Submitted by Anna Carolina Telatin Tognolo null (carol.telatin@hotmail.com) on 2017-08-31T18:27:57Z No. of bitstreams: 1 Defesa_final Anna Carolina Telatin Tognolo.pdf: 2257425 bytes, checksum: 23469d70943bc2e64ecd46da99e37dc2 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-09-01T14:39:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tognolo_act_me_araiq.pdf: 2257425 bytes, checksum: 23469d70943bc2e64ecd46da99e37dc2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-01T14:39:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tognolo_act_me_araiq.pdf: 2257425 bytes, checksum: 23469d70943bc2e64ecd46da99e37dc2 (MD5) Previous issue date: 2017-08-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O câncer é uma das doenças mais desafiadoras e não solucionadas até hoje na medicina moderna. Apesar das terapias padrões como radioterapia, quimioterapia, cirurgia ou combinações desses tratamentos serem efetivos, esses procedimentos apresentam diversos efeitos colaterais. Portanto, há uma vasta investigação por tratamentos alternativos a fim de diminuir os efeitos colaterais dessas terapias. Nanopartículas magnéticas de óxido de ferro (NP) modificadas com polímeros termossensíveis, vêm sendo desenvolvidas como um sistema de liberação controlada de fármaco e hipertermia magnética. Na presença de um campo magnético alternado externo (AC), esses sistemas são aquecidos induzindo a transição do polímero e, consequentemente, liberando o fármaco. Sendo assim, a proposta deste trabalho foi o desenvolvimento de um nanosistema terapêutico multifuncional. Nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro foram sintetizadas, funcionalizadas com o alcoxisilano 3-mercaptopropil – trimetoxisilano (MPTS) e modificadas com o copolímero termossensível Poli(N-isopropilacrilamida-co-dimetilacrilamida), P(NIPAAm-co-DMAAm), para encapsulamento e liberação controlada do fármaco quimioterápico metotrexato e no tratamento por hipertermia magnética. A funcionalização com o MPTS foi confirmada por espectroscopia na região do infravermelho (FT-IR) e pela análise termogravimétrica (TGA). A copolimerização na superfície das nanopartículas foi confirmada pelas técnicas de FT-IR, medidas de potencial zeta, TGA e pela medida do diâmetro hidrodinâmico em função da temperatura. Determinou-se a baixa temperatura crítica de solução (LCST) do copolímero sintetizado, através da espectroscopia no UV-vis em função da temperatura. O valor de LCST determinado foi de 40,5 ºC e está dentro do esperado para aplicações biomédicas. Pela microscopia eletrônica de transmissão (MET), observou-se que as nanopartículas magnéticas apresentaram forma esférica e estreita distribuição de tamanho mesmo após serem modificadas com o copolímero. Os resultados obtidos na magnetermia, mostraram que as amostras aquecem quando são submetidas a um campo magnético externo, atingindo temperaturas esperadas para a hipertermia. E por fim, o encapsulamento e a liberação do metotrexato foram realizados com êxito, sendo que a liberação do fármaco acima da LCST do copolímero, apresentou melhor resultado quando comparado com a liberação abaixo dessa temperatura. / Nowadays, cancer is one of the biggest challenges in medicine. Besides the standards treatments such as chemotherapy, radiotherapy and surgery been affect, those procedures have several sides effects. In order to reduce the sides effects, there is extensive research for alternative treatments. Iron oxide magnetic nanoparticles (NP) modified with thermosensitive polymers, has been developed as a simultaneous system, for drug delivery and for magnetic hyperthermia. In the presence of an alternating magnetic field (AC), this system will be heated, inducing a phase transition of the thermoresponsive polymer and them, consequently releasing the drug inside the tumor cells. Therefore, the proposed of this work is the development of a therapeutic multifunctional nanosystem. Iron oxide magnetic nanoparticles were synthesized, functionalized with the alkoxysilane 3- mercaptopropyl trimethoxysilane (MPTS) and modified with the thermoresponsive copolymer P(NIPAAm-co-DMAAm), for the encapsulation and controlled release of the methotrexate (MTX) and for the magnetic hyperthermia. The surface modification of nanoparticles was monitored by Fourier Transform Infrared spectroscopy (FT-IR). TEM images showed nanoparticles with average size of 10 nm. The hydrodynamic diameter of the nanosystem as a function of the temperature was measured by dynamic light scattering and the hydrodynamic diameter for the P(NIPAAm-coDMAAm) surface modified nanoparticles, changes near 40 °C. Under an alternative AC, the nanosystem showed a high performance for hyperthermia treatment. Drug loading and release rate of methotrexate at different temperatures showed ideal behaviour for its application as drug delivery system.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-05-17T11:10:23Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Allancer Divino de Carvalho Nunes - 2014.pdf: 5175346 bytes, checksum: 1e60736516af5e62d78025a4446fc336 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-05-17T12:59:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Allancer Divino de Carvalho Nunes - 2014.pdf: 5175346 bytes, checksum: 1e60736516af5e62d78025a4446fc336 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-17T12:59:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Allancer Divino de Carvalho Nunes - 2014.pdf: 5175346 bytes, checksum: 1e60736516af5e62d78025a4446fc336 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2014-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Magnetic Nanoparticles (MNPs) have been used for various biomedical applications. Importantly, manganese ferrite-based nanoparticles have a useful magnetic resonance imaging characteristics and potential for magnetic hyperthermia treatment, but their effects in the cardiovascular system are poorly reported. Thus, the objectives of this study were to determine the cardiovascular effects of four different types of manganese ferrite-based nanoparticles: albumin-coated (MnFe2O4 Albumin); citrate-coated (MnFe2O4 Citrate); tripolyphosphate-coated (MnFe2O4 Phosphate); and bare nanoparticles (MnFe2O4 Ionic). The direct effects of the MNPs on cardiac contractility were evaluated in isolated perfused rat hearts. The MnFe2O4 Citrate, but not MnFe2O4 Phosphate and MnFe2O4 Ionic induced a transient decreased in the Left Ventricular End Systolic Pressure. The MnFe2O4 Phosphate and MnFe2O4 Ionic, but not MnFe2O4 Citrate induced an increase in Left Ventricular End Diastolic Pressure which resulted decrease in a Left Ventricular End Developed Pressure. Indeed, MnFe2O4 Phosphate and MnFe2O4 Ionic also caused a decrease in the maximum dP/dt and minimum dP/dt. The three MNPs studied induced an increase in the perfusion pressure of isolated hearts. It is important to note that the ionic nanoparticle induced more significant changes in cardiac function. Interestingly, coating the bare nanoparticles with albumin reverted