Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-12-15Bitstream added on 2014-06-13T20:13:55Z : No. of bitstreams: 1 hiene_mac_me_arafcf.pdf: 643028 bytes, checksum: 1c3d3d785a2c78ba4805dcf8f62218b6 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O azumoleno sódico é um fármaco desenvolvido para combater a hipertermia maligna, que é caracterizada por predisposição genética e desencadeada pelo uso de agentes anestésicos inalatórios em processos cirúrgicos podendo levar a óbito 70% dos enfermos. Este fármaco mostra-se como congênere do dantroleno sódico, e devido à sua solubilidade ser 30 vezes maior, apresenta vantagens durante seu uso emergencial. Por tratar-se de um novo fármaco, há poucos estudos relacionados às suas características físicoquímicas, impurezas e métodos de análises. Os objetivos são desenvolver e validar métodos analíticos eficazes na identificação e na quantificação de azumoleno sódico. A análise qualitativa foi realizada por análise térmica, espectrofotometria de absorção na região do ultravioleta, espectroscopia na região do infravermelho e espectrofotometria de absorção na região do visível com utilização de ácido cloranílico 0,1% como reagente, permitindo a identificação do azumoleno sódico. Os métodos de análise quantitativos desenvolvidos e validados envolveram: (i) espectrofotometria no UV, com comprimento de onda a 340 nm, que apresentou resposta linear entre a faixa de concentração de 7,0 e 12,0 Ng/mL, na qual foram analisados satisfatoriamente os parâmetros de precisão, exatidão, robustez, limite de detecção e limite de quantificação, com teor médio de 98,86% e CV de 0,62 %; (ii) espectrofotometria na região visível, com utilização de ácido cloranílico 0,1% como reagente e acetonitrila como solvente, com comprimento de onda a 507 nm e faixa de concentração linear de 8,0 a 13,0 Ng/mL, com avaliação dos parâmetros de precisão, exatidão, robustez, limite de detecção... / Azumolene sodium is a drug designed to fight malignant hyperthermia, which is characterized by genetic predisposition and triggered by the use of inhalational anesthetics in surgical procedures can lead to death 70% of patients. This drug is shown as a congener of dantroleno sodium, and due to its solubility is 30 times larger, has advantages for its emergency use. As this is a new drug, there are few studies related to their physical and chemical characteristics, impurities and methods of analysis. The objectives are to develop and validate analytical methods effective in the identification and quantification of azumolene sodium. Qualitative analysis was performed by thermal analysis, absorption spectrophotometry in ultraviolet and visible region using 0.1% chloranilic acid as reagent and spectroscopy infrared absorption, allowing the identification of azumolene sodium. The methods of analysis developed and validated involved: (i) UV spectrophotometry, with wavelength at 340 nm, which showed linear response the concentration range of 7.0 and 12.0 Ng/mL, which were analyzed satisfactorily the parameters of precision, accuracy, robustness, limit of detection and limit of quantitation, with percentage average of 98.86% and CV 0.62%, (ii) visible spectrophotometry, using 0.1% chloranilic acid reagent and acetonitrile as solvent, at 507 nm and linear concentration range from 8.0 to 13.0 mg/mL, with evaluation of precision, accuracy, robustness, limit of detection and limit of quantification, showed the percentage average of 98.15% and CV 0.66%, (iii) high performance liquid chromatography, which used reverse-phase column C18 and a mobile phase consisting of methanol: water... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-05-03T00:21:40Z No. of bitstreams: 1 CarlosAugustoDeMoraesIglesias_DISSERT.pdf: 13899872 bytes, checksum: 8e7bdfb74a34a8bbb0c9b76341635d52 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-05-08T23:22:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CarlosAugustoDeMoraesIglesias_DISSERT.pdf: 13899872 bytes, checksum: 8e7bdfb74a34a8bbb0c9b76341635d52 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-08T23:22:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarlosAugustoDeMoraesIglesias_DISSERT.pdf: 13899872 bytes, checksum: 8e7bdfb74a34a8bbb0c9b76341635d52 (MD5) Previous issue date: 2018-03-09 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O fenômeno de aquecimento de nanopartículas magnéticas a partir da aplicação de um campo magnético oscilante é um tema que tem despertado grande interesse da comunidade científica nas últimas décadas. Este fato é uma consequência da existência de desafios tanto no contexto de física fundamental, quanto do ponto de vista de aplicações biomédicas, tais como no tratamento de tumores e liberação termicamente controlada de fármacos. Desta forma, a completa compreensão do comportamento destes sistemas com dimensões reduzidas se torna uma questão importante, bem como a otimização do processo de produção e das propriedades destes materiais, uma tarefa desafiadora. Neste trabalho, realizou-se uma investigação teórica e experimental relacionada à resposta térmica de nanopartículas