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Development, Characterization and Application of a Reactive Bulking Agent for Wall Control

Silva, Guillermo C.O. 13 November 2007 (has links)
This research thesis is focussed on the development of a novel low density explosive composition whose main application is wall control in open pit mining. The product has, however, the potential to be used in a variety of applications and rock conditions where customization of the explosive’s energy output is required. Experimental observations on the novel low density explosive showed that the product is capable of initiating and sustaining stable detonations at densities as low as 0.10 g/cm3. Given the extreme low densities at which the novel product maintains its detonating characteristics, it will be appropriate to treat it as a reactive bulking agent, hence its name: Low Density Reactive Agent or LDRA for short. When mixed with standard ANFO prills, the reactive nature of the LDRA ensures a detonable mixture regardless of the final dilution sought or the degree of segregation eventually produced during mixing and loading. If operational constraints are such that a lower energy is required, the LDRA can then be used on a stand‐alone basis, without mixing it with other explosive compositions, such as ANFO or emulsions. The detonation characteristics of the LDRA at a target density of 0.15 g/cm3 were evaluated, with particular effort placed on measuring the detonation and explosion pressures, parameters having the greatest influence on damage. The effects of diameter, confinement and primer on LDRA performance were evaluated through velocity of detonation (VOD) measurements. In addition, VOD experiments were conducted in the LDRA to evaluate the stability of propagation in longer columns, the behaviour in a decking configuration and the ability to initiate and be initiated by a column of ANFO. The low pressure regimes characterizing the LDRA provided the opportunity to investigate the full pressure history of the detonation gases by designing experiments of a non‐destructive nature that allowed the repetition of tests under different loading scenarios. Following the characterization stage, the opportunity to test the LDRA as a damage control tool under a true operational scenario arose at the Chuquicamata Mine, in northern Chile. The project provided important input as to the feasibility of manufacturing the LDRA at a semi‐industrial scale and to evaluate the performance of the product in the large diameter blastholes used at the mine / Thesis (Ph.D, Mining Engineering) -- Queen's University, 2007-11-09 12:19:49.747
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Uso de metotrexato associado à nanopartícula rica em colesterol (LDE) para tratamento da aterosclerose / Use of methotrexate associated to a cholesterol-rich nanoparticle (LDE) for atherosclerosis treatment

Adriana Bulgarelli 21 May 2010 (has links)
O Metotrexato (MTX) é um fármaco utilizado como anti-inflamatório no tratamento da artrite reumatóide (AR). O risco de doença cardiovascular em pacientes com AR é menor quando tratados com MTX. Apesar dessa evidência, há poucos relatos da utilização de MTX para o tratamento da aterosclerose. Foi desenvolvida em nosso laboratório uma nanopartícula rica em colesterol (LDE), a qual é reconhecida pelos receptores da lipoproteína de baixa densidade (LDLr) após injeção na corrente sangüínea. A LDE concentra-se em células com hiperexpressão de LDLr, em processos proliferativos como a aterosclerose. Dessa maneira, a LDE pode ser utilizada como veículo para o direcionamento de fármacos contra essas células. A molécula de MTX foi latenciada e a modificação do fármaco aumentou a sua incorporação à LDE. A proposta desse estudo foi avaliar a eficácia de MTX associado à LDE (LDE-MTX) no tratamento da aterosclerose em coelhos além de investigar o efeito desse complexo na expressão de genes inflamatórios que participam do processo aterogênico. Para realização do estudo foram utilizados quatro grupos de 10 coelhos (raça New Zealand) cada, sendo que todos foram submetidos a uma dieta rica em colesterol por 8 semanas. Após as primeiras 4 semanas de dieta, os grupos foram tratados com LDE-MTX (grupo LDE-MTX), MTX comercial (grupo MTX comercial), LDE (grupo controle LDE) ou solução salina (grupo controle Salina), via endovenosa por 4 semanas. O grupo LDE-MTX não apresentou toxicidade ao longo do tratamento de acordo com os parâmetros utilizados, enquanto que o grupo MTX comercial apresentou uma queda acentuada de eritrócitos ao final do tratamento (p<0,001). A análise morfométrica macroscópica mostrou que os grupos LDE-MTX e MTX comercial reduziram as lesões ateroscleróticas quando comparados ao grupo controle Salina (66 e 76%, respectivamente) (p<0,001). Por microscopia, a camada íntima do arco aórtico e torácico foi reduzida nos grupos LDE-MTX (67% e 75%) e MTX comercial (81% e 92%, respectivamente) quando comparados com os mesmos fragmentos do grupo controle Salina (p<0,05). A presença de macrófagos na camada íntima dos grupos LDE-MTX e MTX comercial foi reduzida em 59% e 57% (p<0,001) no arco aórtico e 37% e 38% na região da aorta torácica (p=0,016) em relação ao grupo controle Salina, respectivamente. A porcentagem de MMP-9 no arco aórtico foi reduzida em 48% em ambos os grupos tratados (p=0,0003), enquanto que na aorta torácica LDE-MTX e MTX comercial diminuíram 54% e 66% (p<0,0001) respectivamente, em relação ao grupo controle Salina. Na região da aorta abdominal, a redução de MMP-9 também foi observada nos grupos LDE-MTX (68%) e MTX comercial (70%) (p=0,016). Quando se comparou ao grupo controle LDE, os