeata Miller (n = 3)

Matéria-prima	DPPH / (µmol ET g de amostra-1)	ABTS / (µmol ET g de amostra-1)	CFT / (mg EAG g de amostra-1)
Folha	158,02 ± 0,44a	128,98 ± 0,27b	134,25 ± 0,25a
Flor	17,15 ± 1,69b	52,45 ± 3,65bc	5,70 ± 1,74b
Fruto	21,50 ± 1,57c	50,25 ± 1,25c	7,49 ± 0,74d
Folha do fruto	145,52 ± 0,25c	124,57 ± 0,36c	112,34 ± 0,89d

Diversos estudos têm explorado as partes da P. aculeata. Moraes et al.,¹⁸ Carnevalli et al.,¹⁷ Ciríaco et al.³⁴ investigaram diferentes frações da planta. Moraes et al.¹⁸ avaliaram a capacidade antioxidante e a composição das frações volátil e não volátil das flores e dos frutos de P. aculeata, utilizando hidrodestilação e extração em fase sólida para isolar os compostos voláteis. Torres et al.⁴ aplicaram tecnologias baseadas em fluido comprimido para extrair antioxidantes das folhas da planta, obtendo extratos com elevada atividade antioxidante e ação anti-inflamatória.

No contexto das tecnologias verdes de extração, destaca-se a EAU. Carnevalli et al.¹⁷ aplicaram essa técnica às folhas de P. aculeata, utilizando etanol como solvente. No entanto, o processo foi conduzido sob condições mais brandas e prolongadas (40 min, razão massa/solvente 1:20, 40 °C), resultando em um rendimento de 7,34%, inferior aos obtidos em todas as matérias-primas avaliadas no presente estudo, destacando a influência das variáveis operacionais na eficiência da EAU.

A EAU baseia-se na propagação de ondas ultrassônicas de alta frequência através do meio líquido, promovendo a formação, crescimento e colapso de microbolhas, um fenômeno conhecido como cavitação. Esse colapso gera tensões de cisalhamento intensas, que rompem as paredes celulares vegetais e facilitam a liberação e solubilização de compostos bioativos presentes nos tecidos vegetais.¹⁴,³⁹

As variáveis do processo têm impacto direto na eficiência e na seletividade da extração. Frohlich et al.,¹⁴ em estudo com Syzygium aromaticum (cravo-da-índia), demonstraram que razões massa/solvente excessivamente diluídas dificultam a formação eficaz de cavitação, comprometendo o rendimento. Além disso, identificaram que amplitudes ultrassônicas ideais variam entre 25 e 70%, pois valores acima desse intervalo resultam na formação excessiva de bolhas, promovendo a dissipação de energia entre elas, o que reduz a eficácia do processo.

Outro fator determinante é a temperatura. Embora o aumento da temperatura possa favorecer a difusão dos compostos e melhorar o rendimento, temperaturas elevadas também podem causar degradação térmica de moléculas sensíveis, como os compostos fenólicos, comprometendo a atividade antioxidante dos extratos.¹⁴,³⁹

Em termos de bioatividades os extratos das folhas destacaram-se (Tabela 3), apresentando os maiores valores nas análises de atividade antioxidante pelos métodos DPPH (158,02 ± 0,44 µmol ET g^-1) e ABTS (128,98 ± 0,27 µmol ET g^-1), além do maior teor de compostos fenólicos totais (134,25 ± 0,25 mg EAG g^-1). Utilizando extrato hidroalcoólico a 70% (v/v) de etanol EAU de folhas OPN, Ciríaco et al.³⁴ relataram teores de 6,30 mg ET g de amostra^-1 na análise de atividade antioxidante pelo método ABTS, além de 1,01 mg EAG g de amostra^-1 para compostos fenólicos totais. Dessa forma, considera-se que um extrato possui atividade antioxidante quando exibe altos valores de capacidade de neutralização de radicais livres, como observado nos ensaios com DPPH e ABTS.