the MnFe2O4 Ionic-induced cardiac effects. MnFe2O4 Ionic, but not MnFe2O4 Phosphate or MnFe2O4 Citratre, induced a slight vasorelaxant effect in the isolated aortic rings. None of the MNPs were able to change heart rate or arterial blood pressure in conscious rats. In summary, the responses on ventricular function were found to be strongly dependent upon the surface nanoparticles coating layer. Also, although the MNPs were able to induce effects ex vivo, no significant changes were observed in vivo. Thus, given the proper dosages, these MNPs should be considered for possible therapeutic applications. / As Nanopartículas Magnéticas (NPMs) têm sido utilizadas em várias aplicações biomédicas. É importante ressaltar que as nanopartículas de Ferrita de Manganês (MnFe2O4) possuem características essenciais para a ressonância magnética e grande potencial para o tratamento com hipertermia magnética, entretanto seus efeitos sobre o sistema cardiovascular são pouco relatados. Assim, o objetivo desse estudo foi determinar os efeitos cardiovasculares de quatro tipos diferentes de nanopartículas de ferrita de manganês: recoberta com a albumina (MnFe2O4 Albumina); recoberta com citrato (MnFe2O4 Citrato); recoberta com tripolifosfato (MnFe2O4 Fosfato); erecoberta com iônico (MnFe2O4 Iônico). Os efeitos diretos das NPMs na contratilidade cardíaca foram avaliados em corações isolados de ratos. A nanopartícula MnFe2O4 Citrato, e não MnFe2O4 Fosfato e Iônico induziu uma diminuição transitória da Pressão Intraventricular Sistólica (PIS). Somente as nanopartículas MnFe2O4 Fosfato e Iônico aumentaram a Pressão Intraventricular Diastólica (PID), resultando na diminuição da Pressão Desenvolvida no Ventrículo Esquerdo (PDVE). Essas nanopartículas também causaram dimunição da dP/dt máxima e dP/dt mínima. Essas três nanopartículas magnéticas estudadas induziram um aumento na Pressão de Perfusão (PP) de corações isolados. É importante notar que a nanopartícula iônico induziu as maiores alterações significantes na função cardíaca. Interessantemente o revestimento dessas nanopartículas com Albumina reverteram os efeitos cardíacos provocados pela MnFe2O4 Iônico. A MnFe2O4 foi a única a causar um ligeiro efeito vasorrelaxante em anéis isolados de aorta. Nenhuma das NPMs alterou a frequência cardíaca e pressão arterial em ratos acordados. Sumarizando, os efeitos encontrados na função ventricular estão fortemente ligados com a superfície de recobrimento das nanopartículas. Além disso as NPMs induziram efeitos ex vivo, entretanto não foram observados nenhum efeito in vivo. Assim, tendo em conta as dosagens adequadas, estas NPMs devem ser consideradas para possíveis aplicações terapêuticas.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-10-09T11:38:28Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Anielle Carvalho Bandeira - 2016.pdf: 3728087 bytes, checksum: 11425e90569d00c562e5046dfd39fd10 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-10-09T12:50:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Anielle Carvalho Bandeira - 2016.pdf: 3728087 bytes, checksum: 11425e90569d00c562e5046dfd39fd10 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-09T12:50:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Anielle Carvalho Bandeira - 2016.pdf: 3728087 bytes, checksum: 11425e90569d00c562e5046dfd39fd10 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-09-16 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / Nanotechnology involves the creation and use of materials, devices and systems through control of matter on the manometer scale. It has positive impact on medicine involving the treatment and diagnosis. Drug delivery systems prepared with nanostructures have the ability to overcome biological barriers and optimizing drug release. However, one of the main challenges in the use of these systems is their internalization by macrophages. This study aims to prepare and characterize polymer nanoparticles formed by biodegradable polymers and investigate its impact on the function of macrophages in vitro by the observation of cell viability, phagocytic activity and cytokine production. Also, was investigate the cytokine profile in serum and splenocytes culture supernatant from Balb/C mice injected with chitosan nanoparticles. The chitosan and chitosan-containing magnetic nanoparticles were prepared by ionic gelation crosslinking, resulting in a morphology "nearly spherical" and positive zeta potential. The PLGA prepared by emulsification and solvent evaporation method presented spherical morphology and negative zeta potential. All preparations had a diameter smaller than 300 nanometers and polydispersity index lower than 0.5. Nanoparticles of chitosan and PLGA affected the viability of macrophages in vitro only at the highest concentration tested (4 mg/mL). The chitosan nanoparticles containing magnetic nanoparticles were internalized by macrophages after 4h and 24h of incubation. Different nanoparticles triggered high production of TNF- and low IL12p40 production and IL-10. Serum and splenocytes culture supernatant was observed in both the production of IFN- as IL-4. However, IL-4 production was higher than that of IFN-. / A nanotecnologia envolve a criação e utilização de materiais, dispositivos e sistemas através do controle da matéria na escala manométrica. Apresenta impactos positivos na medicina que envolve desde o diagnóstico ao tratamento de doenças. Sistemas de entrega de fármacos apresentam a capacidade de superar barreiras biológicas e otimizar a liberação de um fármaco. No entanto, um dos principais desafios na utilização desses sistemas é a sua internalização pelos macrófagos. Esse estudo objetiva preparar e caracterizar nanopartículas poliméricas formadas por polímeros biodegradáveis e investigar o seu impacto na função dosmacrófagos in vitro através da observação da viabilidade celular, atividade fagocítica e produção de citocinas. Além do perfil de citocinas no soro e sobrenadante de cultura de esplenócitos provenientes de camundongos Balb/C que foram injetados com uma suspensão de nanopartículas de quitosana. As nanopartículas de quitosana e quitosana contendo magnéticas foram preparadas por gelificação iônica apresentando morfologia reticular e “quase esférica”, respectivamente, e potencial zeta positivo. As de PLGA preparadas por emulsificação e evaporação do solvente apresentaram morfologia esférica e potencial zeta negativo. Todas apresentaram diâmetro menor que 300 nanômetros e índice de polidispersão menor que 0,5. As nanopartículas de quitosana e de PLGA afetaram a viabilidade de macrófagos in vitro apenas na maior concentração testada (4mg/mL). As nanopartículas de quitosana contendo magnética foram internalizadas pelos macrófagos em 4h e 24h de incubação. As diferentes nanopartículas desencadearam a produção elevada de TNF- e baixa produção de IL12p40 e IL-10. No soro e no sobrenadante da cultura de esplenócitos foi observada tanto a produção de INF- quanto de IL-4. No entanto, a produção de IL-4 foi maior que a de IFN-.