dois grupos tratados tiveram porcentagens semelhantes de redução em todas as análises morfométricas. Nos estudos de expressão gênica in vivo, 5 genes inflamatórios se mostraram hipoexpressos (TNF-&#945;, MCP-1, IL-1&#946;, IL-18 e MMP-12) e um gene (IL-10) apresentou aumento de expressão no arco aórtico de coelhos tratados com LDE-MTX em relação ao grupo controle. No experimento in vitro, 5 dos 10 genes (TNF-&#945;, VAP-1, IL-1&#946;, CXCL2 e TLR2) avaliados tiveram redução da expressão e 1 (TGF-&#946;1) se mostrou hiperexpresso na linhagem de endotélio humana (HUVEC) tratada com as duas formulações de MTX. Os resultados indicam que tanto a LDE-MTX quanto MTX comercial reduzem acentuadamente as lesões ateroscleróticas em coelhos e parecem minimizar a resposta inflamatória na doença aterosclerótica. Contudo, LDE-MTX apresentou uma tolerabilidade maior ao tratamento, pois não apresentou toxicidade hematológica em comparação com MTX comercial. / Methotrexate (MTX) is the most frequently used drug for rheumatoid arthritis treatment. The incidence of vascular disease in these patients is lower when treated with MTX. However, few studies have been done using MTX for atherosclerosis treatment. In previous studies, we showed that, after injection into blood stream, a cholesterol-rich nanoparticle (LDE) binds to low density lipoprotein receptors (LDLr) and concentrates in tissues with intense cell proliferation such as atherosclerosis. LDE may thus carry drugs directed against those tissues reducing the toxicity of chemotherapeutic agents. For stable association with LDE, a lipophylic methotrexate derivative was used. The purpose of this study was to test MTX associated to LDE (LDE-MTX) in rabbits with atherosclerosis and investigate their anti-inflammatory effects on inflammatory mediators. Atherosclerosis was induced in rabbits by cholesterol rich diet during eight weeks. After 4 weeks from the introduction of the atherogenic diet, 4 groups of 10 animals were treated with LDE-MTX (LDE-MTX group), commercial MTX (commercial MTX Group), LDE (LDE control group) and saline solulion (Saline control group). MTX dose in both preparations was 4mg/kg/week during 4 additional weeks. LDE-MTX group showed superior tolerability with pronouncedly lesser hematologic toxicity in comparison to commercial MTX (p< 0.001). By morphometric analysis, both LDE-MTX and commercial MTX treatment groups showed a pronounced reduction of lesion area compared with Saline control group (66-76% respectively) (p<0001). By microscopy, intimal width at aortic arch and thoracic segments was reduced by 67% and 75% in LDE-MTX group compared to Saline control group, respectively (p<0.05). Commercial MTX group showed a reduction of 81% and 92% at aortic arch and thoracic segments compared to Saline control group, respectively (p<0.05). Presence of macrophages in intima layer at aortic arch was reduced by 59% and 57% (p<0.001) in LDE-MTX and commercial MTX groups while at thoracic segments was diminished by 37% and 38% (p=0.016) compared to Saline control group, respectively. MMP-9 percentage was diminished by 48% in both treated groups at aortic arch (p=0.0003) while at thoracic segment, LDE-MTX and commercial MTX reduced by 54% and 66% (p<0.0001) compared to Saline control group, respectively. Furthermore, MMP-9 percentage also diminished at abdominal segment in LDE-MTX group (68%) and commercial MTX (70%) when compared to Saline control group (p=0,016). When compared to LDE control group, both treated groups had similar percentage reduction in all morphometric analysis. In vivo studies, the expression of 5 inflammatory genes was downregulated (TNF-&#945;, MCP-1, IL-1&#946;, IL-18 and MMP-12) and 1 was upregulated (IL-10) when rabbits with induced atherosclerosis were treated with LDE-MTX. Besides, 5 inflammatory genes were downregulated (TNF-&#945;, VAP-1, IL-1&#946;, CXCL2 e TLR2) and 1 was upregulated (TGF-&#946;1) when human endothelial cell line (HUVEC) was treated with both MTX preparations. Therefore, MTX can be an effective drug for atherosclerosis treatment and associated to LDE, side effects of this chemotherapeutic agent can be minimized.
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Uso de metotrexato associado à nanopartícula rica em colesterol (LDE) para tratamento da aterosclerose / Use of methotrexate associated to a cholesterol-rich nanoparticle (LDE) for atherosclerosis treatment

Bulgarelli, Adriana 21 May 2010 (has links)
O Metotrexato (MTX) é um fármaco utilizado como anti-inflamatório no tratamento da artrite reumatóide (AR). O risco de doença cardiovascular em pacientes com AR é menor quando tratados com MTX. Apesar dessa evidência, há poucos relatos da utilização de MTX para o tratamento da aterosclerose. Foi desenvolvida em nosso laboratório uma nanopartícula rica em colesterol (LDE), a qual é reconhecida pelos receptores da lipoproteína de baixa densidade (LDLr) após injeção na corrente sangüínea. A LDE concentra-se em células com hiperexpressão de LDLr, em processos proliferativos como a aterosclerose. Dessa maneira, a LDE pode ser utilizada como veículo para o direcionamento de fármacos contra essas células. A molécula de MTX foi latenciada e a modificação do fármaco aumentou a sua incorporação à LDE. A proposta desse estudo foi avaliar a eficácia de MTX associado à LDE (LDE-MTX) no tratamento da aterosclerose em coelhos além de investigar o efeito desse complexo na expressão de genes inflamatórios que participam do processo aterogênico. Para realização do estudo foram utilizados quatro grupos de 10 coelhos (raça New Zealand) cada, sendo que todos foram submetidos a uma dieta rica em colesterol por 8 semanas. Após