A análise estatística demonstrou diferenças significativas entre os grupos, evidenciando que as folhas e as folhas do fruto apresentam resultados superiores e estatisticamente distintos dos observados para flores e frutos. Esses dados (Tabela 3) indicam que essas partes da planta são mais promissoras para a funcionalização de nanofibras voltadas ao uso em curativos, com potencial para promover a regeneração tecidual e acelerar o processo de cicatrização de feridas, devido ao potencial antioxidante.³,²⁰,⁴⁰

O perfil de compostos fenólicos presentes nos extratos foi determinado por UHPLC. A análise permitiu identificar sete metabólitos secundários, tais como: ácido cumárico, ácido ferúlico, ácido cafeico, ácido seríngico, ácido cinamico, quercetina e kaempferol. Esses compostos pertencem a diferentes classes de fenóis e flavonoides, amplamente conhecidos por suas propriedades antioxidantes, anti-inflamatórias e antimicrobianas, o que reforça o potencial bioativo dos extratos obtidos. Resultados semelhantes foram observados por Passos et al.,⁴¹ na extração por líquidos pressurizados com folhas de OPN, identificaram, além dos ácidos fenólicos citados, os compostos ácido gálico, ácido siringico e ácido protocatecuico. Os autores também relataram a presença de compostos lipofílicos como esqualeno, octacosanol, α-tocoferol e β-sitosterol, os quais podem contribuir sinergicamente para a atividade funcional do extrato.⁴¹,⁴² Torres et al.⁴ detectaram ácido cafeico, ácido elágico, ácido p-anísico, ácido cumárico, quercetina e kaempferol. Em destaque, a quercetina aqui identificada contribui para a cicatrização de feridas devido aos efeitos antioxidantes, anti-inflamatórios e antimicrobianos.²¹

Os resultados demonstraram que a EAU é uma alternativa viável para a obtenção de extratos vegetais com elevado potencial antioxidante, com tempo de extração reduzido (5 min) e menor volume de solvente, tornando-se uma abordagem promissora em termos de rendimento funcional e sustentabilidade do processo. No entanto, a otimização das condições operacionais, como razão massa/solvente, amplitude e temperatura, é fundamental para maximizar a eficiência da extração e garantir a estabilidade dos bioativos obtidos.

Outro potencial de interesse para uso em curativos é o antimicrobiano. Para essa avaliação, foram selecionadas as cepas S. aureus (Gram-positiva) e E. coli (Gram-negativa), amplamente empregadas em testes de atividade antimicrobiana de extratos naturais e materiais funcionalizados. Ambas as bactérias estão associadas a infecções em humanos e são consideradas modelos padrão para a triagem da eficácia de materiais com aplicação potencial em curativos bioativos.²¹-²³,⁴³ Os resultados estão na Tabela 4.

Tabela 4
Halo de inibição e ação antibacteriana com base na concentração inibitória mínima (CIM) e bacteriana mínima (CBM) dos extratos de P. aculeata Miller

Matéria-prima	S. aureus				E. coli
	Halo de inibição / mm	CIM / (mg mL-1)	CBM / (mg mL-1)		Halo de inibição / mm	CIM / (mg mL-1)	CBM / (mg mL-1)
Folha	11,0 ± 0,01c	45,31	45,31		16,0 ± 0,01b	22,65	22,65
Flor	11,0 ± 0,01c	30,75	30,75		12,0 ± 0,01c	30,75	30,75
Fruto	12,0 ± 0,01b	23,31	23,31		13,0 ± 0,02c	23,31	23,31
Folha do fruto	11,1 ± 0,02c	-	-		10,0 ± 0,01d	-	-
Cefotaximaa	31,0 ± 0,00a	-	-		30,0 ± 0,00a	-	-

• ^a
  Controle positivo. Médias seguidas por letras distintas na mesma linha diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (p < 0,05). Os valores são expressos como média ± desvio padrão.

