Elaboração de nanossistemas poliméricos magnetoresponsivos aplicados na liberação de curcumina

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2018
Autor(a) principal: Jardim, Katiúscia Vieira
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Nanopartículas magnéticas
Curcumina
Quitosana
Alginato de sódio
Layer-by- Layer (LbL)
Liberação controlada/assistida de fármaco
Link de acesso: https://repositorio.unb.br/handle/10482/41662
Resumo: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Química e Biológica, 2018.
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spelling Elaboração de nanossistemas poliméricos magnetoresponsivos aplicados na liberação de curcuminaNanopartículas magnéticasCurcuminaQuitosanaAlginato de sódioLayer-by- Layer (LbL)Liberação controlada/assistida de fármacoTese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Química e Biológica, 2018.A curcumina é um composto polifenólico que possui diversos efeitos farmacológicos. No entanto, sua aplicabilidade clínica é dificultada por sua baixa solubilidade em água, rápido metabolismo e baixa biodisponibilidade após a administração oral. Desta forma, este trabalho propôs a encapsulação da curcumina em nanopartículas polimérico-magnéticas com a finalidade de aumentar sua biodisponibilidade e eficiência terapêutica. As nanopartículas magnéticas (NPMs) de MnFe2O4 foram sintetizadas via decomposição térmica, revestidas com citrato de sódio e em seguida funcionalizadas com multicamadas de quitosana e alginato de sódio por meio da técnica de deposição Layer-by-Layer (LbL). Conforme esperado, as NPMs de MnFe2O4 citratadas apresentaram estrutura cristallna com diâmetro de ~12 nm. As NPMs funcionalizadas com polímeros apresentaram distribuição estreita e diâmetro hidrodinâmico em torno de 200 nm. As inversões no potencial zeta (30 mV), após cada deposição, confirmaram a adsorção dos polímeros catiônico (quitosana) e aniônico (alginato de sódio) e a estabilidade no nanossistema. A eficiência da funcionalização, bem como as propriedades estruturais, morfológicas e superficiais das NPMs foram ainda confirmadas por meio das técnicas de FTIR, XPS, MET, TGA e ICP-OES. As NPMs antes e após a funcionalização apresentaram um comportamento superparamagnético, ideal para aplicação como sistema de liberação controlada/assistida de fármacos. A eficiência de encapsulação da curcumina foi determinada por espectroscopia de fluorescência, resultando em uma quantidade de ~100 g de curcumina por mg de nanopartícula. A liberação da curcumina por meio das NPMs funcionalizadas foi avaliada com base nos estímulos temperatura, pH do meio e campo magnético (hipertermia magnética). À medida que aumentou a temperatura e o pH do meio, observou-se um aumento na taxa de liberação da curcumina em um processo de dois estágios, seguindo o modelo descrito por Gallagher–Corrigan. Ao aplicar o campo magnético foi constatado que a interação interpartícula magnética reduzida na estrutura polimérica desempenhou uma liberação mais acelerada, quando comparado aos estímulos de temperatura e pH, via mecanismo de difusão, seguindo o modelo de liberação de primeira ordem. A avaliação da atividade citotóxica in vitro da curcumina foi determinada por meio do teste de MTT, observando que a curcumina livre e nanoencapsulada reduziram significativamente (P <0,0001) a viabilidade da célula MCF-7 no período de 72h. Os ensaios de nanocitotoxicidade mostraram ainda que o revestimento de polímero aumentou a biocompatibilidade do nanossistema. Após 6h de exposição observou-se a partir das imagens de MET a internalização das amostras (curcumina livre e MC@3Curc) no citoplasma, nas vesiculas e dentro do núcleo da célua MCF-7, apresentando, desta forma, sinais de citotoxicidade. Esses resultados sugerem o potencial do nanossistema polimérico- magnetoresponsivo sintetizado como uma alternativa para liberação da curcumina para fins biomédicos.Curcumin is a polyphenolic compound that has several pharmacological effects. However, its clinical applicability is hampered by its low water solubility, rapid metabolism and low bioavailability after oral administration. Thus, this work proposed the encapsulation of the curcumin in polymer-magnetic nanoparticles in order to increase their bioavailability and therapeutical efficiency. The magnetic nanoparticles (MNPs) of MnFe2O4 were synthesized by thermal decomposition, coated with sodium citrate and then functionalized with chitosan and sodium alginate multilayers by the Layer-by-Layer (LbL) deposition technique. As expected, the citrated MnFe2O4 MNPs showed a crystalline structure with a diameter of ~12 nm. The MNPs functionalized with polymers showed a narrow distribution and hydrodynamic diameter around 200 nm. The inversions at the zeta potential (30 mV) after each deposition confirmed the adsorption of the cationic (chitosan) and anionic (sodium alginate) polymers and the stability in the nanosystem. The efficiency of the functionalization, as well as the structural, morphological and superficial properties of the MNPs were further confirmed by the FTIR, XPS, TEM, TGA and ICP-OES techniques. The MNPs before and after functionalization showed a superparamagnetic behavior, ideal for application as a controlled/assisted drug delivery system. The encapsulation efficiency of curcumin was determined by fluorescence spectroscopy, resulting in an amount of ~100 μg of curcumin per mg of nanoparticle. The release of curcumin by functionalized NPMs was evaluated based on the stimuli of temperature, pH of the medium and magnetic field (magnetic hyperthermia). As the temperature and pH of the medium increased, an increase in the release rate of curcumin was observed in a two-stage process, following the model described by Gallagher-Corrigan. When applying the magnetic field, it was observed that the reduced magnetic interparticle interaction in the polymer structure showed a more rapid release when compared to the temperature and pH stimuli, via diffusion mechanism, following the model of first-order release. The evaluation of the in vitro cytotoxic activity of curcumin was determined by the MTT test, observing that free and nanoencapsulated curcumin reduced significantly (P <0.0001) the viability of MCF-7 cells within 72h. After 6h of exposure, the internalisation of the samples (free curcumin and MC@3Curc) in the cytoplasm, vesicles and inside the nucleus of the MCF-7 cells was observed through of the images of MET, thus showing signs of cytotoxicity..The nano-cytotoxicity assays further showed that the polymer coating increased the biocompatibility of the nanosystem. These results suggest the potential of synthesized polymer-magnetic MNPs as an alternative for release of curcumin for biomedical purposes.Sousa, Marcelo HenriqueParize, Alexandre LuisJardim, Katiúscia Vieira2021-08-13T13:34:59Z2021-08-13T13:34:59Z2018-07-20info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfJARDIM, Katiúscia Vieira. Elaboração de nanossistemas poliméricos magnetoresponsivos aplicados na liberação de curcumina. 2018. 123 f., il. Tese (Doutorado em Tecnologias Química e Biológica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.https://repositorio.unb.br/handle/10482/41662info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2023-07-25T02:48:58Zoai:repositorio.unb.br:10482/41662Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2023-07-25T02:48:58Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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