as primeiras 4 semanas de dieta, os grupos foram tratados com LDE-MTX (grupo LDE-MTX), MTX comercial (grupo MTX comercial), LDE (grupo controle LDE) ou solução salina (grupo controle Salina), via endovenosa por 4 semanas. O grupo LDE-MTX não apresentou toxicidade ao longo do tratamento de acordo com os parâmetros utilizados, enquanto que o grupo MTX comercial apresentou uma queda acentuada de eritrócitos ao final do tratamento (p<0,001). A análise morfométrica macroscópica mostrou que os grupos LDE-MTX e MTX comercial reduziram as lesões ateroscleróticas quando comparados ao grupo controle Salina (66 e 76%, respectivamente) (p<0,001). Por microscopia, a camada íntima do arco aórtico e torácico foi reduzida nos grupos LDE-MTX (67% e 75%) e MTX comercial (81% e 92%, respectivamente) quando comparados com os mesmos fragmentos do grupo controle Salina (p<0,05). A presença de macrófagos na camada íntima dos grupos LDE-MTX e MTX comercial foi reduzida em 59% e 57% (p<0,001) no arco aórtico e 37% e 38% na região da aorta torácica (p=0,016) em relação ao grupo controle Salina, respectivamente. A porcentagem de MMP-9 no arco aórtico foi reduzida em 48% em ambos os grupos tratados (p=0,0003), enquanto que na aorta torácica LDE-MTX e MTX comercial diminuíram 54% e 66% (p<0,0001) respectivamente, em relação ao grupo controle Salina. Na região da aorta abdominal, a redução de MMP-9 também foi observada nos grupos LDE-MTX (68%) e MTX comercial (70%) (p=0,016). Quando se comparou ao grupo controle LDE, os dois grupos tratados tiveram porcentagens semelhantes de redução em todas as análises morfométricas. Nos estudos de expressão gênica in vivo, 5 genes inflamatórios se mostraram hipoexpressos (TNF-&#945;, MCP-1, IL-1&#946;, IL-18 e MMP-12) e um gene (IL-10) apresentou aumento de expressão no arco aórtico de coelhos tratados com LDE-MTX em relação ao grupo controle. No experimento in vitro, 5 dos 10 genes (TNF-&#945;, VAP-1, IL-1&#946;, CXCL2 e TLR2) avaliados tiveram redução da expressão e 1 (TGF-&#946;1) se mostrou hiperexpresso na linhagem de endotélio humana (HUVEC) tratada com as duas formulações de MTX. Os resultados indicam que tanto a LDE-MTX quanto MTX comercial reduzem acentuadamente as lesões ateroscleróticas em coelhos e parecem minimizar a resposta inflamatória na doença aterosclerótica. Contudo, LDE-MTX apresentou uma tolerabilidade maior ao tratamento, pois não apresentou toxicidade hematológica em comparação com MTX comercial. / Methotrexate (MTX) is the most frequently used drug for rheumatoid arthritis treatment. The incidence of vascular disease in these patients is lower when treated with MTX. However, few studies have been done using MTX for atherosclerosis treatment. In previous studies, we showed that, after injection into blood stream, a cholesterol-rich nanoparticle (LDE) binds to low density lipoprotein receptors (LDLr) and concentrates in tissues with intense cell proliferation such as atherosclerosis. LDE may thus carry drugs directed against those tissues reducing the toxicity of chemotherapeutic agents. For stable association with LDE, a lipophylic methotrexate derivative was used. The purpose of this study was to test MTX associated to LDE (LDE-MTX) in rabbits with atherosclerosis and investigate their anti-inflammatory effects on inflammatory mediators. Atherosclerosis was induced in rabbits by cholesterol rich diet during eight weeks. After 4 weeks from the introduction of the atherogenic diet, 4 groups of 10 animals were treated with LDE-MTX (LDE-MTX group), commercial MTX (commercial MTX Group), LDE (LDE control group) and saline solulion (Saline control group). MTX dose in both preparations was 4mg/kg/week during 4 additional weeks. LDE-MTX group showed superior tolerability with pronouncedly lesser hematologic toxicity in comparison to commercial MTX (p< 0.001). By morphometric analysis, both LDE-MTX and commercial MTX treatment groups showed a pronounced reduction of lesion area compared with Saline control group (66-76% respectively) (p<0001). By microscopy, intimal width at aortic arch and thoracic segments was reduced by 67% and 75% in LDE-MTX group compared to Saline control group, respectively (p<0.05). Commercial MTX group showed a reduction of 81% and 92% at aortic arch and thoracic segments compared to Saline control group, respectively (p<0.05). Presence of macrophages in intima layer at aortic arch was reduced by 59% and 57% (p<0.001) in LDE-MTX and commercial MTX groups while at thoracic segments was diminished by 37% and 38% (p=0.016) compared to Saline control group, respectively. MMP-9 percentage was diminished by 48% in both treated groups at aortic arch (p=0.0003) while at thoracic segment, LDE-MTX and commercial MTX reduced by 54% and 66% (p<0.0001) compared to Saline control group, respectively. Furthermore, MMP-9 percentage also diminished at abdominal segment in LDE-MTX group (68%) and commercial MTX (70%) when compared to Saline control group (p=0,016). When compared to LDE control group, both treated groups had similar percentage reduction in all morphometric analysis. In vivo studies, the expression of 5 inflammatory genes was downregulated (TNF-&#945;, MCP-1, IL-1&#946;, IL-18 and MMP-12) and 1 was upregulated (IL-10) when rabbits with induced atherosclerosis were treated with LDE-MTX. Besides, 5 inflammatory genes were downregulated (TNF-&#945;, VAP-1, IL-1&#946;, CXCL2 e TLR2) and 1 was upregulated (TGF-&#946;1) when human endothelial cell line (HUVEC) was treated with both MTX preparations. Therefore, MTX can be an effective drug for atherosclerosis treatment and associated to LDE, side effects of this chemotherapeutic agent can be minimized.