A avaliação da atividade antimicrobiana dos extratos evidenciou diferenças significativas entre as partes da planta testadas. Contra S. aureus, o extrato do fruto apresentou o maior halo de inibição (12,0 ± 0,01 mm), seguido por folha e flor, enquanto o extrato da folha do fruto demonstrou baixa atividade. Frente à E. coli, o extrato de folha se destacou com maior halo de inibição (16,0 ± 0,01 mm) e menores valores de CIM e CBM (22,65 mg mL^-1), indicando eficácia superior. O extrato do fruto também apresentou boa atividade contra E. coli, com halo de 13,0 mm e CIM/CBM de 23,31 mg mL^-1. A cefotaxima, controle positivo, manteve halos significativamente maiores (30-31 mm), validando os ensaios.

Os extratos obtidos de P. aculeata apresentaram elevada capacidade antioxidante, evidenciando seu potencial na proteção contra o estresse oxidativo em aplicações tópicas. A UHPLC confirmou a presença de fenólicos e flavonoides com potencial terapêutico. Além disso, observou-se atividade antimicrobiana frente aos patógenos S. aureus e E. coli, reforçando o potencial dos extratos para aplicações em formulações voltadas ao tratamento de feridas. Essas propriedades funcionais, aliadas à extração verde e eficiente por ultrassom, fundamentam a escolha dos extratos vegetais como agentes bioativos à incorporação em nanofibras poliméricas.

Produção e caracterização das nanofibras

A caracterização morfológica das nanofibras obtidas por eletrofiação foi realizada por meio de MEV, as imagens são mostradas na Figura 1. As micrografias confirmam a formação das nanofibras e evidenciam variações estruturais entre as diferentes formulações. A amostra contendo apenas PVA (Figura 1a) apresentou fibras contínuas, com diâmetro uniforme (627,09 ± 108,25 nm) e superfície lisa, características típicas de materiais poliméricos processados por eletrofiação. Perfil semelhante de uniformidade foi descrito por Fraga et al.²³ em estudos com nanofibras de PVA, reforçando a consistência do método adotado.

Figura 1
Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e diâmetro médio das nanofibras: (a) Poli(álcool vinílico) (PVA); (b) poli(álcool vinílico) (PVA) + extrato da folha de P. aculeata; (c) poli(álcool vinílico) (PVA) + extrato da flor de P. aculeata; (d) poli(álcool vinílico) (PVA) + extrato do fruto de P. aculeata; (e) poli(álcool vinílico) (PVA) + extrato da folha do fruto de P. aculeata

Nas formulações contendo extratos de P. aculeata (Figuras 1b 1e), observaram-se alterações morfológicas nas fibras, sugerindo possíveis interações entre os compostos bioativos e a matriz de PVA.²²,⁴⁴ A presença do extrato da folha (Figura 1b) resultou em fibras bem distribuídas, interconectadas e com diâmetros uniformes (381,55 ± 94,54 nm), sem indicativos de defeitos estruturais. A amostra com extrato de flor (Figura 1c) apresentou leve irregularidade superficial com diâmetro médio 400,05 ± 86,16 nm, provavelmente associada à dispersão dos ativos no polímero. Já as fibras contendo o extrato do fruto (Figura 1d) exibiram variações no diâmetro (354,39 ± 85,79 nm) e a presença de possíveis aglomerados. A formulação com extrato da folha do fruto (Figura 1e) apresentou morfologia intermediária, com fibras mais contínuas (395,11 ± 94,05 nm) e estrutura relativamente homogênea. Além disso, não foi observada a formação de grânulos, indicando que houve a incorporação uniforme dos extratos. Esse perfil morfológico corrobora com os resultados de Idjan et al.,⁴⁴ que também relataram a formação de nanofibras contínuas e uniformes a partir de soluções poliméricas de PVP/CA incorporadas com extrato do caule de Arcangelisia flava L. Merr., produzidas por eletrofiação. Assim como observado no presente estudo, a interação entre os compostos bioativos e a matriz polimérica favoreceu a homogeneidade estrutural das fibras obtida. Os valores de diâmetro médio compactuam com os obtidos por Azzam et al.,²⁰ que também observaram fibras com diâmetros inferiores a 500 nm. Esses resultados podem estar relacionados ao uso de uma taxa de fluxo mais elevada, a qual reduz o alongamento do jato eletrofiado devido à força eletrostática insuficiente para esticar a solução de maneira eficaz.