As diversas aplicações tecnológicas de nanopartículas magnéticas (NPM) vêm intensificando o interesse por materiais com propriedades magnéticas diferenciadas, como magnetização de saturação (MS) intensificada e comportamento superparamagnético. Embora MNP metálicas de Fe, Co e bimetálicas de FeCo e FePt possuam altos valores de MS, sua baixa estabilidade química dificulta aplicações em escala nanométrica. Neste trabalho foram sintetizadas NPM de Fe, Co, FeCo e FePt com alta estabilidade química e rigoroso controle morfológico. NPM de óxido metálicos (Fe e Co) também foram obtidas. Dois métodos de síntese foram empregados. Usando método baseado em sistemas nanoheterogêneos (sistemas micelares ou de microemulsão inversa), foram sintetizadas NPM de Fe3O4 e Co metálico. Foram empregados surfactantes cátion-substituídos: dodecil sulfato de ferro(III) (FeDS) e dodecil sulfato de cobalto(II) (CoDS). Para a síntese das NPM, foram estudados e determinados a concentração micelar crítica do FeDS em 1-octanol (cmc = 0,90 mmol L-1) e o diagrama de fases pseudoternário para o sistema n-heptano/CoDS/n-butanol/H2O. NPM esferoidais de magnetita com3,4 nm de diâmetro e comportamento quase-paramagnético foram obtidas usando sistemas micelares de FeDS em 1-octanol. Já as NPM de Co obtidas via microemulsão inversa, apesar da larga distribuição de tamanho e baixa MS, são quimicamente estáveis e superparamagnéticas. O segundo método é baseado na decomposição térmica de complexos metálicos, pelo qual foram preparadas NPM esféricas de FePt e de óxidos metálicos (Fe3O4, FeXO1-X, (Co,Fe)XO1-X e CoFe2O4) com morfologia controlada e estabilidade química. O método não mostrou a mesma efetividade na síntese de NPM de FeAg e FeCo: a liga FeAg não foi obtida enquanto que NPM de FeCo com estabilidade química foram obtidas sem controle morfológico. NPM de Fe e FeCo foram preparadas a partir da redução térmica de NPM de Fe3O4 e CoFe2O4, as quais foram previamente recobertas com sílica. A sílica previne a sinterização inter-partículas, além de proporcionar caráter hidrofílico e biocompatibilidade ao material. As amostras reduzidas apresentaram aumento dos valores de MS (entre 21,3 e 163,9%), o qual é diretamente proporcional às dimensões das NPM. O recobrimento com sílica foi realizado via hidrólise de tetraetilortosilicato (TEOS) em sistema de microemulsão inversa. A espessura da camada de sílica foi controlada variando-se o tempo de reação e as concentrações de TEOS e de NPM, sendo então proposto um mecanismo do processo de recobrimento. Algumas amostras receberam um recobrimento adicional de TiO2 na fase anatase, para o qual foi empregado etilenoglicol como solvente e ligante para formação de glicolato de Ti como precursor. A espessura da camada de TiO2 (2-12 nm) é controlada variando as quantidades relativas entre NPM e o precursor de Ti. Ensaios de hipertermia magnética foram realizados para as amostras recobertas com sílica. Ensaios de hipertermia magnéticas mostram grande aumento da taxa de aquecimento das amostras após a redução térmica, mesmo para dispersões diluídas de NPM (0,6 a 4,5 mg mL-1). Taxas de aquecimento entre 0,3 e 3,0oC min-1 e SAR entre 37,2 e 96,3 W g-1. foram obtidos. A atividade fotocatalítica das amostras recobertas foram próximas à da fase anatase pura, com a vantagem de possuir um núcleo magnético que permite a recuperação do catalisador pela simples aplicação de campos magnéticos externos. Os resultados preliminares dos ensaios de hipertermia magnética e fotocatálise indicam um forte potencial dos materiais aqui relatados para aplicações em biomedicina e em fotocatálise. / The most diverse technological applications of magnetic nanoparticles (MNP) have intensifiedthe interest for materials with different magnetic properties such as enhanced saturationmagnetization (MS) and superparamagnetic behavior. Despite the high MS values of metalparticles of Fe, Co, FeCo and FePt, their low chemical stability hinders most applications at thenanoscale. This thesis reports the synthesis of metallic Fe and Co and bimetallic FeCo and FePtMNP with high chemical stability and strict morphological control. MNP of iron oxide and mixediron-cobalt oxide were also synthesized. Two methods were employed. The first method, basedon nanoheterogeneous systems (micellar or reverse microemulsion systems), was used toprepare magnetite and metallic Co NPM. The method applies cation-substituted surfactants:iron(III) dodecyl sulfate iron (FeDS) and cobalt(II) dodecyl sulfate (CoDS). Before the MNPsyntheses, it were studied e determined the critical micelle concentration of FeDS in 1-octanol(cmc = 0.90 mmol L-1) and the pseudo-ternary phase diagram of n-heptane/CoDS/nbutanol/H2O. Spheroidal MNP of magnetite with 3.4 nm in diameter and quasi-paramagneticbehavior were prepared in octanolic FeDS micellar systems. Despite their broad sizedistribution and low MS, metallic Co MNP were produced in reverse microemulsions withchemical stability and superparamagnetic behavior. The second synthesis method, based onthermal decomposition of metal complexes, was employed to prepare spherical FePt and metaloxides (Fe3O4, FeXO1-X, (Co, Fe)XO1-X and CoFe2O4) MNP. Strict morphological control and highchemical stability were reached. Such method does not show the same effectiveness tosynthesize FeAg and FeCo MNP: the FeAg bimetallic alloy was not obtained while FeCo MNPwith chemical stability and compositional control were prepared with no morphological control.Fe and FeCo MNP were produced by thermal reduction of silica-coated Fe3O4 and CoFe2O4 MPN. The coating, beyond to prevent inter-particle sintering, provides biocompatibility andhydrophilic character. The reduced samples showed a significant increase