Desenvolvimento de scaffolds eletrofiados a partir do polímero policaprolactona (PCL) com adição de fluoróforos de interesse para aplicações em terapia fotodinâmica
| Ano de defesa: | 2020 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/100/100142/tde-17112020-201836/ |
Resumo: | O desenvolvimento de materiais com aplicações biotecnológicas pode ou não ser baseado nos chamados scaffolds, matrizes poliméricas que servem como suporte físico e dispositivos para liberação de substâncias de interesse, entre outras aplicações. A Terapia Fotodinâmica (TFD) é um tipo de fototerapia cujo princípio é a interação da luz com um composto fotoluminescente para obter resultados benéficos no tratamento de alguns tipos de câncer e de infecções microbianas. O mecanismo básico da TFD pode ser descrito a partir da relação entre três componentes principais, em que a luz em um comprimento de onda específico é incidida no fotossensibilizador, que será excitado e reagirá com o oxigênio molecular do meio para a formação do oxigênio singleto. A ação conjunta desses componentes resulta na morte das células desse local. Os scaffolds podem ser utilizados para a incorporação do fluoróforo, permitindo uma ação local e o aumento de seu direcionamento ao tecido ou órgão de interesse. Apesar de serem muitos os fluoróforos disponíveis para as aplicações em TFD, a maioria se encontra em estados agregados que diminuem sua eficiência terapêutica limitando seu desempenho no sistema vivo. Portanto, uma das formas de aumentar a eficácia dos fotossensibilizadores é investigar mudanças físico-químicas e, consequentemente, os estados agregados das moléculas a fim de compreender sua eficácia. Neste trabalho foi feita a adsorção do Photogem, um derivado de porfirina utilizados em TFD, às nanoargilas caulinita e nanotubos de haloisita em pH ácido, básico e neutro, em diferentes concentrações, para estudos fotofísicos de agregação, através das espectroscopias de absorção eletrônica, emissão de fluorescência e excitação de fluorescências. Foram confeccionados também scaffolds poliméricos de PCL com e sem adição de nanoargila haloisita para a incorporação do Photogem e realização de análises de morfologia dos scaffolds por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por energia dispersiva (EDS) e espectroscopia Raman. Esses mesmos scaffolds foram testados em experimentos antimicrobianos para verificar sua eficácia em TFD. Os resultados mostraram que a mudança de pH e concentração afeta o comportamento fotofísico do Photogem, refletindo numa variação de estados de agregação do composto. A incorporação das nanoargilas teve eficiências diferentes conforme a variação de pH, sendo a adsorção da nanoargila haloisita e das soluções em pH ácido, as condições mais efetivas. As análises morfológicas dos scaffolds de PCL e scaffolds compósitos mostraram que a distribuição e o diâmetro das fibras são homogêneos. Por fim, os testes microbiológicos realizados no trabalho são preliminares e se mostraram inconclusivos e serão refeitos no futuro. |
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Desenvolvimento de scaffolds eletrofiados a partir do polímero policaprolactona (PCL) com adição de fluoróforos de interesse para aplicações em terapia fotodinâmicaDevelopment of PCL electrospun scaffolds with fluorophore addition of photodynamic therapy applicationsElectrospinningScaffoldElectrospinningNanoargilaNanoclayPCLPCLPorfirinaPorphyrinScaffoldO desenvolvimento de materiais com aplicações biotecnológicas pode ou não ser baseado nos chamados scaffolds, matrizes poliméricas que servem como suporte físico e dispositivos para liberação de substâncias de interesse, entre outras aplicações. A Terapia Fotodinâmica (TFD) é um tipo de fototerapia cujo princípio é a interação da luz com um composto fotoluminescente para obter resultados benéficos no tratamento de alguns tipos de câncer e de infecções microbianas. O mecanismo básico da TFD pode ser descrito a partir da relação entre três componentes principais, em que a luz em um comprimento de onda específico é incidida no fotossensibilizador, que será excitado e reagirá com o oxigênio molecular do meio para a formação do oxigênio singleto. A ação conjunta desses componentes resulta na morte das células desse local. Os scaffolds podem ser utilizados para a incorporação do fluoróforo, permitindo uma ação local e o aumento de seu direcionamento ao tecido ou órgão de interesse. Apesar de serem