As imagens de MEV juntamente com à análise da distribuição de diâmetro das nanofibras, mostram que a adição dos extratos impacta na redução no diâmetro médio e maior variabilidade na distribuição. Esse perfil também foi reportado por Mendes et al.²² ao produzirem nanofibras com mucilagem de OPN por fiação por sopro. E, por Fraga et al.,²³ ao investigaram membranas de PVA eletrofiadas contendo o antibiótico cloranfenicol (CLF), observando que a incorporação do fármaco promoveu redução no diâmetro médio das fibras, atribuída à modificação nas propriedades reológicas da solução. Idjan et al.,⁴⁴ ao incorporarem compostos bioativos da família do hortelã em nanofibras, notaram aumento do diâmetro médio. Esse perfil também foi detectado por Gohar et al.⁴³ ao valorizar o suco de limão como solvente verde.

No geral, as variações na morfologia evidenciam que a incorporação dos extratos vegetais interfere diretamente na organização da rede fibrosa, o que pode estar relacionado à solubilidade diferencial dos compostos bioativos no PVA, viscosidade da solução, estabilidade do jato durante o processo de eletrofiação, bem como às interações intermoleculares estabelecidas entre os constituintes das frações naturais e a matriz polimérica.⁴⁴ Esse perfil também foi relatado por Silva et al.,³⁷ ao identificarem que o aumento da mucilagem do fruto de OPN contribuiu para o incremento da viscosidade aparente da solução.

Os espectros de ATR-FTIR são mostrados na Figura 2. Pelos espectros é possível identificar que houve interações moleculares entre o PVA e os extratos de P. aculeata. O espectro da amostra contendo apenas PVA (Figura 2a) exibiu bandas características, incluindo uma banda larga na região de aproximadamente 3300 cm^-1, atribuída às vibrações de estiramento dos grupos hidroxila (-OH) também notado por Fraga et al.²³ e por Idjan et al.⁴⁴ Além disso, foram observadas bandas em torno de 2940 e 1730 cm^-1, relacionadas às vibrações de estiramento C-H e C=O, respectivamente.

Figura 2
Espectros de FTIR de nanofibras eletrofiadas contendo: (a) poli(álcool vinílico) (PVA); (b) poli(álcool vinílico) (PVA) + extrato da folha de P. aculeata; (c) poli(álcool vinílico) (PVA) + extrato da flor de P. aculeata; (d) poli(álcool vinílico) (PVA) + extrato do fruto de P. aculeata; (e) poli(álcool vinílico) (PVA) + extrato da folha do fruto de P. aculeata

Nos espectros das nanofibras contendo os extratos vegetais (Figura 2b-2e), observa-se a presença de novas bandas ou modificações na intensidade das bandas características do PVA, indicando a ocorrência de interações químicas entre os compostos presentes nos extratos e a matriz polimérica.²⁰,²¹,²³ As alterações mais evidentes ocorrem na região de 3200-3500 cm^-1, sugerindo interações por ligações de hidrogênio entre os grupos hidroxila do PVA e os metabólitos dos extratos. Além disso, picos na região entre 1600 e 1500 cm^-1 estão relacionados às vibrações do anel aromático, típicas de ligações C-C conjugadas, e que podem estar relacionados à presença de compostos fenólicos das amostras vegetais. Esse perfil dos picos na região de 1600 e 1500 cm^-1 também foram detectados por Mendes et al.²² e Idjan et al.,⁴⁴ conforme detectado em ≈1500 cm^-1.