in MS values(between 21.3 and 163.9%), which is directly proportional to MNP size. The silica coating wasaccomplished by tetraethylorthosilicate (TEOS) hydrolysis in reverse microemulsions. Thethickness of the silica layer is controlled by varying the reaction time and concentration of TEOSand NPM. The observations during coating process allowed to propose its probable mechanism.An additional coating of TiO2 (anatase phase) was performed onto silica layer for somesamples. Anatase coating was achieved by using ethylene glycol as both solvent and ligand toproduce an intermediate complex Ti precursor. The variation of the relative amounts of NPMand the Ti precursor allows to control the thickness of the anatase layer between 2 and 12 nm. Assays of magnetic hyperthermia were performed for silica-coated samples. The heating rate of the reduced samples increases after thermal reduction, even for dilute MNP dispersions (0.6 to4.5 mg mL-1). Heating rates between 0.3 and 3.0o C min-1 and SAR in the range of 37.2 96.3 Wg-1 were obtained. The photocatalytic activities of pure anatase particles and TiO2 -coated MNPwere close, but the magnetic samples has the advantage of being recovered from reactionmedia by applying the external magnetic fields. The preliminary results of magnetichyperthermia and photocatalysis assays indicate such materials have strong potential forapplications in biomedicine and photocatalysis.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:10:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese-Erika2009.pdf: 3993118 bytes, checksum: 2852e36019237acb54dcbae5e0aa2faf (MD5) Previous issue date: 2009-08-14 / Magnetic nanoparticles (MNPs) have been used in a great variety of biomedical applications, especially in cancer treatment, drug delivery, and diagnosis by magnetic resonance imaging. Embryonic stem cells (ESCs), due to its capacity of auto-renewal and differentiation in some types of cells, offer a great potential for its use in tissue regeneration and in alternative treatments for many degenerative diseases. The study had as aims: i) to evaluate in vitro citotoxicity of maghemite nanoparticles functionalized with lauric acid, DMSA, and citrate in human melanoma cells (SK-MEL-37) by the MTT assay, electronic microscopy, and DNA electroforesis by agarose gel; ii) to develop a culture system using the previously selected MNPs and a magnet to expand in vitro murine embryonic stem cells (mESCs) in the absence of a co-culture of murine embryonic fibroblasts (MEF) (the indifferentiated state of the mES was analyzed by alkaline phosphatase cytochemistry, electronic microscopy, and analysis of Oct-4 and Nanog gene expression by RT-PCR); iii) to isolate and expand ESCs from bovine blastocysts, and to characterize its pluripotency by analysis of Oct-4 and STAT-3 gene expression by RT-PCR. The MNPs coated with lauric acid, citrate, and DMSA showed no citotoxicity, judging by the high values of IC50 found (254, 433 and 2260 μg-iron/ml, respectively), and that the nanoparticles coated with citrate was chosen to expand the mESCs. The doubling time for the cells cultivated in the presence of MNPs was slightly higher than in the presence of MEF (20.67 ± 0.19 vs. 15.95 ± 0.21) (p= 0.001). The mESCs cultivated in the presence of MNPs showed morphology similar to ESCs, and its pluripotency was confirmed by expression of indifferentiation markers Oct-4 and Nanog by RT-PCR and high alkaline phosphatase activity. One bovine embryonic stem cell (bESCs) line was obtained and maintained by six subcultures for 60 days period. The pluripotency of the bESCs was confirmed morphologically as well as by Oct-4 e STAT-3 gene expression / As nanopartículas magnéticas (NPM) têm sido utilizadas em inúmeras aplicações biomédicas, destacando-se no tratamento do câncer, carreamento de drogas e diagnóstico por imagem de ressonância. As células tronco embrionárias (ES), devido à sua capacidade de auto-renovação e de diferenciação em vários tipos de células, oferecem um grande potencial para sua utilização na regeneração de tecidos e em tratamentos alternativos para muitas doenças degenerativas. Os objetivos do estudo foram: i) avaliar a citotoxicidade in vitro de NPM de maghemita funcionalizadas com ácido láurico, DMSA e citrato em células de melanoma humano (SK-MEL-37) através de ensaio de MTT, microscopia eletrônica e eletroforese de DNA em gel de agarose; ii) desenvolver um sistema de cultura utilizando as NPM previamente selecionadas e um magneto para expandir in vitro células tronco embrionárias murinas (mES) na ausência de co-cultura de fibroblastos embrionários murinos (MEF) (o estado indiferenciado das células mES foi analisado por citoquímica para fosfatase alcalina, por microscopia eletrônica e análise da expressão de genes Oct-4 e Nanog por RT-PCR); iii) isolar e expandir células ES a partir de blastocistos bovinos, e caracterizar a sua pluripotência por meio da análise da expressão dos genes Oct-4 e STAT-3 por RT-PCR. As NPM revestidas com ácido láurico, citrato e DMSA não apresentaram citotoxicidade, a julgar pelos altos valores de IC50 encontrados (254, 433 e 2260 μg de ferro/mL, respectivamente), sendo que as nanoparticulas revestidas com citrato foram as escolhidas para serem utilizadas como suporte para expandir as células mES. O tempo de duplicação para as células cultivadas na presença da NPM foi ligeiramente maior do que na presença com co-cultura de MEF (20,67 ± 0,19 vs. 15,95 ± 0,21) (p= 0,001). A morfologia das células mES cultivadas na presença da NPM foi semelhante à de células ES, sendo que, a sua pluripotência foi confirmada pela expressão dos marcadores de indiferenciação Oct-4 e Nanog por RT-PCR e da alta atividade de fosfatase alcalina. Uma linhagem de células tronco embrionárias bovinas (bES) foi obtida e mantida por seis subcultivos por período de 60 dias. A pluripotência das células bES foi confirmada morfologicamente, bem como pela expressão dos genes do estado indiferenciado Oct-4 e STAT-3