muitos os fluoróforos disponíveis para as aplicações em TFD, a maioria se encontra em estados agregados que diminuem sua eficiência terapêutica limitando seu desempenho no sistema vivo. Portanto, uma das formas de aumentar a eficácia dos fotossensibilizadores é investigar mudanças físico-químicas e, consequentemente, os estados agregados das moléculas a fim de compreender sua eficácia. Neste trabalho foi feita a adsorção do Photogem, um derivado de porfirina utilizados em TFD, às nanoargilas caulinita e nanotubos de haloisita em pH ácido, básico e neutro, em diferentes concentrações, para estudos fotofísicos de agregação, através das espectroscopias de absorção eletrônica, emissão de fluorescência e excitação de fluorescências. Foram confeccionados também scaffolds poliméricos de PCL com e sem adição de nanoargila haloisita para a incorporação do Photogem e realização de análises de morfologia dos scaffolds por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por energia dispersiva (EDS) e espectroscopia Raman. Esses mesmos scaffolds foram testados em experimentos antimicrobianos para verificar sua eficácia em TFD. Os resultados mostraram que a mudança de pH e concentração afeta o comportamento fotofísico do Photogem, refletindo numa variação de estados de agregação do composto. A incorporação das nanoargilas teve eficiências diferentes conforme a variação de pH, sendo a adsorção da nanoargila haloisita e das soluções em pH ácido, as condições mais efetivas. As análises morfológicas dos scaffolds de PCL e scaffolds compósitos mostraram que a distribuição e o diâmetro das fibras são homogêneos. Por fim, os testes microbiológicos realizados no trabalho são preliminares e se mostraram inconclusivos e serão refeitos no futuro.The development of materials for biotechnological application may or may not be a scaffold, defined as a polymeric matrix for mechanical support in cell culture or a device for delivery systems. Photodynamic Therapy (PDT) is a phototherapy in which the interaction of light with a pholuminescent compound is used to obtain positive results in the treatment of some types of cancer disease and microbiological infections. The mechanism of PDT consists in a incident light of specific wavelength on the photosensitizer, leading to the excitation of the compound. Then, the excited photosensitizer reacts with the molecular oxygen and forms singlet oxygen species. This action described results in cell death. Scaffolds can be used to incorporate the photosensitizer, which allows a local action and increases the targeting in desired tissues or organs. Despite the quantity of photosensitizers available in PDT, the aggregate states can limit their efficiency in live organisms. One way to increase the efficiency of photosensitizers is to investigate physical-chemical changes that influence in aggregation states of molecules. In this work Photogem, a porphyrin derivative used in PDT, was adsorbed to halloysite nanotubes and kaolinite nanoclay, in acidic, neutron and basic pH, in different concentrations, for photophysics studies using electronic absorption, fluorescence emission and excitation spectroscopies. Also, PCL scaffolds were produced with and without halloysite nanotubes for Photogem incorporation. These samples were analysed with Scanning electron microscopy (SEM), Energy dispersive spectroscopy (EDS) and Raman spectroscopy. All scaffolds samples were used in microbiological experiments to test its efficacy in PDT. The results showed that changes in pH and concentration influence in photophysic behavior of Photogem that reflects in different aggregate states of the molecule. The adsorption in nanoclays showed more effective conditions in acidic pH and with halloysite nanotubes. In the morphological analysis of the scaffolds it was observed homogeneous fibers diameter and distribution; and microbiological tests were considered preliminary tests with inconclusive results, that will be repeated in further experiments.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCampana, Patricia TargonPereira, Aline Orvalho2020-09-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/100/100142/tde-17112020-201836/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-07-08T11:59:02Zoai:teses.usp.br:tde-17112020-201836Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-07-08T11:59:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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