superparamagnéticas de MgO:Fe2O3 e FeO:F e2O3. Específicamente, buscou-se o entendimento da dependência da taxa de absorção específica com parâmetros tais como composição e diâmetro médio das nanopartículas, assim como amplitude e frequência do campo magnético aplicado. Aqui, propõe-se um modelo teórico para descrever o comportamento térmico de suspensões de nanopartículas magnéticas, fornecendo informações adicionais em termos de parâmetros bem conhecidos na literatura. Para se avaliar a consistência da teoria proposta, aplica-se o modelo teórico a fim de se descrever as curvas de hipertermia magnética obtidas experimentalmente. Para se obter as curvas de hipertermia magnética, desenvolveu-se um sistema experimental com capacidade de geração de campos magnéticos com frequências até 100 kHz e amplitudes de até 200 Oe. O excelente acordo entre os resultados teóricos e experimentais fornece suporte para confirmar a validade de nossa abordagem para a descrição do comportamento térmico de nanopartículas magnéticas sob ação de um campo magnético oscilante. / The phenomena of raising the temperature of magnetic nanoparticles under an alternating magnetic field, known as magnetic hyperthermia, is an outstanding field, which gives rise to challenges in the context of fundamental physics and providing new roads to applications, such as in the cancer treatment and in the control of thermally activated drug delivery. Thus, the complete understanding of the behavior of these systems with reduced dimensions becomes a key point and the optimization of the production processes and the properties of these materials, a challenging task. In this work, we perform a theoretical and experimental investigation of the magnetic hyperthermia in MgO:F e2O3 and FeO:F e2O3 superparamagnetic nanoparticles. Specifically, we aim to fully understand the influence of the composition, nanoparticle size, as well as amplitude and frequency of the field on the specific absorption rate of the samples. Here, we propose a theoretical model to describe the thermal behavior of magnetic nanoparticles, providing further insights on well-known parameters found in literature. To test the robustness of the approach, we apply the theoretical model to describe the magnetic hyperthermia curves obtained experimentally. To obtain the magnetic hyperthermia curves, an experimental system is developed, making possible to generate magnetic fields with frequency up to 100 kHz and amplitude up to 200 Oe. The excellent agreement between theoretical and experimental results provides support to confirm the validity of our approach to describe the thermal behavior of magnetic nanoparticles.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / No presente trabalho, nanopartÃculas de M0,5Zn0,5Fe2O4 (M= Ni ou Mn) foram preparadas por sÃntese hidrotÃrmica sob condiÃÃes brandas sem qualquer procedimento de calcinaÃÃo. Amostras de composiÃÃo MFe2O4 (M = Zn, Ni ou Mn) tambÃm foram sintetizadas para fins de comparaÃÃo. As propriedades estruturais e magnÃticas das amostras foram investigadas por DifraÃÃo de Raios-X (DRX), Espectroscopia na RegiÃo do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia Raman, Espectroscopia MÃssbauer, MagnetÃmetro de Amostra Vibrante (VSM) e Microscopia EletrÃnica de TransmissÃo (TEM). As anÃlises de DRX exibiram picos caracterÃsticos da fase de espinÃlio em todas as amostras sintetizadas. O tamanho mÃdio de partÃcula foi obtido por DRX, VSM e TEM e apresentou valor em torno de 10 nm para o M0,5Zn0,5Fe2O4. As imagens de TEM exibiram nanopartÃculas de morfologia cÃbica. Os parÃmetros magnÃticos observados por MÃssbauer e VSM mostraram comportamento superparamagnÃtico para todas as amostras contendo Zn, alÃm de altos valores de magnetizaÃÃo de saturaÃÃo (~55 meu/g) para a amostra Ni0,5Zn0,5Fe2O4. Devido a isto, este nÃcleo magnÃtico foi escolhido para a formulaÃÃo do nanocarreador. Desta forma, este foi inicialmente modificado com Ãcido olÃico. As anÃlises de TG e FTIR evidenciaram a presenÃa de molÃculas de oleato na superfÃcie da nanopartÃcula. AlÃm disso, o coeficiente de revestimento do processo realizado foi 3,7 oleato / nm2. Um estudo de adsorÃÃo da piplartina na nanopartÃcula modificada (NiZn-AO) foi realizado e observou-se relaÃÃo (NiZn-AO : Piplartina) Ãtima de 1 : 2 (m/m). ApÃs o processo adsortivo, o sistema contendo NiZn-AO e piplartina foi revestido com matriz polimÃrica constituÃda de P123 e F127 para conferir biocompatibilidade ao sistema, e formar o nanocarreador. Testes preliminares de hipertermia foram realizados na nanopartÃcula e observou-se que um campo de 126 Oe conduz a geraÃÃo de calor para alcanÃar uma temperatura de 42ÂC, dentro da faixa de hipertermia moderada. Portanto, o nanocarreador formulado apresenta potencial para aplicaÃÃes biomÃdicas. / In this work, nanoparticles of the M0,5Zn0,5Fe2O4 (M = Ni ou Mn) have been prepared by hydrothermal synthesis in mild conditions without any calcinations process. MFe2O4 (M = Zn, Ni or Mn) nanoparticles were also prepared for comparison. The structural and magnetic properties of the ferrites were investigated