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:12:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Joel Rocha da Silva.pdf: 557734 bytes, checksum: 97955f40a90305a3592aea224371f9ea (MD5) Previous issue date: 2008-05-27 / Magnetite nanoparticles were prepared by the coprecipitation of ions Fe2+ and Fe3+ using ammonia solution as precipitating agent. Maghemite nanoparticles were prepared by forced oxidation of magnetite nanoparticles in acidic medium using nitrate ions as oxidizing agent. The magnetic nanoparticles were used to the preparation of aqueous magnetic fluids samples by the functionalization of the nanoparticles with bilayers of laurate/laurate and laurate/Pluronic. Aliquots of the magnetic fluids were dried and the resultant powders were characterized by chemical analysis (the contents of ions Fe2+ and Fe3+), X-ray powder diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). The contents of ions Fe2+ and Fe3+ in all the samples showed that the nanoparticles are not pure magnetite or maghemite phases. X-ray powder diffraction (XRD) indicated the existence of inverse cubic spinel phase, but didn't permit the distinction between magnetite and maghemite phases. Based on the results of chemical and XRD analyses, the nanoparticles could be better characterized as reduced maghemite, which mean maghemite phase containing ions Fe2+. The average sizes of the oxide nanoparticles estimated by XRD were around of 10 nm. FTIR analyses showed that the nanoparticles were functionalized with bilayers of laurate/laurate and laurate/Pluronic. FTIR analyses also were indicative of the maghemite phase. The hydrodynamic size of the functionalized nanoparticles measured by PCS were in the range of 70-90 nm for the samples based on laurate and in the range of 100-200 nm for the samples containing Pluronic. The measurements of zeta potential showed that the magnetic fluids based on laurate bilayers presented better colloidal stability than that one based on bilayers of laurate/Pluronic. On the other hand, the studies of colloidal stability in cell culture medium by hydrodynamic size measurements showed the lost of colloidal stability of all the samples, in all the concentrations of medium investigated. The fluids with laurate/laurate bilayers showed higher ratio of aggregation in the culture medium than the fluids with laurate/Pluronic. The association of amphotericin B with nanoparticles was carried out only using the samples with laurate bilayers. The results showed that the ratio of association depends on the concentration of amphotericin added to the magnetic fluid. It was observed 100% of amphotericin association in the range of nanoparticles/amphotericin concentrations used, which in turn are adequated for posterior in vivo studies / Nanopartículas de magnetita foram preparadas pela coprecipitação dos íons Fe2+ e Fe3+ usando uma solução de amônia como o agente de precipitação. As nanopartículas de maguemita foram preparadas por oxidação forçada de nanopartículas de magnetita usando íons nitrato como o agente de oxidação, em meio ácido. As nanopartículas magnéticas foram usadas para a preparação de fluidos magnéticos aquosos pela funcionalização das nanopartículas com bicamadas de laurato/laurato e laurato/Pluronic. As alíquotas dos fluidos magnéticos foram secas e o pó resultante foi caracterizado por análise química (teores dos íons Fe2+ e Fe3+), difração de raios X pelo método do pó (DRX) e espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR). Os teores dos íons Fe2+ e Fe3+ em todas as amostras mostram que as nanopartículas não são fases puras da magnetita ou de maguemita. A difração de raios X (DRX) pelo método do pó indicou a existência da fase cúbica de espinélio inverso, mas não permite a distinção entre a magnetita e as fases de maguemita. Baseado nos resultados de análises químicas e de DRX, as nanopartículas poderiam ser melhor caracterizadas como maguemita reduzida, a qual resulta em uma fase de maguemita contento íons Fe2+. Os tamanhos médios das nanopartículas dos óxidos estimados por DRX foram em torno de 10 nm. As analises de FT-IR mostram que as nanopartículas foram funcionalizadas com bicamadas de laurato/laurato e laurato/Pluronic. As análises de FT-IR também foram indicativos da fase maguemita. O tamanho hidrodinâmico das nanopartículas funcionalizadas medidas por PCS foi em torno de 70-90 nm para amostras a base de laurato e em torno de 100-200 nm para amostras contendo Pluronic. As medidas de potencial zeta mostraram que os fluidos magnéticos a base de bicamada de laurato apresentam melhor estabilidade coloidal do que os a base de bicamada de laurato/Pluronic. Por outro lado, o estudo da estabilidade coloidal em meio de cultura por medidas de tamanho hidrodinâmico mostra a perda da estabilidade coloidal de todas as amostras, em todas as concentrações do meio investigado. Os fluidos com bicamadas de laurato/laurato mostraram taxas mais altas de agregação no meio de cultura do que os fluidos com laurato/Pluronic. Os estudos de associação de anfotericina B com nanopartículas foram realizados somente usando as amostras com bicamadas laurato/laurato. Os resultados mostraram que a taxa de associação depende da concentração de anfotericina adicionada ao fluido magnético. Foi observado 100% de associação da anfotericina na faixa da concentração nanopartículas/anfotericina usadas, que por sua vez são adequadas para posteriores estudos in vivo

