Estudo de nanoestruturas híbridas como sistemas avançados para o transporte e liberação de 5-fluorouracil na terapia contra o câncer
| Ano de defesa: | 2022 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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| Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Maranhão
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| Programa de Pós-Graduação: |
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA/CCET
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| Departamento: |
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA/CCET
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| País: |
Brasil
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| Palavras-chave em Inglês: | |
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Resumo: | 5-Fluorouracil (5-FU) is a chemotherapeutic agent widely used for the treatment of several types of solid tumors. However, due to its low specificity, it presents high toxicity on the gastrointestinal tract and non-selective action against healthy cells. In this sense, the objective of this work was to prepare and characterize a hybrid material based on carbon quantum dots (CQD) which are combined with the intercalation compound composed by 5-FU drug and the Layered Double Hydroxide (LDH) inorganic solid, in order to develop a system that presents capacity of transport and release of the chemotherapeutic agent to specific target cells. The resulting system (CQD@LDH-5FU) and its isolated compounds were characterized using different physicochemical and analytical techniques. From spectroscopy techniques and optic properties analysis it was possible to identify the presence of CQD in the hybrid. The FTIR spectra suggested that the main interactions between the CQD with the drug and LDH lamellae is established by hydrogen bonds. Furthermore, the intercalation of the drug into the hybrid granted it higher thermal stability, as pointed out by DSC studies. SEM images demonstrated that the physical mixing of CQD and LDH-5FU did not cause destruction of the lamellar structure of the LDH. The minimum formulas obtained from EDS confirmed the presence of the elements Mg, Al and O in the hybrid indicating a homogeneous distribution of Mg and Al in the lamellae of the LDH. The release assays showed that the chemotherapeutic agent released by the CQD@LDH-5FU system denotes higher release selectivity in the tumor environment (pH 5.0). |
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In this sense, the objective of this work was to prepare and characterize a hybrid material based on carbon quantum dots (CQD) which are combined with the intercalation compound composed by 5-FU drug and the Layered Double Hydroxide (LDH) inorganic solid, in order to develop a system that presents capacity of transport and release of the chemotherapeutic agent to specific target cells. The resulting system (CQD@LDH-5FU) and its isolated compounds were characterized using different physicochemical and analytical techniques. From spectroscopy techniques and optic properties analysis it was possible to identify the presence of CQD in the hybrid. The FTIR spectra suggested that the main interactions between the CQD with the drug and LDH lamellae is established by hydrogen bonds. Furthermore, the intercalation of the drug into the hybrid granted it higher thermal stability, as pointed out by DSC studies. SEM images demonstrated that the physical mixing of CQD and LDH-5FU did not cause destruction of the lamellar structure of the LDH. The minimum formulas obtained from EDS confirmed the presence of the elements Mg, Al and O in the hybrid indicating a homogeneous distribution of Mg and Al in the lamellae of the LDH. The release assays showed that the chemotherapeutic agent released by the CQD@LDH-5FU system denotes higher release selectivity in the tumor environment (pH 5.0).O 5-Fluorouracil (5-FU) é um agente quimioterápico muito utilizado para o tratamento de diversos tipos de tumores sólidos. Entretanto, devido a sua baixa especificidade, apresenta alta toxicidade sobre o trato gastrointestinal e ação não seletiva contra células saudáveis. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi preparar e caracterizar um material híbrido baseado em carbon quantum dots (CQD) os quais são combinados com o composto de intercalação formado pelo 5-FU e sólido inorgânico hidróxido duplo lamelar (HDL), a fim de desenvolver um sistema que apresente capacidade de transporte e liberação do quimioterápico para células alvos específicas. O sistema resultante (CQD@HDL-5FU) e seus compostos isolados foram caracterizados por meio de diferentes técnicas físico-químicas e analíticas. A partir das técnicas de espectroscopia e análise de propriedades ópticas foi possível identificar a presença de CQD no híbrido. Os espectros de FTIR sugeriram que as principais interações entre o CQD com o fármaco e lamelas do HDL é estabelecida por pontes de hidrogênio. Além disso, a intercalação do fármaco no híbrido o concedeu maior estabilidade térmica, como apontado pelos estudos por DSC. Imagens de MEV demonstraram que a mistura física de CQD e HDL-5FU não provocou destruição da estrutura lamelar do HDL. As fórmulas mínimas obtidas a partir de EDS confirmaram a presença dos elementos Mg, Al e O no híbrido apontando uma distribuição homogênea de Mg e Al nas lamelas do HDL. Os ensaios de liberação mostraram que o agente quimioterápico liberado pelo sistema CQD@HDL-5FU denota maior seletividade de liberação no ambiente tumoral (pH 5,0).Submitted by Jonathan Sousa de Almeida (jonathan.sousa@ufma.br) on 2022-05-13T14:34:50Z No. of bitstreams: 1 ELAINENUNESDASILVATEIXEIRA.pdf: 2056600 bytes, checksum: fc745266acac4a2aae843a3ad95dba60 (MD5)Made available in DSpace on 2022-05-13T14:34:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ELAINENUNESDASILVATEIXEIRA.pdf: 2056600 bytes, checksum: fc745266acac4a2aae843a3ad95dba60 (MD5) Previous issue date: 2022-03-28FAPEMAapplication/pdfporUniversidade Federal do MaranhãoPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA/CCETUFMABrasilDEPARTAMENTO DE QUÍMICA/CCET5-Fluorouracil;hidróxidos duplos lamelarespontos quânticos de carbono;sistemas de liberação de fármacos;câncer.5-Fluorouracil;layered double hydroxide;carbon quantum dots;drug delivery system;cancer.QUÍMICAEstudo de nanoestruturas híbridas como sistemas avançados para o transporte e liberação de 5-fluorouracil na terapia contra o câncerStudy of hybrid nanostructures as advanced systems for the transport and release of 5-fluorouracil in cancer therapyinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMAinstname:Universidade Federal do Maranhão (UFMA)instacron:UFMAORIGINALELAINENUNESDASILVATEIXEIRA.pdfELAINENUNESDASILVATEIXEIRA.pdfapplication/pdf2056600http://tedebc.ufma.br:8080/bitstream/tede/3574/2/ELAINENUNESDASILVATEIXEIRA.pdffc745266acac4a2aae843a3ad95dba60MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82255http://tedebc.ufma.br:8080/bitstream/tede/3574/1/license.txt97eeade1fce43278e63fe063657f8083MD51tede/35742023-05-16 12:59:31.518oai:tede2: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://tedebc.ufma.br/jspui/PUBhttp://tedebc.ufma.br:8080/oai/requestrepositorio@ufma.br||repositorio@ufma.bropendoar:21312023-05-16T15:59:31Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA - Universidade Federal do Maranhão (UFMA)false |
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