by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy, MÃssbauer spectroscopy, vibrating sample magnetometer (VSM) and Transmission electron microscopy (TEM). XRD analysis showed peaks of the spinel phase for all samples. The average particle size was obtained by XRD, TEM and VSM and values around 10 nm were found for M0,5Zn0,5Fe2O4. TEM images showed particles of cubic morphology. The magnetic parameters observed by MÃssbauer and VSM shown superparamagnetic behavior for the samples containing Zn and high saturation magnetization values (~55 emu/g) for Ni0,5Zn0,5Fe2O4. Due to this, it was chosen for formulating the nanocarrier. Thus, it was first modified with oleic acid. The TG and FTIR analysis revealed the presence of oleate molecules on the surface of the nanoparticle. Furthermore, the coating coefficient of the process carried was 3.7 oleate / nm2. A study of piplartine adsorption on the modified nanoparticle (NiZn-AO) was performed and the optimum relationship (NiZn-AO: piplartine) was 1 : 2 (w / w). After the adsorptive process, the system containing NiZn-AO and piplartine was coated with polymeric matrix consisting of F127 and P123 to confer biocompatibility to the system and form the nanocarrier. Hyperthermia tests were performed in nanoparticles and it was observed that a field of 126 Oe leads to heat generation to attain a temperature of 42ÂC within the range of moderate hyperthermia. Therefore, the fabricated nanocarrier had potential for biomedical applications.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2016-09-26T11:37:12Z No. of bitstreams: 2 Tese - Marcus Carrião dos Santos - 2016.pdf: 18819776 bytes, checksum: c30d69dcb666acd99ab25efc73f7a96e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-09-26T12:06:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Marcus Carrião dos Santos - 2016.pdf: 18819776 bytes, checksum: c30d69dcb666acd99ab25efc73f7a96e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T12:06:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Marcus Carrião dos Santos - 2016.pdf: 18819776 bytes, checksum: c30d69dcb666acd99ab25efc73f7a96e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-05-04 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The phenomenon of heat dissipation by magnetic materials interacting with an alternating magnetic field, known as magnetic hyperthermia, is an emergent and promising therapy for many diseases, mainly cancer. The scientific community has endeavored to identify the properties that lead to maximum efficiency dissipation of magnetic nanoparticles. However, the diameter in which this efficiency reaches maximum is sometimes bigger than 10 nm, presenting several incompatibilities with biomedical aplications. On the other hand, small nanoparticles (< 8 nm}) do not suffer from the same disadvantages. On the contrary, they benefit from a biodistribution convenient for cancer treatment, affinity for the lymphatic system, further penetration of tumor tissue and renal clearance. However, the use of small nanostructures as heat centers never received much attention, in part because the model most used to describe the magnetic hyperthermia phenomenon, the linear response theory (LRT), provides a very small dissipation in these systems. Recently, experimental results have questioned this inefficiency and evidences that it is possible to produce a biological response (including cell death) without necessarily measuring a temperature variation opened up new possibilities for small nanostructures. This research, therefore, proposes a change in magnetic nanostructure tailoring strategy for biomedical applications of hyperthermia: to make more efficient dissipation in small nanoparticles. Therefore, it is necessary to rebuild the theoretical framework of hyperthermia, making the description of these small systems more accurate. This thesis deals with the development of modeling tools to enable a distinction between the most superficial and internal region of the nanoparticle, recognizing that many of the properties at the nanoscale has its origin in surface effects and the surface-to-volume ratio. A model for the description of core-shell system magnetization was developed, based on the Heisenberg Hamiltonian and a mean field theory in which different parameters may be assigned to each region. The combination of this model with the LRT has given rise to a new description of hyperthermia phenomenon in which the importance of surface effects and can be explicitly considered, making also possible the description of heterogeneous systems. The model was compared with original (homogeneous nanoparticles) and literature (heterogeneous nanoparticles) experimental data, with good qualitative agreement with the results. In an attempt to verify the influence of effects of nonlinearity in these systems, a non-linear response theory was developed from the generalization of the LRT, and applied to core-shell systems. The fundamental role of these theoretical tools is to point the direction in which the nanomaterials tailoring should advance to make viable the proposed hyperthermia with small nanostructures. The