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Estudos fotofísicos e fotobiológicos de sistemas de liberação contendo o fármaco fotossensível cloro-ftalocianina de alumínio para aplicação em terapia fotodinâmica / Photophysical and photobiological studies of drug delivery systems loaded with chloro-aluminium phthalocyanine for application in photodynamic therapy

Silva, Emanoel Pedro de Oliveira 26 August 2016 (has links)
A terapia fotodinâmica (TFD) tem se apresentado nos últimos anos como uma alternativa para o tratamento de tumores cutâneos, viscerais e sistêmicos, demonstrando resultados promissores, tanto em estudos in vitro como in vivo. Trata-se de uma técnica simples e não invasiva. A terapia consiste na excitação de um fármaco fotossensibilizante por uma fonte de luz visível que depois de absorvida pela molécula, leva a produção espécies reativas de oxigênio (EROs) em presença do oxigênio molecular por uma sequencia de reações fotoquímicas. Nesse trabalho propõe-se a preparação, caracterização e detreminação da atividade fotodinâmica de uma nanoemulsão rica em colesterol e de lipossomas ultradeformáveis como novos sistemas de liberação para o fármaco fotossensibilizante cloro alumínio ftalocianina (PcAlCl), comparando com um sistema clássico de lipossoma convencional. Como modelo celular foram utilizadas células de glioblastoma (U87MG) e de melanoma (B16F10). As formulações apresentaram características desejáveis como reprodutibilidade, tamanho de partícula, estabilidade curto e em longo prazo e deformidade adequados para a utilização como meio de veiculação da PcAlCl. Pela análise dos estudos fotofísicos de rendimento quântico de fluorescência (?F), tempo de vida de fluorescência (?) e rendimento quântico de oxigênio singleto (??) da PcAlCl em etanol e incorporada nas formulações, pode-se observar que a incorporação a um veículo de liberação melhorou as características da PcAlCl. Nos estudos em células nenhum dos sistemas apresentou citotoxicidade na ausência de luz, mas apresentaram um aumento da atividade fotodinâmica da PcAlCl de até 80% quando comparadas à PcAlCl livre quando irradiadas. Todas as formulações apresentaram características que corrobora com o emprego como sistemas de liberação para o aumento da atividade fotodinâmica da PcAlCl podendo serem empregados no tratamento de glioblastoma e de melanoma / The Photodynamic therapy (PDT) has been an alternative for the treatment of skin, and brain tumors, and has shown promising results, both in vitro and in vivo, is a simple and non-evasive technique. The therapy consists into a light-sensitive drug excitation by a light visible source that once absorbed by the molecule lead to produce reactive oxygen species (ROS) in the molecular oxygen presence by a sequence of photochemical reactions. This work proposes the preparation and characterization of a cholesterol-rich nanoemulsion and ultradeformable liposomes as new delivery systems for the drug photosensitizer chloro aluminum phthalocyanine (PcAlCl) compared to a classical system as the conventional liposome and their photodynamic activity in glioblastoma cells line (U87MG) and melanoma cells line (B16F10). The formulations showed suitable characteristics such as reproducibility, particle size, short and long-term stability and deformity for their use as drug delivery for PcAlCl. For the photophysical studies: absorption, fluorescence, fluorescence quantum yield (?F), fluorescence lifetime (?) and quantum yield of singlet oxygen (??) of PcAlCl in ethanol and incorporated in the formulations demonstrated that the incorporation was able to improve its photophysical characteristics. In in vitro studies, the drug delivery systems showed no cytotoxicity in the absence of light, but demonstrated increased in PcAlCl photodynamic activity up to 80% over the PcAlCl free when irradiated. All formulations showed characteristics, which cooperates with the use of these drug delivery systems for, increased the PcAlCl photodynamic activity for glioblastoma and melanoma treatment
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Cinética plasmática e captação da associação de uma microemulsão rica em colesterol ao quimioterápico oleato de etoposideo em pacientes com câncer de ovário / Plasma kinetics and Uptake of a Cholesterol-rich Microemulsion (LDE) Associated to Etoposídeo Oleate by neoplastic Ovarian Tissues

Azevedo, Carolina Heitmann Mares 13 May 2004 (has links)
Previamente foi relatado a associação do oleato de etoposídeo à uma microemulsão rica em colesterol (LDE) que é captada por células malignas que superexpressam receptores da Lipoproteína de Baixa Densidade (LDL). A associação do fármaco é estável, sua atividade antiproliferativa é preservada e há uma redução da toxicidade em animais. Dando continuidade, esse trabalho tem como objetivo investigar a cinética plasmática da associação LDE: oleato de etoposídeo e ainda verificar se a associação do fármaco à LDE modifica a propriedade da microemulsão de se concentrar nas células neoplásicas com aumento dos receptores, determinando a captação de ambos os componentes nos tecidos acometidos pelo tumor comparado com o tecido equivalente normal. O [3H]oleato de etoposídeo associado à LDE marcada radioativamente com [14C] oleato de colesterol, foi injetado intravenosamente em 14 pacientes com câncer de ovário (50,6 &#177; 7,5 anos), 24 horas antes da cirurgia. Amostras de sangue foram coletadas no período de 24 horas para determinar a curva de decaimento plasmático da associação. A radioatividade presente nas alíquotas do plasma foi determinada usando solução cintiladora e a Taxa Fracional de Remoção (TFR) foi calculada através de uma análise compartimental. Amostras de tecido ovariano com tumor e sem tumor foram coletadas durante a cirurgia, onde foi dado início ao procedimento de extração lipídica para determinação da radioatividade. A TFR da LDE e do oleato de etoposídeo foram similares (0,0881 e 0,1722 respectivamente, P= 0,2422). A média da captação tecidual de ambos[14C]-LDE e [3H]-oleato de etoposídeo por tecido maligno de ovário foi quatro vezes maior quando comparado com o tecido contralateral sem a doença (captação da LDE= 448 &#177; 184 e 143 &#177; 51 e a captação do oleato de etoposídeo foi de 346 &#177; 75 e 103 &#177; 56, respectivamente). O resultado indica que maior quantidade do fármaco fica retido na partícula da microemulsão, sendo removida da circulação e internalizada pelas células. Em adição foi mostrado que a associação LDE: oleato de etoposídeo teve habilidade de se concentrar nos tecidos malignos de ovário. Contudo, a associação pode ser usada para direcionar e concentrar o oleato de etoposídeo nas células malignas de ovário. / Background: Previously we reported the association of etoposídeo oleate to a cholesterol-rich microemultion (LDE) that is taken up by malignant cells that overexpress low-density lipoprotein (LDL) receptors. The association of the drug is stable, preserves the anti-proliferative activity of the drug and reduces the toxicity to animals. In order to investigate the plasma kinetics of the association LDE:etoposídeo oleate and to verify whether the complex has the ability to concentrate in malignant ovarian cancer we performed the following analysis. Methods: [3H]etoposídeo oleate associated to LOE labeled with [14C]-Cholesteryl Oleate (CO) was intravenously injected into 10 patients with cancer of ovary (50,6 &#177; 7,5 yr.) 24 h before the surgery. Blood samples were collected over the 24 h period to determine the plasma decay curves of the complex labels. Radioactivity present in plasma aliquots was determined in a scintillation solution and the plasma fractional c1earance rate (FCR) was calculated by compartmental analysis. Specimens of tumors and normal ovaries excised during the surgery were collected for lipid extraction, separation by thin layer chromatography and radioactive counting. Results: Fractional clearance rate (FCR) of LDE and of the drug were similar (0,0881 e 0,1722, respectively, P =0.2422). The mean of the uptake of both [14C]-LDE and [3H]-etoposídeo oleate by malignat tissue of ovary was three fold greater when compared with that of the contralateral normal ovaries (LDE uptake = 448 &#177; 184 and 143 &#177; 51 and etoposídeo oleate uptake = 346 &#177; 75 and 103 &#177; 56, respectively). Conclusions: Our results indicate that most of the drug is retained in the microemulsion particles until its removal from the circulation and internalization by the cells. In addition, we showed that the association LDE:etoposídeo oleate has the hability to concentrate in malignant ovarian tissues. Therefore, the complex can be used to direct and concentrate etoposídeo against malignant ovarian cells.