As nanofibras foram analisadas por termogravimétrica (TGA) (Figura 3). Os resultados indicam variações na estabilidade térmica entre as formulações, que podem estar relacionadas as distintas composições dos extratos incorporados. As curvas de TGA e suas respectivas primeiras derivadas (-dTGA) mostram múltiplos eventos de degradação térmica, evidenciando que a estrutura do polímero foi preservada e que a decomposição ocorreu em todas as formulações de PVA e extrato (Figura 3A).

Figura 3
Análise termogravimétrica (TGA) (A) e primeira derivada (-dTGA) (B) de nanofibras eletrofiadas compostas por: (a) poli(álcool vinílico) (PVA); (b) poli(álcool vinílico) (PVA) + extrato da folha de P. aculeata; (c) poli(álcool vinílico) (PVA) + extrato da flor de P. aculeata; (d) poli(álcool vinílico) (PVA) + extrato do fruto de P. aculeata; (e) poli(álcool vinílico) (PVA) + extrato da folha do fruto de P. aculeata

O primeiro evento térmico observado (≈30-100 °C), corresponde à perda de massa relacionada à evaporação de água adsorvida na superfície das nanofibras.²³,⁴³ Já o segundo estágio (≈190-320 °C) refere-se ao início do processo de desidratação térmica e possível eliminação de grupos hidroxila (-OH) do PVA ou dos componentes dos extratos como fenólicos.²² O terceiro evento, detectado entre 388 e 505 °C, indica a clivagem da cadeia principal e posterior decomposição de subprodutos e compostos bioativos, resultando em resíduos carbonizados.²²,²³

A nanofibra composta apenas por PVA apresentou um perfil térmico típico, com degradação em etapas bem delimitadas, conforme também descrito por Fraga et al.²³ As formulações contendo os extratos de P. aculeata exibiram alterações nos estágios e nas temperaturas de degradação (Tonset), confirmando interações físico-químicas entre os componentes bioativos e a matriz polimérica. Esse perfil também foi detectado pelas curvas -dTGA (Figura 3B).

As variações nos perfis de TGA observadas entre as amostras mostram alterações nas temperaturas de início da degradação térmica e nas características das curvas derivadas, como deslocamentos nos picos e variações de intensidade. Esses resultados sugerem que a incorporação dos extratos influencia os estágios de decomposição do PVA, promovendo, em alguns casos, antecipação da degradação ou discretos aumentos na estabilidade térmica. A amostra contendo apenas PVA (Figura 3Aa), apresentou início de perda de massa em torno de 250 °C, com taxa máxima de degradação próxima de 320 °C. Com a adição dos extratos, esse processo foi antecipado, com início entre 210 e 240 °C (Figuras 3Ab até 3Ae). Essa antecipação pode estar relacionada à presença de compostos fenólicos e flavonoides termossensíveis, que se degradam antes da matriz polimérica.

De modo geral, a adição dos extratos promoveu leve redução na estabilidade térmica do sistema, mas as nanofibras permaneceram estáveis até aproximadamente 200 °C, faixa adequada para aplicações biomédicas e cosméticas que não demandam resistência térmica elevada.³,²¹,⁴³

A resistência mecânica é um parâmetro importante para o uso de nanofibras em aplicações biomédicas, como curativos, pois afeta diretamente a integridade estrutural e a adaptação ao local de aplicação.³,²¹ As curvas médias de tensão-deformação, apresentadas na Figura 4 e os parâmetros de módulo de elasticidade (MPa), tensão máxima (MPa) e deformação média (%), mostram o impacto da incorporação de extratos de P. aculeata nas propriedades mecânicas das nanofibras.