models proposed here suggest that a higher dissipation efficiency in small systems is obtained with a combination of materials which lead to the reduction ratio of shell-to-core damping factors, increasing of the exchange constant in the interface and maximizing the shell-to-core anisotropy constants, indicating that better results should be found in Soft@Hard systems. / O fenômeno de dissipação de calor por materiais magnéticos que interagem com um campo magnético alternado, conhecido como hipertermia magnética, é uma emergente e promissora terapia para muitas doenças, principalmente o câncer. A comunidade científica tem se esforçado para identificar as propriedades que levam à eficiência máxima de dissipação em nanopartículas magnéticas. Entretanto, muitas vezes, o diâmetro para o qual essa eficiência é máxima supera 10 nm, apresentando diversas incompatibilidades com as aplicações biomédicas. Por outro lado, nanopartículas pequenas (< 8 nm) não sofrem das mesmas desvantagens, pelo contrário, se beneficiam de uma biodistribuição conveniente para o tratamento oncológico, afinidade com o sistema linfático, maior penetração no tecido tumoral e excreção via depuração renal. Entretanto, o uso de nanoestruturas pequenas como centros de calor nunca recebeu muita atenção, em parte, porque o modelo mais utilizado para descrever o fenômeno de hipertermia magnética, a teoria de resposta linear (LRT), prevê uma dissipação muito pequena nesses sistemas. Recentemente, resultados experimentais colocaram em dúvida essa ineficiência e evidências de que é possível produzir uma resposta biológica (inclusive morte celular) sem necessariamente elevar a temperatura de forma mensurável abriram novas possibilidades para as nanoestruturas pequenas. Esse trabalho propõe, então, uma mudança na estratégia de engenharia de nanoestruturas magnéticas para aplicações biomédicas de hipertermia: que se busque tornar mais eficiente a dissipação em nanopartículas pequenas. Para tanto, é necessário reconstruir o arcabouço teórico de hipertermia, para tornar a descrição desses sistemas pequenos mais precisa. Esta tese ocupa-se do desenvolvimento de ferramentas de modelagem que permitam uma diferenciação entre a região mais superficial e interna da nanopartícula, reconhecendo que grande parte das propriedades em escala nanométrica tem sua origem nos efeitos de superfície e na relação superfície-volume. Um modelo de descrição da magnetização de sistemas core-shell foi desenvolvido, com base na hamiltoniana de Heisenberg e em uma teoria de campo médio, no qual podem ser atribuídos diferentes parâmetros para cada uma dessas regiões. A combinação desse modelo com a LRT deu origem a uma nova descrição do fenômeno de hipertermia no qual a importância de efeitos de superfície podem ser explicitamente considerados, tornando possível também a descrição de sistemas heterogêneos. O modelo foi comparado com dados experimentais originais (nanopartículas homogêneas) e da literatura (nanopartículas heterogêneas), apresentando boa concordância qualitativa com os resultados. Na tentativa de verificar a influência de efeitos de não-linearidade nesses sistemas, desenvolveu-se uma teoria de resposta não-linear a partir da generalização da LRT, aplicando-a a sistemas core-shell. O papel fundamental dessas ferramentas teóricas é apontar a direção para qual a engenharia de nanomateriais deve avançar para tornar a proposta de hipertermia com nanoestruturas pequenas viável. Os modelos propostos aqui sugerem que a maior eficiência de dissipação em sistemas pequenos será obtida com a combinação de materiais que levem à redução da razão entre os fatores de damping da shell com relação ao core, o aumento da constante de exchange na interface e a maximização da razão entre as constantes de anisotropia da shell com relação ao core, indicando melhores resultados para sistemas Soft@Hard.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:13:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2641_1.pdf: 2211882 bytes, checksum: 82110dcb65a77e7363c223a96044e60d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Freqüentemente, as técnicas de aquecimento disponíveis para o tratamento terapêuti-co de determinadas doenças, são capazes de queimar tecidos adjacentes e necessitam de sistemas sofisticados de controle. A distribuição de temperatura dentro do tecido tratado deve ser cuidadosamente controlada para evitar danos nos tecidos adjacentes ao tumor ou para propiciar a adequação do calor depositado. A simulação numérica é uma alternativa para se ter um conhecimento do campo de temperaturas no corpo humano em algumas si-tuações. A análise da transferência de calor será feita através de uma formulação do Méto-do dos Volumes Finitos (MVF) da Equação da Biotransferência de Calor (BHTE- Bioheat Transfer Equation) em malhas triangulares não-estruturadas. Uma vez que não existem dados precisoa disponíveis na literatura para os diversos parâmetros envolvidos na simula-ção numérica, análises de sensibilidades são necessárias para identificar a real influência de cada parâmetro nos resultados. Os custos destas análises para esta