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Estudos fotofísicos e fotobiológicos de sistemas de liberação contendo o fármaco fotossensível cloro-ftalocianina de alumínio para aplicação em terapia fotodinâmica / Photophysical and photobiological studies of drug delivery systems loaded with chloro-aluminium phthalocyanine for application in photodynamic therapy

Emanoel Pedro de Oliveira Silva 26 August 2016 (has links)
A terapia fotodinâmica (TFD) tem se apresentado nos últimos anos como uma alternativa para o tratamento de tumores cutâneos, viscerais e sistêmicos, demonstrando resultados promissores, tanto em estudos in vitro como in vivo. Trata-se de uma técnica simples e não invasiva. A terapia consiste na excitação de um fármaco fotossensibilizante por uma fonte de luz visível que depois de absorvida pela molécula, leva a produção espécies reativas de oxigênio (EROs) em presença do oxigênio molecular por uma sequencia de reações fotoquímicas. Nesse trabalho propõe-se a preparação, caracterização e detreminação da atividade fotodinâmica de uma nanoemulsão rica em colesterol e de lipossomas ultradeformáveis como novos sistemas de liberação para o fármaco fotossensibilizante cloro alumínio ftalocianina (PcAlCl), comparando com um sistema clássico de lipossoma convencional. Como modelo celular foram utilizadas células de glioblastoma (U87MG) e de melanoma (B16F10). As formulações apresentaram características desejáveis como reprodutibilidade, tamanho de partícula, estabilidade curto e em longo prazo e deformidade adequados para a utilização como meio de veiculação da PcAlCl. Pela análise dos estudos fotofísicos de rendimento quântico de fluorescência (?F), tempo de vida de fluorescência (?) e rendimento quântico de oxigênio singleto (??) da PcAlCl em etanol e incorporada nas formulações, pode-se observar que a incorporação a um veículo de liberação melhorou as características da PcAlCl. Nos estudos em células nenhum dos sistemas apresentou citotoxicidade na ausência de luz, mas apresentaram um aumento da atividade fotodinâmica da PcAlCl de até 80% quando comparadas à PcAlCl livre quando irradiadas. Todas as formulações apresentaram características que corrobora com o emprego como sistemas de liberação para o aumento da atividade fotodinâmica da PcAlCl podendo serem empregados no tratamento de glioblastoma e de melanoma / The Photodynamic therapy (PDT) has been an alternative for the treatment of skin, and brain tumors, and has shown promising results, both in vitro and in vivo, is a simple and non-evasive technique. The therapy consists into a light-sensitive drug excitation by a light visible source that once absorbed by the molecule lead to produce reactive oxygen species (ROS) in the molecular oxygen presence by a sequence of photochemical reactions. This work proposes the preparation and characterization of a cholesterol-rich nanoemulsion and ultradeformable liposomes as new delivery systems for the drug photosensitizer chloro aluminum phthalocyanine (PcAlCl) compared to a classical system as the conventional liposome and their photodynamic activity in glioblastoma cells line (U87MG) and melanoma cells line (B16F10). The formulations showed suitable characteristics such as reproducibility, particle size, short and long-term stability and deformity for their use as drug delivery for PcAlCl. For the photophysical studies: absorption, fluorescence, fluorescence quantum yield (?F), fluorescence lifetime (?) and quantum yield of singlet oxygen (??) of PcAlCl in ethanol and incorporated in the formulations demonstrated that the incorporation was able to improve its photophysical characteristics. In in vitro studies, the drug delivery systems showed no cytotoxicity in the absence of light, but demonstrated increased in PcAlCl photodynamic activity up to 80% over the PcAlCl free when irradiated. All formulations showed characteristics, which cooperates with the use of these drug delivery systems for, increased the PcAlCl photodynamic activity for glioblastoma and melanoma treatment
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Cinética plasmática e captação da associação de uma microemulsão rica em colesterol ao quimioterápico oleato de etoposideo em pacientes com câncer de ovário / Plasma kinetics and Uptake of a Cholesterol-rich Microemulsion (LDE) Associated to Etoposídeo Oleate by neoplastic Ovarian Tissues

Carolina Heitmann Mares Azevedo 13 May 2004 (has links)
Previamente foi relatado a associação do oleato de etoposídeo à uma microemulsão rica em colesterol (LDE) que é captada por células malignas que superexpressam receptores da Lipoproteína de Baixa Densidade (LDL). A associação do fármaco é estável, sua atividade antiproliferativa é preservada e há uma redução da toxicidade em animais. Dando continuidade, esse trabalho tem como objetivo investigar a cinética plasmática da associação LDE: oleato de etoposídeo e ainda verificar se a associação do fármaco à LDE modifica a propriedade da microemulsão de se concentrar nas células neoplásicas com aumento dos receptores, determinando a captação de ambos os componentes nos tecidos acometidos pelo tumor comparado com o tecido equivalente normal. O [3H]oleato de etoposídeo associado à LDE marcada radioativamente com [14C] oleato de colesterol, foi injetado intravenosamente em 14 pacientes com câncer de ovário (50,6 &#177; 7,5 anos), 24 horas antes da cirurgia. Amostras de sangue foram coletadas no período de 24 horas para determinar a curva de decaimento plasmático da associação. A radioatividade presente nas alíquotas do plasma foi determinada usando solução cintiladora e a Taxa Fracional de Remoção (TFR) foi calculada através de uma análise compartimental. Amostras de tecido ovariano com tumor e sem tumor foram coletadas durante a cirurgia, onde foi dado início ao procedimento de extração lipídica para determinação da radioatividade. A TFR da LDE e do oleato de etoposídeo foram similares (0,0881 e 0,1722 respectivamente, P= 0,2422). A média da captação tecidual de ambos[14C]-LDE e [3H]-oleato de etoposídeo por tecido maligno de ovário foi quatro vezes maior quando comparado