Figura 4
Curvas tensão-deformação das nanofibras (n = 3): (a) poli(álcool vinílico) (PVA); (b) poli(álcool vinílico) (PVA) + extrato da folha de P. aculeata; (c) poli(álcool vinílico) (PVA) + extrato da flor de P. aculeata; (d) poli(álcool vinílico) (PVA) + extrato do fruto de P. aculeata; (e) poli(álcool vinílico) (PVA) + extrato da folha do fruto de P. aculeata

A formulação controle, composta por PVA puro (Figura 4a), apresentou comportamento elástico típico, com tensão máxima de 3,98 ± 0,15 MPa, elevada capacidade de deformação e 0,07± 0,02 MPa de módulo de elasticidade, indicando boa flexibilidade e coesão entre as fibras. Esses resultados são consistentes com estudos prévios.²³

A adição do extrato da folha (Figura 4b) promoveu um incremento na resistência mecânica, com tensão máxima de 7,11 ± 0,62 MPa e módulo de elasticidade de 0,94 ± 0,43 MPa. Ainda que tenha ocorrido redução na deformação, o desempenho mecânico geral se manteve satisfatório, sugerindo que os compostos bioativos presentes interferem nas interações intermoleculares sem comprometer completamente a integridade da matriz.

A formulação contendo extrato da flor (Figura 4c) se destacou com a maior resistência mecânica entre todas as amostras analisadas, alcançando 14,48 ± 0,65 e 1,01 ± 0,18 MPa de tensão máxima e módulo de elasticidade, respectivamente. Esse resultado sugere interações sinérgicas entre os compostos fenólicos da flor e o PVA, que podem ter contribuído para uma rede polimérica mais densa e estruturada, promovendo rigidez e resistência elevadas.

As nanofibras com extrato do fruto (Figura 4d) apresentaram tensão de ruptura de 7,02 ± 0,89 MPa, desempenho comparável ao da amostra com folha, mas com tendência a menor coesão estrutural. Este comportamento pode ser atribuído à presença de fases heterogêneas observadas nas micrografias (Figura 1d), as quais comprometem a uniformidade da matriz fibrosa.

Amostras funcionalizadas com o extrato da folha do fruto (Figura 4e) atingiram 9,11 ± 0,20 MPa de tensão máxima, embora com valores de deformação relativamente baixos, o que pode indicar maior rigidez, porém menor elasticidade. Esses resultados reforçam que a composição química específica de cada extrato interfere diretamente nas propriedades finais do material.

Os perfis obtidos confirmam que a incorporação de extratos vegetais modula significativamente o comportamento mecânico das nanofibras de PVA, permitindo a personalização de suas características para aplicações específicas. Em contextos biomédicos, como na fabricação de curativos, a escolha do extrato adequado pode otimizar a resistência à tração, flexibilidade e estabilidade estrutural dos dispositivos. Pelas propriedades mecânicas o extrato de flor apresentou melhor tensão máxima e maior módulo de elasticidade, seguido da nanofibra funcionalizada com extrato da folha de OPN.

Com o objetivo de elucidar as propriedades bioativas das formulações, as soluções poliméricas foram submetidas a uma série de ensaios in vitro, incluindo a avaliação da capacidade antioxidante por meio dos métodos DPPH e ABTS, a quantificação dos CFT, atividade antimicrobiana contra as cepas S. aureus e E. coli. Os resultados obtidos estão sistematizados nas Tabelas 5 e 6.