diversidade de parâ-metros justificam o uso de métodos perturbativos, que são usados principalmente quando não há solução analítica para o problema ou quando a solução numérica é muito onerosa. O objetivo deste trabalho consiste em efetuar análises de sensibilidade via formalismos de perturbação, em problemas de hipertermia causada por fontes de laser usadas no tratamen-to de tumores. O presente trabalho parte de uma análise térmica pré-existente, na qual se estudou um procedimento, onde um tumor de duodeno é aquecido por uma sonda, com uma fonte de laser Nd:YAG. Para isto, os cálculos das análises de sensibilidade, utilizando os formalismos diferenciais de primeira e segunda ordem, serão realizados numericamente. A condutividade térmica for o parâmetro que apresentou maior sensibilidade ao problema, seguida da massa específica e calor específico. Os métodos perturbativos se mostraram eficientes no cálculo das temperaturas. O método de 2ª ordem apresentou erros relativos menores do que os de 1ª ordem, porém seu custo computacional não justifica o seu uso para este tipo de problema

Sabe-se que o aumento na temperatura do tecido tumoral pode aumentar a eficiência de técnicas convencionais de combate ao câncer (radioterapia e quimioterapia). Além disso, a variação de temperatura em tumores pode ser uma forma de tratamento alternativo à cirurgia, feito por meio do fornecimento de calor direcionado às células cancerosas e preservando o tecido sadio. Para maior eficácia e segurança no emprego de técnicas que utilizam fornecimento de calor ao tecido biológico, é necessário o monitoramento da temperatura tecidual para garantir que a morte celular por ablação térmica seja limitada ao tecido alvo, minimizando os danos aos tecidos adjacentes. A imagem fotoacústica é uma técnica baseada no efeito fotoacústico, o qual consiste na absorção de radiação eletromagnética pelo tecido e, devido à expansão termoelástica, na geração de ondas acústicas. A amplitude da onda de pressão gerada pelo efeito fotoacústico possui dependência com a temperatura do meio pelo parâmetro de Grueneisen, que depende das propriedades mecânicas do material. Portanto, mudanças na amplitude do sinal fotoacústico carregam informações a respeito da variação na temperatura do material. Neste trabalho, a dependência da amplitude do sinal fotoacústico com a temperatura foi estudada em um material simulador de tecido biológico (phantom) em condições similares a de tratamentos por hipertermia Nesse caso, imagens fotoacústicas foram adquiridas para cada grau de temperatura em uma faixa de 36 até 41 ºC durante o procedimento de aquecimento por banho térmico. Mudanças na amplitude e fase do sinal fotoacústico foram avaliadas através da aplicação de algoritmos de speckle tracking. Para estimar a variação na amplitude do sinal também foram utilizados e avaliados diferentes métodos de comparação. Os resultados são apresentados por imagens fotoacústicas termais produzidas pela aplicação de um fator de calibração aos mapas de variação relativa da amplitude do sinal em função da temperatura do meio. Finalmente, avaliamos um experimento de hipertemia por ultrassom focalizado de alta intensidade (High Intensity Therapeutic Ultrasound - HITU) em uma amostra de músculo suíno. Nesse caso foram geradas imagens termais fotoacústicas e imagens termais produzidas pela mudança de fase do sinal pulso-eco de ultrassom. Os resultados sugerem uma maneira não invasiva de calcular a distribuição da variação de temperatura do meio que pode ser aplicada para monitoramento durante tratamentos que utilizam o fornecimento de calor ao tecido biológico. / Several studies have shown that elevating the temperature of tumoral tissue improves standard cancer treatments success rate (radiotherapy and chemotherapy). This procedure can also be a therapy to cancer by delivering heat and killing cancer cells while healthy tissues are preserved. For improved efficiency and security in heat applications, it is important to monitor tissue temperature during treatments. Photoacoustic (PA) pressure wave amplitude has a temperature dependence given by the sample mechanical properties (Gruenesein parameter). These changes in photoacoustic signal amplitude carry information about temperature variation in tissue. Therefore, PA has been proposed as an imaging technique to monitor temperature during hyperthermia. In this study, PA images were acquired for temperatures ranging from 36ºC to 41ºC using a tissue-mimicking phantom immersed in a temperature controlled thermal bath. Relative amplitude variation was calculated using speckle tracking algorithms using four different methods to estimate these variations in PA signal amplitude. The results are presented as PA-based thermal images, generated using a calibration factor to the percentage variations in the amplitude maps. Finally, PA-based and ultrasound-based thermal images were acquired during heating by high intensity focused ultrasound (High Intensity Therapeutic Ultrasound - HITU) in a porcine muscle. The results suggest a non-invasive way to monitor temperature during hyperthermia procedures.