Nanomateriais apresentam propriedades ajustáveis pelo seu tamanho e forma, como o fenômeno de superparamagnetismo em nanopartículas magnéticas ou o confinamento quântico dos portadores de carga em pontos quânticos (quantum dots). Assim, a síntese de nanopartículas esféricas monodispersas torna-se um fator extremamente importante, haja visto que tais propriedades podem ser ajustáveis para diferentes aplicações na área de tecnologia e biomedicina. Nanopartículas magnéticas e quantum dots podem ser apontados como promissores materiais para diagnóstico e terapia de neoplasias (câncer), e o desenvolvimento desses sistemas busca, atualmente, intensificar a magnetização e a eficiência de emissão, respectivamente, relativo às propriedades magnéticas e ópticas, além de outros requisitos. Neste trabalho, nanopartículas esféricas de cobalto metálico foram sintetizadas com diâmetro médio de 5,3 nm e desvio padrão de 0,4 nm, distribuição de tamanhos lognormal. A equação de Langevin modificada pelo modelo de partículas interagentes foi utilizada no ajuste da curva de magnetização M(H) para obtenção do diâmetro magnético médio e desvio padrão, 4,7 nm e 1,0 nm, respectivamente. Comparando os dois diâmetros, encontra-se uma camada morta de magnetização de aproximadamente 3,0 Å a qual, praticamente, não contribui para a magnetização da amostra, sendo a magnetização de saturação de 125 emu g-1. Nanoestruturas core/shell de Co/Au apresentaram a propriedade de ressonância plamon de superfície, uma propriedade adicional também desejada para aplicações biomédicas, sendo este sistema denominado magnetoplasmônico. Quantum dots de CdSe foram sintetizados como elevado controle de tamanho e forma. Utilizando rotas de síntese diferentes dos clássicos procedimentos denominados TOP-TOPO, e dióxido de selênio como precursor, estudos mostraram que na presença de um agente redutor no meio de reação e do solvente 1-octadeceno, as amostras apresentaram melhores propriedades óticas. A estrutura cristalina das amostras de CdSe corresponde à formação da fase blenda de zinco, diferentemente das sínteses TOP-TOPO que levam à formação da fase hexagonal wurtzita. A cinética de crescimento dos quantum dots de CdSe também foram avaliadas através de alíquotas retiras com o tempo de reação mostrando um crescimento exponencial do diâmetro das partículas, como previsto pelas teorias de nucleação e crescimento. Estudos por microscopia de fluorescência mostraram que os quantum dots apresentaram o comportamento de intermitência de fluorescência relatado na literatura como um dos fatores que levam a uma diminuição do rendimento quântico de fluorescência. Nanoestruturas core/shell de CdSe/ZnS foram obtidas com elevado controle da espessura da camada de recobrimento e a intensificação das propriedades de fotoluminescência foram mostradas. Os objetivos do trabalho foram alcançados com sucesso, onde foi possível observar a estabilização e a intensificação da magnetização da fase de cobalto metálico, pouco relatado na literatura. Ainda, foi possível conferir maior estabilidade química, versatilidade de funcionalização da superfície e uma segunda propriedade de ressonância plasmônica com o recobrimento com ouro, sem grande prejuízo da propriedade magnética. Em relação aos sistemas ópticos, os semicondutores de CdSe foram obtidos por nova rota de síntese com expressivo controle de tamanho e forma, recobertos com ZnS intensificando as propriedades ópticas do sistema.  / Nanomaterials properties are size- and shape-controlled, such as the superparamagnetism phenomenon of magnetic nanoparticles or the quantum confinement of charge carriers of quantum dots. Therefore, synthesis of monodisperse spherical nanoparticles became extremely important over the past few deacades, since nanoparticles can be used for plenty of applications in technology and biomedicine. Magnetic nanoparticles and quantum dots are promising materials for diagnosis and therapy of cancer. Spherical nanoparticles of metallic cobalt were synthesized with mean diameter of 5,3 nm and standard deviation of 0,4 nm, lognormal distribution. A modified Langevin equation using the interacting superparamagnetic model was used to fit magnetization curves obtaining the mean magnetic diameter and standard deviation, 4,7 nm and 1,0 nm, respectively. The difference between these two diameters was assigned to the magnetic dead layer (∼3.0 Å), which does not contribute to the sample magnetization, being the saturation magnetization of cobalt nanoparticles around 125 emu g-1. Co/Au core/shell nanostructures were synthesized and the surface plasmon ressonance property was observed, an additional property also desired for biomedical applications, being the Co/Au core/shell system called magnetoplasmonic. CdSe quantum dots were synthesized with high size- and shape-controlled. Using different synthetic routes from the classic TOP-TOPO synthesis, and selenium dioxide as a precursor, the results show that and reducing agent is necessary and 1-octadecene solvent leads to better optical properties. CdSe samples showed a zinc blend (cubic phase) crystal structure, different from TOP-TOPO syntheses that leads to wurtzite structure (hexagonal phase). The growth kinetics of CdSe particles were also evaluated through aliquots from reaction showing exponential growth of particles diameter, as predicted on the theory of nucleation and growth. Fluorescence microscopy studies showed that quantum dots exhibited fluorescence intermittence behavior already reported in the literature as one fo the reasons for the quantum yield decrease. CdSe/ZnS core/shell nanostructures were obtained with high control of the coating layer thickness and the increase of the photoluminescence properties were shown.