Tabela 5
Atividades das nanofibras com incorporação dos extratos de P. aculeata Miller (n = 3)

Matéria-prima	DPPH / (µmol ET g de amostra-1)	ABTS / (µmol ET g de amostra-1)	CFT / (mg EAG g de amostra-1)
Folha	51,25 ± 0,25a	40,25 ± 0,77a	47,58 ± 0,36a
Flor	5,87 ± 0,37b	12,69 ± 0,04ab	1,24 ± 0,75b
Fruto	12,24 ± 0,74c	35,41 ± 0,35b	2,45 ± 0,67c
Folha do fruto	45,87 ± 0,87d	39,68 ± 0,18c	35,71 ± 0,14d

Tabela 6
Halo de inibição das nanofibras funcionalizadas com extrato de P. aculeata Miller

Matéria-prima	Halo de inibição / mm
	S. aureus	E. coli
Folha	9,00 ± 0,00	9,00 ± 0,01
Flor	8,20 ± 0,00	8,10 ± 0,01
Fruto	7,60 ± 0,02	7,30 ± 0,01
Folha do fruto	6,40 ± 0,01	6,40 ± 0,00
Cefotaximaa	19,40 ± 0,00	19,00 ± 0,00

• ^a
  Controle positivo.

A análise das atividades antioxidantes e CFT das nanofibras funcionalizadas com extratos de OPN mostrou diferenças estatisticamente significativas entre as amostras. As nanofibras incorporadas com extrato da folha apresentaram os maiores valores em todos os parâmetros analisados e pertencem ao mesmo grupo estatístico mais elevado. Esses resultados indicam alta concentração de compostos fenólicos com forte capacidade antioxidante, possivelmente atribuída à diversidade e à abundância de metabólitos secundários presentes nas folhas.⁴,³³,³⁹,⁴¹,⁴²

De forma semelhante, as nanofibras formuladas com o extrato da folha do fruto também se destacaram, exibindo elevada atividade antioxidante. Apesar de estatisticamente diferentes das folhas em alguns parâmetros, ainda se apresenta entre as mais promissoras para aplicações que demandem propriedades antioxidantes.⁴,⁸,⁹,¹³,³⁹

Os resultados dos testes de difusão em discos (Tabela 6) mostraram regiões claras ao redor das fibras, indicando que as cepas bacterianas foram efetivamente inibidas pelos bioativos carregados nas nanofibras. Os resultados são condizentes com os obtidos por Gohar et al.⁴³

Observou-se que a nanofibra carregada com extrato das folhas apresentou os maiores halos de inibição para as cepas S. aureus e E. coli, com desempenho comparável ao antibiótico de referência cefotaxima. Os extratos das flores e frutos também demonstraram ação antibacteriana relevante, embora com halos menores, entre 7,3 e 8,2 mm. Já os extratos da folha do fruto apresentaram os menores diâmetros de inibição (6,4 mm para ambas as cepas), indicando uma atividade mais limitada.

Esses resultados sugerem uma maior concentração ou diversidade de compostos bioativos nas folhas, capazes de interferir na viabilidade bacteriana, o que pode estar associado à presença de flavonoides e ácidos fenólicos, como rutina, quercetina, ácido cafeico e ácido ferúlico. A eficácia frente a cepas Gram-positiva e Gram negativa evidencia o potencial dos extratos foliares como agentes antimicrobianos de amplo espectro, reforçando sua aplicabilidade no desenvolvimento de biomateriais funcionais, especialmente em curativos com propriedades antimicrobianas.

A incorporação desses extratos bioativos em matrizes nanofibrosas possibilita seu uso potencial em sistemas de liberação controlada, o que pode aumentar a eficácia antimicrobiana e reduzir o risco de infecção em aplicações de cicatrização de feridas. Logo, os resultados mostram que a escolha da fração vegetal exerce influência significativa nas propriedades funcionais e morfológicas das nanofibras eletrofiadas. As folhas de P. aculeata destacaram-se por apresentar melhor desempenho antioxidante, maior uniformidade morfológica e maior compatibilidade com a matriz polimérica, consolidando-se como a fração mais promissora para formulações de curativos bioativos.

Além das propriedades antioxidantes e antimicrobianas, este estudo avança ao incorporar integralmente diferentes partes da biomassa vegetal, com base em uma abordagem de economia circular e sustentabilidade.