Nanopartículas de ouro têm mostrado enorme potencial de aplicação em modalidades diagnósticas e terapêuticas fotoativadas. Em especial, nanoestruturas de ouro anisotrópicas ramificadas apresentam excelente desempenho atuando tanto como contrastes de imagens fotoacústicas, quanto como agentes ativos para terapias fototérmicas de câncer. Apesar dos avanços nas suas rotas de síntese, o desenvolvimento dessas nanoestruturas de forma simples e reprodutível ainda é desafiador. O presente trabalho visou o desenvolvimento de nanopartículas de ouro anisotrópicas ramificadas, ou nanoflores, que sejam fotoativas no infravermelho-próximo para a terapia e diagnóstico de câncer. Em particular, buscou-se o desenvolvimento de uma síntese simples para sua obtenção, assim como a verificação de sua atuação como agente de contraste fotoacústico e como agente ativo para hipertermia de tumores. Para tanto, desenvolveu-se uma síntese in situ que permitiu a obtenção de nanoflores monodispersas com tamanho e propriedades ópticas controláveis. Através da variação de aspectos da síntese, como a temperatura e a concentração de ouro, foi possível sintonizar a atividade óptica das partículas entre 590 e 960 nm. Sua formação foi confirmada por microscopia eletrônica de varredura, espalhamento de luz dinâmico e espectroscopia UV-visível. As partículas apresentaram boa estabilidade de suas características físico-químicas por dois meses e meio. Ainda, as nanoflores se mostraram estáveis, também, quando suspensas em meio de cultura, sob irradiação de lasers, e quando mantidas a temperatura corpórea por longos intervalos. Sua resposta fotoacústica foi caracterizada, apresentando sinais significativos e permitindo a obtenção de imagens claras de sua localização, mesmo em baixas concentrações. Testes realizados em cultura de células mostraram que as nanoflores foram eficazes na hipertermia de uma linhagem de hepatocarcinoma de rato (HTC), ao mesmo tempo que não apresentaram sinais de toxicidade a uma linhagem de fibroblastos de camundongos (FC3H). Esses resultados revelam uma possibilidade simples de fabricação de nanoestruturas de ouro anisotrópicas ramificadas, que podem servir como uma plataforma promissora para o diagnóstico e terapia do câncer. / Gold nanoparticles have shown enormous potential of application in photodiagnostic and in phototherapeutic procedures. Notably, branched anisotropic gold nanostructures present distinguished performance acting as contrast agents of photoacoustic images and as active agents for photothermal therapies for cancer. Despite advances in their synthesis routes, the growth of these nanostructures in a simple and reproducible way is still challenging. The present study was aimed at developing branched anisotropic gold nanoparticles, coined nanoflowers, that are photoactive in the near-infrared for therapy and diagnosis of cancer. In particular, we sought to develop a simple synthesis route, as well as to verify its application for both, as photoacoustic contrast agents and as active agents for tumor hyperthermia. An in situ synthesis was developed which allowed the development of monodisperse nanoflowers with controllable size and optical properties. Through variations of certain aspects of this procedure, such as temperature and gold ions concentration, it was possible to tune the optical activity of the particles between 590 and 960 nm. The nanostructure morphology was confirmed by scanning electron microscopy, dynamic light scattering and UV-visible spectroscopy. The particles exhibited consistent physicochemical characteristics and good stability for two and a half months. Furthermore, the nanoflowers were also stable when suspended in cell culture medium, under laser irradiation and when maintained at body temperature for long intervals. Its photoacoustic response was characterized, presenting significant responses and generating clear images of its location, even at low concentrations. In vitro tests revealed that these nanoflowers were effective therapeutic agents for photothermal therapy of a rat hepatocarcinoma (HTC) lineage, while showing no signs of toxicity to mouse fibroblast (FC3H) cell line. These results reveal a simple procedure of synthesizing branched anisotropic gold nanostructures, which can serve as a promising platform for cancer diagnosis and therapy.