com o tecido contralateral sem a doença (captação da LDE= 448 &#177; 184 e 143 &#177; 51 e a captação do oleato de etoposídeo foi de 346 &#177; 75 e 103 &#177; 56, respectivamente). O resultado indica que maior quantidade do fármaco fica retido na partícula da microemulsão, sendo removida da circulação e internalizada pelas células. Em adição foi mostrado que a associação LDE: oleato de etoposídeo teve habilidade de se concentrar nos tecidos malignos de ovário. Contudo, a associação pode ser usada para direcionar e concentrar o oleato de etoposídeo nas células malignas de ovário. / Background: Previously we reported the association of etoposídeo oleate to a cholesterol-rich microemultion (LDE) that is taken up by malignant cells that overexpress low-density lipoprotein (LDL) receptors. The association of the drug is stable, preserves the anti-proliferative activity of the drug and reduces the toxicity to animals. In order to investigate the plasma kinetics of the association LDE:etoposídeo oleate and to verify whether the complex has the ability to concentrate in malignant ovarian cancer we performed the following analysis. Methods: [3H]etoposídeo oleate associated to LOE labeled with [14C]-Cholesteryl Oleate (CO) was intravenously injected into 10 patients with cancer of ovary (50,6 &#177; 7,5 yr.) 24 h before the surgery. Blood samples were collected over the 24 h period to determine the plasma decay curves of the complex labels. Radioactivity present in plasma aliquots was determined in a scintillation solution and the plasma fractional c1earance rate (FCR) was calculated by compartmental analysis. Specimens of tumors and normal ovaries excised during the surgery were collected for lipid extraction, separation by thin layer chromatography and radioactive counting. Results: Fractional clearance rate (FCR) of LDE and of the drug were similar (0,0881 e 0,1722, respectively, P =0.2422). The mean of the uptake of both [14C]-LDE and [3H]-etoposídeo oleate by malignat tissue of ovary was three fold greater when compared with that of the contralateral normal ovaries (LDE uptake = 448 &#177; 184 and 143 &#177; 51 and etoposídeo oleate uptake = 346 &#177; 75 and 103 &#177; 56, respectively). Conclusions: Our results indicate that most of the drug is retained in the microemulsion particles until its removal from the circulation and internalization by the cells. In addition, we showed that the association LDE:etoposídeo oleate has the hability to concentrate in malignant ovarian tissues. Therefore, the complex can be used to direct and concentrate etoposídeo against malignant ovarian cells.
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Transferência simultânea de lipídeos de um modelo artificial de lipoproteína (LDE) para a lipoproteína de alta densidade (HDL) / Simultaneous transfer of lipids from an artificial model lipoprotein (LDE) to high-density lipoprotein (HDL)

Ana Cristina Lo Prete 27 September 2007 (has links)
Lipoproteínas do plasma trocam lipídeos e apolipoproteínas constantemente. Além da ação de proteínas de transferência, a habilidade das lipoproteínas em receber ou doar lipídeos depende também de diversos outros fatores. A estrutura e a composição de lipídeos e de proteína das lipoproteínas podem influenciar a fluidez da partícula e, desse modo, esta habilidade da lipoproteína. No plasma, a classe de lipoproteína que é a mais afetada pela transferência de lipídeos é a HDL. O presente estudo foi projetado para estabelecer um método . simples para quantificar a habilidade desta lipoproteína em receber simultaneamente suas principais classes de lipídeos constituintes, fosfolipídeo, colesterol livre, éster de colesterol e triglicerídeo. O método é baseado na troca lipídica ocorrida entre uma nanoemulsão artificial (LDE) que se assemelha à estrutura lipídica da LDL, usada como doador de lipídeos radioativos, e as lipoproteínas plasmáticas. Após precipitação da LDE e das demais lipoproteínas, a capacidade da HDL de receber lipídeos é quantificada pela medida da radioatividade presente na lipoproteína. No presente estudo, foi realizada a padronização deste método, assim como analisadas possíveis interferências no método. No mesmo estudo, foi analisada a transferência de lipídeos da LDE para a partícula de HDL em indivíduos controles. A elevação da temperatura (4 a 37°C), do tempo de incubação (5min a 2h) e de HDL-Colesterol (33 a 244 mg/dL) resultaram em progressivo aumento na transferência dos quatro lipídeos da LDE para a HDL. Por outro lado, o aumento do pH (6,5 a 8,5) e da concentração de albumina (3,50 a 7,00 g/dL) não alteraram os valores de transferência. A amostra de plasma mostrou ser inalterada para este ensaio por período de 12 meses (p>0,05), enquanto que a LDE foi inalterada por até 15 dias (p>0.2). Os resultados da análise intra-ensaio apresentaram imprecisão (C.V.) para · a transferência de fosfolipídeo, colesterol livre, éster de colesterol e triglicerídeo de 0,83, 0,56, 1,49 e 0,51 %, respectivamente. A análise inter-ensaio mostrou imprecisão para os resultados de transferência de fosfolipídeo, colesterol livre, éster de colesterol e triglicerídeo 0,78, 0,59, 1,32 e 0,58%, respectivamente. A média da transferência de fosfolipídeo, colesterol livre, éster de colesterol e triglicerídeo da LDE para a HDL nos 53 voluntários foi de 25,5±2,6, 9,9±1 ,6, 4,8±1,3 e 6,9±1 ,1%, respectivamente. As transferências de éster de colesterol, triglicerídeo e colesterol livre se correlacionaram positivamente entre estes lipídeos. Foram encontradas correlações positivas também entre as transferências de fosfolipídeo e de triglicerídeo e entre a transferência de colesterol livre e a concentração de colesterol de HDL. O método de transferência de lipídeos para a fração HDL mostrou ser prático e preciso, .podendo, dentro das condições ideais estabelecidas neste trabalho, determinar a capacidade receptora de lipídeos da HDL. / Plasma lipoproteins constantly exchange lipids and apolipoproteins. Besides the action of transfer proteins, the ability of lipoproteins to receive or donate lipids also depends on several other factors. The