Obtenção e funcionalização de nanodiamantes para aplicação biológica - Guimarães, Carolina Ramos Hurtado [UNIFESP] (2021)
Dentre as inúmeras nanopartículas que demonstram efeito antimicrobiano, os nanodiamantes (NDs) são materiais promissores para aplicação na área biomédica, devido à estabilidade coloidal, sendo considerados biocompatíveis. O presente trabalho visou a utilização de filme residual de diamante-CVD, crescidos por deposição química na fase vapor assistido por filamento quente, para a obtenção de suspensões aquosas de NDCVD por diferentes metodologias. Também foram empregadas técnicas de funcionalizações superficiais dos NDCVD, bem como de ND de detonação (NDD), para a conjugação de fotossensibilizadores (FSs), permitindo a avaliação da aplicação como materiais antimicrobianos por meio da terapia fotodinâmica antimicrobiana (aPDT). Dentre as metodologias empregadas para a obtenção dos NDCVD, um destaque foi dado à técnica de maceração seguida de cavitação ultrassônica, devido a obtenção de NDs com pequenos tamanhos e facilidade de operação do equipamento. Visando a funcionalização da superfície, foram realizadas hidrogenação por plasma de H2 (ND-HCVD) e fotofuncionalização com grupo carboxilado (ND-COOHCVD-(UV)), originando suspensões aquosas de diâmetro hidrodinâmico na faixa de 50-70 nm. Também foi realizada funcionalização não covalente com porfirina mTHPP, com potencial para aplicação em aPDT. Os estudos foram estendidos para a modificação superficial de ND de detonação, originando superfície carboxilada, aminada e hidroxilada a partir de metodologias com vantagens relacionadas à redução do tempo de conversão e eliminação de etapas adicionais, comparadas a processos já relatados. Nanoconjugados com os FSs mTHPP e PHOTOGEM® foram obtidos com sucesso, utilizando via química e enzimática para a formação de ligação covalente do tipo éster. A eficácia na obtenção dos NDs e funcionalização superficial, puderam ser comprovadas por diversas técnicas de caracterização, como: espalhamento de luz dinâmico, difração de raio-x, microscopia eletrônica de transmissão e espectroscopias: Raman, infravermelho, absorção e fluorescência. Também foram realizados ensaios de citotoxicidade em células não tumorais (MEF), avaliação da atividade antitumoral in vitro (B16F10-Nex2) e potencial antibacteriano dos NDs. Os estudos in vitro, não mostraram citotoxicidade a células MEF após etapas de purificações e funcionalização, no entanto o ND-HCVD, NDD-COOH, NDD-NH2 e o nanoconjugado NDCVD+mTHPP, demonstraram citotoxicidade a células tumorais. Para os ensaios de avaliação da atividade antibacteriana, uma maior ação foi observada com os NDCVD, frente à cultura de E. coli (20 %) em comparação à S. aureus (12 %) após 24 h de incubação. Para os NDD-COOH, resultados de inibição semelhantes foram obtidos nas mesmas condições. Na presença de NDD-mTHPP por 2 h de incubação, foi observada inibição de 56 % no crescimento de E. coli, após irradiação com luz de 660 nm. No entanto, após esse período ocorreu diminuição da atividade antibacteriana por consequência da desativação do ROS. Com os nanoconjugados obtidos por rota enzimática foram observados danos na parede bacteriana (E. coli), observados por microscopia eletrônica de varredura, após irradiação com luzes azul e vermelha. Concluiu-se que os NDs obtidos apresentam um foco promissor para pesquisas na área de funcionalização superficial para a conjugação com FS como uma estratégia para aplicação em aPDT.