Estudos com tratamento hipertérmico de tumores utilizando nanopartículas metálicas têm sido realizados durante as últimas décadas e mostram resultados bons quanto à remissão de tumores, por vezes chegando à cura completa. O mesmo acontece em relação aos tratamentos baseados em ação fotodinâmica de fotossensibilizadores. Tratamentos aliando a terapia hipertérmica com nanopartículas de ouro e a terapia fotodinâmica com diversos fotossensibilizadores tem efeito sinérgico e apresenta excelente potencial terapêutico, em que pese serem necessários mais estudos para que uma nova terapia conjunta possa ser implementada. A proposta deste trabalho foi investigar esse efeito sinérgico utilizando nanobastões de ouro complexados com fotossensibilizadores. Após a síntese dos nanobastões pelo método de seeding, a eficácia do tratamento fotodinâmico e da terapia hipertérmica, separadamente, foi investigada. A metodologia do recobrimento dos nanobastões por fotossensibilizador, em um primeiro momento, não logrou êxito com a porfirina, porém com a ftalocianina tetracarboxilada se mostrou mais eficaz. A taxa de fotodegradação da ftalocianina em solução foi investigada como parâmetro para a eficiência em geração de oxigênio singlete. Após centrifugação e lavagem das nanopartículas, no entanto, evidenciou-se por espectrofotometria que o fotossensibilizador não permaneceu aderido aos nanobastões. Em um segundo momento, optamos por recobrir os nanobastões por porfirinas tetrassulfonadas, com ou sem grupamentos metil-glucamina. Após o processo de recobrimento, essas ftalocianinas formaram complexos iônicos com o CTAB que recobre os nanobastões. Os complexos nanobastões-ftalocianinas foram analisados por microscopia eletrônica de transmissão e as taxas de geração de oxigênio singlete e de radical hidroxil foram investigadas. Além disso, foram utilizadas para testes in vivo e in vitro com células de melanoma melanótico (B16F10) ou amelanótico (B16G4F). As células tumorais em cultura ou os tumores em camundongos C57BL6 foram irradiados com luz em 635 nm e os tumores foram observados por 15 dias após o tratamento. Houve evidente aumento na geração de oxigênio singlete por ambos fotossensibilizadores, e maior geração de radicais livres por parte do fotossensibilizador metilglucaminado. O oposto ocorre com o fotossensibilizador sem metilglucamina. Houve, também, moderada citotoxicidade no escuro quando células foram incubadas com nanopartículas recobertas por ftalocianinas ou não. Quando ativados pela luz, os complexos ftalocianinas-nanobastões desencadearam um aumento de 5ºC no meio de cultura das células, e a morte celular observada foi extensa (91% para a linhagem B16G4F e 95% para a linhagem B16F10). Tanto os resultados in vitro quanto os in vivo indicam que as propriedades das ftalocianinas testadas são melhoradas significativamente quando elas estão complexadas aos nanobastões. Este é um estudo pioneiro por utilizar duas porfirinas tetrassulfonadas específicas e por utilizar o mesmo comprimento de onda para a ativação dos fotossensibilizadores e nanobastões. / Studies with hyperthermic tumor ablation using metallic nanoparticles have been performed on the last decades, and show promising results on tumor remission, sometimes achieving the complete cancer elimination. The same occurs regarding on treatments based on photodynamic activity of photosensitizer compounds. Studies indicate that those therapeutic interventions - hyperthermic therapy using gold nanorods and photodynamic activity with many photosensitizers - together can present a synergistic effect, and offer a great therapeutic potential, although more investigation needs to be performed before such approach could be implemented. We proposed to investigate the effect of the attachment of photosensitizers onto the surface of gold nanorods (well-characterized devices for hyperthermia generation). After nanorods synthesis through a seed-mediated method, the PDT and hyperthermia\'s efficacy was assessed separately. The method used for covering the gold nanorods with photosensitizers did not permit, in a first approach, the attachment of porphyrins onto the nanoparticles surface, but the attachment of tetrasulfonated phthalocyanines was more successful. The phthalocyanine\'s degradation rate was assessed as an indirect parameter of singlet oxygen generation. After centrifuging and washing the nanoparticles, we saw that the photosensitizers do not keep attached to the nanorods. On a second approach, we chose to recover the nanorods with two zinc phthalocyanines - with or without methyl-glucamine groups. After the recovering process, the phthalocyanines formed ionic complexes with the CTAB that is previously recovering the nanoparticles. The nanorod-phthalocyanines complexes were analyzed by TEM, and their singlet oxygen and hydroxyl radical generation yield were assessed. Furthermore, they were tested in vitro in melanoticB16F10 and amelanotic B16G4F melanoma cells, and in vivo. The tumor cells (in vitro) and the tumor tissue (in vivo) with nanoparticles were irradiated with laser (at 635 nm), and the tumor growth in mice was observed for 15 days after the laser irradiation. It is evident the increase in the singlet oxygen generation, and higher HPF activation for the glucaminated Pc, but the inverse for the other photosensitizer. It seems like there is a type I to type II switch on the action mechanism of the latter Pc. A mild cytoxocity was observed with the nanorods conjugated with photosensitizer in the dark, but when they are activated by light (and taken into account a 5ºC rise in the temperature because of the surface plasmon resonance from the gold nanorods), the cell killing is intense (91% for B16G4F cell line, and 95% for B16F10 cell line). Both in vitro and in vivo results indicate that the photodynamic properties of the phthalocyanines tested are enhanced when they are attached onto the nanorods surface. This is a novel study because we used two tetrasulfonated phthalocyanines and because we used the same wavelength to activate both the nanorods and the photosensitizers.