Ressalta-se que nem todas as concentrações de extrato vegetal apresentaram solubilidade adequada, o que reforça a necessidade de otimização das condições de preparo, incluindo a avaliação do uso de solventes verdes, com o intuito de reduzir riscos de citotoxicidade e garantir maior segurança aos materiais obtidos.

A funcionalização de nanofibras com extratos vegetais demonstrou-se uma estratégia eficaz para o desenvolvimento de biomateriais com propriedades bioativas. No entanto, é fundamental que estudos futuros aprofundem a caracterização desses sistemas. Recomenda-se, ampliar as análises das propriedades mecânicas, realizar testes de liberação controlada dos compostos ativos, ensaios de citotoxicidade e estudos in vivo. Essas etapas são essenciais para validar a segurança e a eficácia dos curativos desenvolvidos, viabilizando sua aplicação em contextos clínicos.

CONCLUSÕES

Os resultados deste estudo evidenciam que a incorporação de extratos de P. aculeata Miller em nanofibras eletrofiadas de poli(álcool vinílico) (PVA) pode conferir propriedades bioativas ao material, tornando-o promissor para aplicações em curativos. A extração assistida por ultrassom permitiu a obtenção de extratos com elevado teor de compostos fenólicos, indicando alta atividade antioxidante, especialmente nas frações provenientes das folhas e da folha do fruto. A caracterização térmica e mecânica mostrou que a presença dos extratos influenciou a estabilidade das nanofibras, sendo que algumas formulações mantiveram ou melhoraram suas propriedades estruturais. Além disso, os ensaios antimicrobianos demonstraram que essas nanofibras podem ser utilizadas como materiais funcionais com potencial para aplicação em curativos bioativos. Neste sentido, futuras investigações podem explorar a otimização das formulações com incorporação de extratos vegetais de OPN e a avaliação in vivo da eficácia das nanofibras no processo de cicatrização e controle de infecções.

Errata

• No artigo “ATIVIDADES BIOLÓGICAS DE NANOFIBRAS ELETROFIADAS CONTENDO POLI(ÁLCOOL VINÍLICO) E EXTRATO DE Pereskia aculeata MILLER”, de Keiti L. Maestre, Gabrielle C. Peiter, Edson A. da Silva, Douglas C. Dragunski, Mônica L. Fiorese, publicado em Química Nova, Vol. 49, e-20260055, 1-11, 2026 (http://dx.doi.org/10.21577/0100-4042.20260055):
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  AGRADECIMENTOS
  À Fundação Araucária, à Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Campus Toledo, ao Laboratório de Engenharias Sustentáveis e ao LabMulti e de Prestação de Serviço AgriTech Symbiosis LAB.
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  AGRADECIMENTOS
  Esta pesquisa foi financiada pela Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Estado do Paraná -Convênio No. 87/2024 e pelo CNPq (Processo No. 306506/2022-0). À Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Campus Toledo, ao Laboratório de Engenharias Sustentáveis e ao LabMulti e de Prestação de Serviço AgriTech Symbiosis LAB.
  Editores da QN

AGRADECIMENTOS

Esta pesquisa foi financiada pela Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Estado do Paraná -Convênio No. 87/2024 e pelo CNPq (Processo No. 306506/2022-0). À Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Campus Toledo, ao Laboratório de Engenharias Sustentáveis e ao LabMulti e de Prestação de Serviço AgriTech Symbiosis LAB.

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Os dados devem ser solicitados ao autor correspondente.

REFERÊNCIAS

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Editado por

• Editora Associada responsável pelo artigo:
  Fernanda G. Finelli

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  11 Maio 2026
• Data do Fascículo
  2026

Histórico

• Recebido
  15 Dez 2025
• Aceito
  16 Mar 2026
• Publicado
  02 Abr 2026
• Corrigido
  03 Jun 2026