Atualmente com o advento da nanociência e nanotecnologia, as nanopartículas magnéticas têm encontrado inúmeras aplicações nos campos da biomedicina, diagnóstico, biologia molecular, bioquímica, catálise, etc. As nanopartículas magnéticas funcionalizadas são constituídas de um núcleo magnético, envolvido por uma camada polimérica com sítios ativos, que podem ancorar metais ou compostos orgânicos seletivos. Estas nanopartículas são consideradas materiais híbridos orgânico-inorgânicos de grande interesse em aplicações comerciais devido à particularidade das propriedades obtidas. Entre as aplicações importantes podemos citar: tratamento por magnetohipertermia, carregadores de fármacos para áreas específicas do corpo, seleção de moléculas específicas, biossensores, melhoria da qualidade de imagens por RMN, etc. O trabalho foi desenvolvido em duas partes: 1) a síntese do núcleo constituído de nanopartículas superparamagnéticas de ferrita de cobalto e, 2) o recobrimento do núcleo por um polímero bifuncional o 3-aminopropiltrietoxissilano. Os parâmetros estudados na primeira parte da pesquisa foram: pH, concentração molar da base, tipo de base, ordem de adição dos reagentes, modo de adição dos reagentes, velocidade de agitação, concentração inicial dos metais, fração molar de cobalto e tratamento térmico. Na segunda parte estudou-se: o pH, a temperatura, o catalisador, a concentração do catalisador, o tempo de reação, a relação H2O/silano, o tipo de meio, o agente umectante e a eficiência do recobrimento em relação ao pH. Os produtos obtidos foram caracterizados pelas técnicas de difratometria de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS), espectroscopia de emissão atômica (ICP-AES), espectroscopia por infravermelho (FTIR), análises termogravimétricas (TGA/DTGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e curvas de magnetização (MAV) / Nowadays with the appear of nanoscience and nanotechnology, magnetic nanoparticles have been finding a variety of applications in the fields of biomedicine, diagnosis, molecular biology, biochemistry, catalysis, etc. The magnetic functionalized nanoparticles are constituted of a magnetic nucleus, involved by a polymeric layer with active sites, which ones could anchor metals or selective organic compounds. These nanoparticles are considered organic-inorganic hybrid materials and have great interest as materials for commercial applications due to the specific properties. Among the important applications it can be mentioned: magnetohyperthermia treatment, drugs delivery in specific local of the body, molecular recognition, biossensors, enhancement of nuclear magnetic ressonance images quality, etc. This work was developed in two parts: 1) the synthesis of the nucleus composed by superparamagnetic nanoparticles of cobalt ferrite and, 2) the recovering of nucleus by a polymeric bifunctional 3-aminepropyltriethoxysilane. The parameters studied in the first part of the research were: pH, hydroxide molar concentration, hydroxide type, reagent order of addition, reagent way of addition, speed of shake, metals initial concentrations, molar fraction of cobalt and thermal treatment. In the second part it was studied: pH, temperature, catalyst type, catalyst concentration, time of reaction, relation ratios of H2O/silane, type of medium and the efficiency of the recovering regarding to pH. The products obtained were characterized using the following techniques X-ray powder diffraction (DRX), transmission electronic microscopy (MET), scanning electronic microscopy (MEV), spectroscopy of scatterbrained energy spectroscopy (DES), atomic emission spectroscopy (ICP-AES), themogravimetric analysis (TGA/DTGA), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC) and magnetization curves (VSM)

O câncer é uma das maiores causas de mortalidade no Brasil e no mundo, com potencial de crescimento nas próximas décadas. Um tipo de tratamento promissor é a hipertermia magnética, procedimento no qual as células tumorais morrem pelo efeito do calor gerado por partículas magnéticas após a aplicação de campo magnético alternado em frequências adequadas. Tais partículas também são capazes de atuar como agentes de contraste para imageamento por ressonância magnética, um poderoso método de diagnóstico para identificação de células neoplásicas, formando a combinação conhecida como theranostics (terapia e diagnóstico). Neste trabalho foram sintetizadas nanopartículas de óxido de ferro por método de coprecipitação com posterior encapsulação por técnica de nano spray drying, visando sua aplicação no tratamento de câncer por hipertermia e como agente de contraste para imageamento por ressonância magnética. Para a encapsulação foram utilizadas matrizes poliméricas de Maltodextrina com Polissorbato 80, Pluronic F68, Eudragit® S100 e PCL com Pluronic F68, escolhidos com o intuito de formar partículas que dispersem bem em meio aquoso e que consigam atingir alvo tumoral após administração no corpo do paciente. Parâmetros de secagem pelo equipamento Nano Spray Dryer, como temperatura, solvente e concentração de reagentes, foram avaliados. As partículas formadas foram caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Varredura, Difração de Raios-X, Análise Termogravimétrica, Espalhamento de Luz Dinâmico, Espectroscopia de Infravermelho, magnetismo quanto a magnetização de saturação e temperatura, citotoxicidade e potencial de aquecimento. Tais procedimentos indicaram que o método de coprecipitação produziu nanopartículas de magnetita de tamanho em torno 20 nm, superparamagnéticas a temperatura ambiente, sem potencial citotóxico. A técnica de nano spray drying foi eficiente para a formação de partículas com tamanho em torno de 1 &#956m, também superparamagnéticas, biocompatíveis e com propriedades magnéticas adequadas e para aplicações pretendidas. Destaca-se a amostra com Pluronic, OF-10/15-1P, que apresentou magnetização de saturação de 68,7 