A ação combinada da Terapia Fotodinâmica (TFD) e da Hipertermia (HPT), projetadas para trabalhar sinergicamente, pode levar a uma considerável regressão de tumores neoplásicos após mínimas doses de dissipação de calor e/ou fotossensitização luminosa. Nesse estudo foi proposto, inicialmente, a formação do complexo de inclusão entre o fármaco fotossensibilizante, ftalocianina de zinco (ZnPc) e a cucurbiturila (CB[7]), de modo a aumentar a solubilidade do fármaco e minimizar sua agregação. Além disso, foi proposto nanoencapsular o complexo em lipossomas, tornando-os bicompatíveis. O complexo de inclusão CB[7]:ZnPc foi preparado pelo método de co-evaporação complementado por liofilização e caracterizado por Ressonância Magnética Nuclear (RMN 1H), Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC) e Difração de Raios-X (XDR). As formulações lipossomais foram preparadas pelo método de hidratação do filme lipídico e caracterizadas com relação ao tamanho das vesículas, potencial Zeta, índice de polidispersão e estabilidade. Nos estudos biológicos, utilizando a linhagem neoplásica B16-F10, foi feita uma comparação entre o complexo livre e encapsulado em lipossoma, a fim de estudar o lipossoma como um veículo de liberação de fármacos. Além desse estudo, foi avaliada a toxicidade do lipossoma contendo o complexo de inclusão e o fluido magnético (CB:ZnPc-MLp) na presença de luz e campo magnético. Esse resultado nos mostra que a aplicação da luz e do campo magnético em conjunto, consegue ser mais eficaz do que os mesmos aplicados separadamente, comprovando o efeito sinérgico. / The combined action of photodynamic therapy (PDT) and hyperthermia (HPT), designed to work synergistically, may lead to a significant regression of neoplasic tumors after minimum doses of heat dissipation and / or light photosensitization. In this study was provided initially, the formation of an inclusion complex between the drug photosensitizer, zinc phthalocyanine (ZnPc) and cucurbit[7]uril (CB [7]) in order to increase the solubility of the drug and minimize aggregation. Furthermore, it was also proposed nanoencapsular liposome complex, making them biocompatible. The inclusion complex CB [7]: ZnPc was prepared by co-evaporation method complemented by lyophilization and characterized by nuclear magnetic resonance (1H-NMR), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and X-ray diffraction (XDR). Liposomal formulations were prepared by lipid film hydration and characterized with respect to vesicle size, zeta potential, polydispersity and stability. In the biological studies, using neoplasic cell line B16-F10, a comparison was made between the free complex and the complex encapsulated in liposome in order to study the liposome as a carrier for drug delivery. In this study, we evaluated the toxicity of the liposome containing the inclusion complex and the magnetic fluid (CB: ZnPc-MLP) in the presence of magnetic field and light. This result shows that the application of light and magnetic field in combination are able to be more effective than the same applied separately, demonstrating the synergistic effect.

As células dendríticas (DCs) são células apresentadoras de antígeno suscetíveis a muitos sinais de ativação, os quais induzem diferentes padrões de ativação e resposta de linfócitos T. Neste trabalho, estudamos os efeitos de dois sinais de perigo, a febre e o LPS, sobre o fenótipo e função de DCs. A exposição de DCs ao calor não afetou a expressão de CD80 e CD86, capacidade endocítica ou produção de citocinas, características que foram afetadas pelo LPS. Entretanto, DCs expostas ao calor apresentaram uma maior atividade aloestimuladora e maior expressão de CD40. Quando DCs ativadas com LPS foram também estimuladas pelo calor, nenhuma alteração fenotípica na superfície celular foi notada, mas as DCs induziram maior produção de IFN-<font face=\"symbol\">g por linfócitos T alogenêicos e favoreceram a proliferação de linfócitos T CD8+. Esses dados indicam que a febre pode favorecer uma resposta celular, através de sua ação sobre DCs ativadas, com provável participação do CD40. Além de seu significado fisiológico, esse fenômeno pode ter aplicação em estratégias imunoterapêuticas. / Dendritic cells (DCs) are the main antigen presenting cells and susceptible to many activation signals that will induce different patterns of DC activation and of T cell responses. In this work we studied the effects of two danger signals, fever and LPS, on DC phenotype and function. Exposure of immature monocyte-derived dendritic cells to heat did not affect CD80 and CD86 expression, their endocytic ability, or their cytokine production, characteristics that were affected by LPS. However, heat-exposed DCs presented a higher allo-stimulatory activity and enhanced CD40 expression. When LPS activated DCs were also stimulated by heat, no cell surface phenotypic change was noted but these cells induced a higher IFN-<font face=\"symbol\">g secretion by allogeneic T lymphocytes and favored the proliferation of CD8+ cells. These data indicate that fever may cause a bias toward cellular responses, through its action on activated DCs, probably through CD40. Besides its physiological meaning, this phenomenon may have applications in immunotherapeutic strategies.