structure, lipid and protein composition of the lipoproteins may influence the fluidity of the particle and thereby this ability of lipoprotein. In the plasma, the lipoprotein class that is the most affected by lipid transfers is HDL. The current study was designed to establish a practical method to quantify the ability of this lipoprotein to simultaneously receive its main constituent lipid classes, namely phospholipid, free cholesterol, cholesteryl ester and triglycerides. The method is based on the lipids exchange between an artificial nanoemulsion (LDE) that resembles the LDL, used as a donor of radioactive lipids, and plasma lipoproteins. After precipitation of the LDE and the others plasma lipoproteins, the accept capacity of the HDL\' is quantified by the measure of radioactivity in the lipoprotein. In the present study, the validation of this method was carried through. Moreover, possible interferences in the method had been analyzed. In the same study, the transfer of lipids of LDE for the particle of HDL from control subjets was analyzed. The rise of temperature (4 to 37°C), time of incubation (5min to 2h) and of HDL-Cholesterol (33 to 244 mg/dL) resulted in gradual increase in the transfer of the four lipids from LDE to HDL. On the other hand, the increase of pH (6.5 to 8.5) and albumin concentration (3.50 to 7.00 g/dL) had not modified the values of transfers. The plasma sample showed to be unchanged for this assay for period of 12 months (p>0.05), whereas the LDE was unchanged for 15-days (p>0.2). The intra-assay results showed imprecision (C.V) of 0.83, 0.56, 1.49 and 0.51 % for phospholipid, free cholesterol, cholesteryl ester and triglycerides transfer, respectively. The inter-assay showed imprecision for results of phospholipid, free cholesterol, cholesteryl ester and triglycerides transfer of 0.78, 0.59, 1.32 and 0.58%, respectively. The average of phospholipid, free cholesterol, cholesteryl ester and triglycerides transfers from LDE to HDL in the 53 volunteers was of 25.5±2.6, 9.9±1.6; 4.8±1 .3 and 6.9±1 .1 %, respectively. Cholesterol ester, triglyceride and free cholesterol transfers positively correlated among each other. A positive correlation was also found between phospholipid and triglyceride transfers and free cholesterol transfer and HDL cholesterol concentration. The method of lipids transfer to HDL showed to be practical and reproducible, being able, inside of the ideal conditions established in this work, to determine the aceptora capacity of lipids of the HDL.
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Transferência simultânea de lipídeos de um modelo artificial de lipoproteína (LDE) para a lipoproteína de alta densidade (HDL) / Simultaneous transfer of lipids from an artificial model lipoprotein (LDE) to high-density lipoprotein (HDL)

Prete, Ana Cristina Lo 27 September 2007 (has links)
Lipoproteínas do plasma trocam lipídeos e apolipoproteínas constantemente. Além da ação de proteínas de transferência, a habilidade das lipoproteínas em receber ou doar lipídeos depende também de diversos outros fatores. A estrutura e a composição de lipídeos e de proteína das lipoproteínas podem influenciar a fluidez da partícula e, desse modo, esta habilidade da lipoproteína. No plasma, a classe de lipoproteína que é a mais afetada pela transferência de lipídeos é a HDL. O presente estudo foi projetado para estabelecer um método . simples para quantificar a habilidade desta lipoproteína em receber simultaneamente suas principais classes de lipídeos constituintes, fosfolipídeo, colesterol livre, éster de colesterol e triglicerídeo. O método é baseado na troca lipídica ocorrida entre uma nanoemulsão artificial (LDE) que se assemelha à estrutura lipídica da LDL, usada como doador de lipídeos radioativos, e as lipoproteínas plasmáticas. Após precipitação da LDE e das demais lipoproteínas, a capacidade da HDL de receber lipídeos é quantificada pela medida da radioatividade presente na lipoproteína. No presente estudo, foi realizada a padronização deste método, assim como analisadas possíveis interferências no método. No mesmo estudo, foi analisada a transferência de lipídeos da LDE para a partícula de HDL em indivíduos controles. A elevação da temperatura (4 a 37°C), do tempo de incubação (5min a 2h) e de HDL-Colesterol (33 a 244 mg/dL) resultaram em progressivo aumento na transferência dos quatro lipídeos da LDE para a HDL. Por outro lado, o aumento do pH (6,5 a 8,5) e da concentração de albumina (3,50 a 7,00 g/dL) não alteraram os valores de transferência. A amostra de plasma mostrou ser inalterada para este ensaio por período de 12 meses (p>0,05), enquanto que a LDE foi inalterada por até 15 dias (p>0.2). Os resultados da análise intra-ensaio apresentaram imprecisão (C.V.) para · a transferência de fosfolipídeo, colesterol livre, éster de colesterol e triglicerídeo de 0,83, 0,56, 1,49 e 0,51 %, respectivamente. A análise inter-ensaio mostrou imprecisão para os resultados de transferência de fosfolipídeo, colesterol livre, éster de colesterol e triglicerídeo 0,78, 0,59, 1,32 e 0,58%, respectivamente. A média da transferência de fosfolipídeo, colesterol livre, éster de colesterol e triglicerídeo da LDE para a HDL nos 53 voluntários foi de 25,5±2,6, 9,9±1 ,6, 4,8±1,3 e 6,9±1 ,1%, respectivamente. As transferências de éster de colesterol, triglicerídeo e colesterol livre se correlacionaram positivamente entre estes lipídeos. Foram encontradas correlações positivas também entre as transferências de fosfolipídeo e de triglicerídeo e entre a transferência de colesterol livre e a concentração de colesterol de HDL. O método de transferência de lipídeos para a fração HDL mostrou ser prático e preciso, .podendo, dentro das condições ideais estabelecidas neste trabalho, determinar a capacidade receptora de lipídeos da HDL. / Plasma lipoproteins constantly exchange lipids and apolipoproteins. Besides the action of transfer proteins, the ability of lipoproteins to receive or donate lipids also depends on several other factors. The structure, lipid and protein composition of the lipoproteins may influence the fluidity of the