Nanopartículas de sílica mesoporosa recobertas com quitosana para liberação de moléculas bioativas controlada por PH - Ferreira, Mariana Mendonca [UNIFESP] (2018)
O interesse em nanomateriais capazes de atuarem em processos de liberação de fármacos que apresentam restrições quanto a forma de administração tem sido crescente na última década. Neste campo, as sílicas mesoporosas são consideradas como um dos sistemas inorgânicos promissores devido às suas propriedades químicas, estruturais e biológicas singulares como estabilidade química e estrutural no meio fisiológico, grande área superficial, fácil modificação química, biocompatibilidade, biodegradabilidade e baixa toxicidade. Neste estudo, nanopartículas de sílicas mesoporosas foram recobertas com uma camada de quitosana a fim de se gerar nanopartículas híbridas com capacidade de controlar a liberação de moléculas bioativas por um mecanismo desencadeado pela acidificação do meio. A quitosana, um biopolímero semissintético sustentável devido à sua origem renovável e seu processamento em meio aquoso, apresenta propriedades interessantes para uso biomédico como baixa toxicidade, atividade bactericida, biocompatibilidade e biodegradabilidade. Como os grupos amino (pKa = 6,5) presentes na cadeia polimérica podem ser protonados em meio ácido é esperado, que em pH neutro ou básico, o entrelaçamento entre as cadeias poliméricas bloqueie a liberação das espécies imobilizadas nos poros da sílica, enquanto em pH ácido, a protonação desses grupos provoque mudanças conformacionais geradas pela repulsão eletrostática entre as cadeias do biopolímero e desencadeie a liberação. Diferentes rotas sintéticas foram avaliadas com o intuito de imobilizar covalentemente a quitosana às nanopartículas de sílica. Os melhores resultados foram conseguidos promovendo o recobrimento das nanopartículas de sílica através da formação de ligação imina entre grupos aminos da nanopartícula funcionalizada e da cadeia da quitosana usando glutaraldeído como agente de formação de ligação cruzada. A fluoresceína foi usada como molécula modelo para a avaliação do processo de liberação controlada em razão de sua propriedades óticas que permitem seu fácil monitoramento espectrofotométrico. A cinética de liberação em meio ácido foi maior do que em meio neutro ou básico, sendo a velocidade de liberação dependente da difusão da espécie através dos poros. As nanopartículas híbridas produzidas apresentaram tamanhos adequados para serem capturadas pelas células por endocitose e liberação desencadeada por pH ácido, que são características necessárias para o seu posterior uso como vetores para liberação intracelular de espécies bioativas