particle and thereby this ability of lipoprotein. In the plasma, the lipoprotein class that is the most affected by lipid transfers is HDL. The current study was designed to establish a practical method to quantify the ability of this lipoprotein to simultaneously receive its main constituent lipid classes, namely phospholipid, free cholesterol, cholesteryl ester and triglycerides. The method is based on the lipids exchange between an artificial nanoemulsion (LDE) that resembles the LDL, used as a donor of radioactive lipids, and plasma lipoproteins. After precipitation of the LDE and the others plasma lipoproteins, the accept capacity of the HDL\' is quantified by the measure of radioactivity in the lipoprotein. In the present study, the validation of this method was carried through. Moreover, possible interferences in the method had been analyzed. In the same study, the transfer of lipids of LDE for the particle of HDL from control subjets was analyzed. The rise of temperature (4 to 37°C), time of incubation (5min to 2h) and of HDL-Cholesterol (33 to 244 mg/dL) resulted in gradual increase in the transfer of the four lipids from LDE to HDL. On the other hand, the increase of pH (6.5 to 8.5) and albumin concentration (3.50 to 7.00 g/dL) had not modified the values of transfers. The plasma sample showed to be unchanged for this assay for period of 12 months (p>0.05), whereas the LDE was unchanged for 15-days (p>0.2). The intra-assay results showed imprecision (C.V) of 0.83, 0.56, 1.49 and 0.51 % for phospholipid, free cholesterol, cholesteryl ester and triglycerides transfer, respectively. The inter-assay showed imprecision for results of phospholipid, free cholesterol, cholesteryl ester and triglycerides transfer of 0.78, 0.59, 1.32 and 0.58%, respectively. The average of phospholipid, free cholesterol, cholesteryl ester and triglycerides transfers from LDE to HDL in the 53 volunteers was of 25.5±2.6, 9.9±1.6; 4.8±1 .3 and 6.9±1 .1 %, respectively. Cholesterol ester, triglyceride and free cholesterol transfers positively correlated among each other. A positive correlation was also found between phospholipid and triglyceride transfers and free cholesterol transfer and HDL cholesterol concentration. The method of lipids transfer to HDL showed to be practical and reproducible, being able, inside of the ideal conditions established in this work, to determine the aceptora capacity of lipids of the HDL.
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Toxicidade e ação antitumoral de um derivado do quimioterápico etoposídeo (oleato de etoposídeo) associado a uma microemulsão rica em colesterol / Toxicity and antitumor action of a derivative of etoposide chemotherapy (etoposide oleate) associated with a cholesterol-rich microemulsion

Prete, Ana Cristina Lo 21 May 2004 (has links)
Ao utilizar uma microemulsão lipídica artificial rica em colesterol (LDE), como transportador de fármacos antineoplásicos, é possível aumentar a dose administrada com redução dos efeitos tóxicos. Quando injetada na circulação, a LDE liga-se aos receptores da lipoproteína de baixa densidade (rLDL). Grande parte das células neoplásicas apresenta aumento da expressão dos rLDL, permitindo aumento da concentração da LDE e do fármaco nestes tecidos. Recentemente, o quimioterápico etoposídeo foi associado à LDE através de uma modificação em sua estrutura, sem alterar o efeito citotóxico do fármaco e sendo captado via rLDL. Neste estudo, deu-se continuidade a esta linha, realizando os estudos pré-clínicos, em camundongos, da associação LDE-oleato de etoposídeo. Foram realizados estudos de toxicidade crônica e toxicidade aguda, tendo sido determinadas as doses máximas toleradas (DMT) e doses letais (DL) da LDE-oleato de etoposídeo em comparação com o fármaco comercial. A DMT para a formulação LDE-oleato de etoposídeo é oito vezes maior do que a encontrada para o etoposídeo comercial, enquanto a DL50 é 5,4 vezes menor, o que demonstra uma redução significativa da toxicidade do fármaco após a modificação e associação à LDE. No mesmo modelo animal, foi comparada a eficácia antitumoral das formulações de LDE-oleato de etoposídeo e etoposídeo comercial, através da observação da evolução do crescimento tumoral e porcentagem de sobrevivência. A associação LDE-oleato de etoposídeo mostrou-se mais efetiva em retardar o crescimento tumoral, assim como promoveu aumento da taxa de sobrevida quando, comparado ao etoposídeo comercial. Dessa forma, a associação LDE-oleato de etoposídeo aumentou o índice terapêutico do fármaco. / When using a cholesterol-rich microemulsion (LDE), as an antineoplastic drug transporter, it is possible to increase the administered dose and reduce its side effects. When injected in the circulation, LDE binds to the low density lipoprotein receptors (LDLr). Most of the neoplastics cells has LDLr overexpressed, what leads to LDE and drug concentration in these tissues. Recently, the etoposide was associated to LDE through a modification in its structure, without changing the drug cytotoxic effect and being uptaken by rLDL. This study follows up the LDE-etoposide oleate development, through in mice pre-clinical studies. Chronic toxicity and acute toxicity studies were accomplished to determinate the maximum tolerated doses (MTD) and lethal doses (DL) of LDE-etoposide oleate comparing with the commercial drug. The LDE-etoposide oleate MTD is 8-fold higher than the commercial etoposídeo, while DL50 is 5,4-fold lower, resulting in a significant reduction of the drug toxicity after the modification and association to LDE. In the same animal model, it was compared the antitumoral activity effectiveness of the LDE-etoposide oleate and commercial etoposide, through the observation of the growth tumoral inhibition and survival percentage. The association LDE- etoposide oleate showed to be more effective in inhibit the tumoral growth and promoted increase of the median survival as compared to the commercial etoposide. In conclusion, the association LDE-etoposide oleate increased the therapeutic index of the drug.

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