emu/g e interação específica com células tumorais. / Cancer is one of the greatest causes of mortality in Brazil and in the world, with growing potential for the next decades. A promising treatment alternative is magnetic hyperthermia, in which tumor cells die by the heat generated by magnetic nanoparticles after application of an alternate magnetic field in adequate frequencies. Such particles are also capable of acting as contrast agents for magnetic resonance imaging, a powerful method of diagnosis for the identification of neoplasic cells, which characterizes the combination of properties known as theranostics (therapy and diagnosis). In this work, iron oxide nanoparticles were synthesized by coprecipitation method with subsequent encapsulation by nano spray drying technique, aiming their application on cancer treatment by hyperthermia and on magnetic resonance imaging as a contrast agent. Polymeric matrices of Maltodextrin with Polysorbate 80, Pluronic F68, Eudragit® S100 and PCL with Pluronic F68 were employed for encapsulation, chosen carefully to create particles that disperse well in aqueous media and that are able to address the tumoral target after administration into the patient\'s body. Drying parameters of the Nano Spray Dryer equipment, such as temperature, dispersing medium and reagent concentrations, were evaluated. The generated particles were characterized by Scanning Electron Microscopy, X-Ray Diffraction, Thermogravimetric Analysis, Dynamic Light Scattering, Infrared Spectroscopy, by magnetism in matters of applied magnetic field and temperature, cytotoxic potential and heating potential. Such methods indicated that the coprecipitation method was able to produce magnetite nanoparticles with size of approximately 20 nm, superparamagnetic at room temperature and with no cytotoxic potential. The nano spray drying technique was efficient to produce particles with size of around 1 &#956m, biocompatible, superparamagnetic and with adequate magnetic properties for the intended applications. The sample OF-10/15-1P stands out with a saturation magnetization of 68.7 emu/g and presenting specific interactions with the tumour cells.

Esta dissertação apresenta um estudo de diferentes metodologias de imobilização (fisissorção, quimissorção com carboxibenzaldeído e quimissorção com glutaraldeído) da lipase de Burkholderia cepacia em nanopartículas magnéticas e sua aplicação na resolução cinética de alcoóis secundários racêmicos. O método de imobilização por fisissorção resultou na imobilização de 0,21 mg de proteína em 20 mg de nanopartículas magnéticas. Para a mesma quantidade de nanopartículas magnéticas, o método de quimissorção com carboxibenzaldeído imobilizou 0,26 mg de proteína contra 0,28 mg de proteína pelo método de quimissorção com glutaraldeído, a melhor relação encontrada neste trabalho. A atividade enzimática foi avaliada na resolução cinética de alcoóis secundários racêmicos [(RS)-2-bromo-1-(fenil)etanol, (RS)-2-bromo-1-(4-nitrofenil)etanol, (RS)-1-(4-nitrofenil)etanol e (RS)-1-(fenil)-1,2-etanodiol] via reação de transesterificação enantiosseletiva. O efeito de diferentes parâmetros reacionais para a resolução cinética foi estudado, como agente acilante, quantidade de substrato, solvente, quantidade de nanopartículas magnéticas (suporte), velocidade de agitação, tempo e temperatura reacionais. Os melhores parâmetros encontrados foram acetato de vinila como agente acilante, tolueno como solvente e sob agitação de 800 rpm. Observou-se que após 30 dias de estocagem da lipase imobilizada por fisissorção sua atividade foi mantida. Além disso, estudou-se a reciclagem da enzima imobilizada, durante a resolução cinética. A melhor temperatura e tempo reacional foram determinados para cada método de imobilização. A quimissorção com glutaraldeído foi o melhor método de imobilização para a reciclagem da enzima, pois durante 8 ciclos de resolução cinética a conversão (50 %) e a enantiosseletividade (>99 %) foram mantidas. Com base nesses resultados, pode-se concluir que o processo de imobilização permite um aumento da estabilidade da enzima quando comparada com a enzima livre, permitindo sua reutilização por vários ciclos reacionais. / This dissertation describes studies about different immobilization methodologies (physisorption, chemisorption with carboxibenzaldehyde and chemisorption with glutaraldehyde) of the Burkholderia cepacia lipase on magnetic nanoparticles and its application in the enzymatic kinetic resolution of chiral secondary alcohols. The physisorption method immobilized 0.21 mg of protein per 20 mg of magnetic nanoparticles. Using the same amount of magnetic nanoparticles, the chemisorption method with carboxibenzaldehyde immobilized 0.26 mg of protein against 0.28 mg for the chemisorption with glutaraldehyde, the best result found in this work. The enzymatic activity was determined in the enzymatic kinetic resolution of chiral secondary alcohols [(RS)-2-bromo-1-(phenyl)ethanol, (RS)-2-bromo-1- (4-nitrophenyl)ethanol, (RS)-1-(4-nitrophenyl)ethanol and (RS</I<)-1-(phenyl)- 1,2-ethanodiol] via enantioselective transesterification reaction. The effect of several reaction parameters for the kinetic resolution was studied, such as acetyl donor, substrate concentration, solvent, amount of magnetic nanoparticles (support), agitation speed, reaction time and temperature. The best results were obtained using vinyl acetate as acetyl donor, toluene as solvent, and 800 rpm as agitation speed. Regarding the physisorption method, after 30 days as storing time the enzymatic activity remained the same. Besides, the reusability of immobilized lipase was evaluated. The best temperature and reaction time in the kinetic resolution were determined for each immobilization method. The chemisorption with glutaraldehyde was the best immobilization method for the enzyme reusability, because even after 8 cycles of the kinetic reaction, the conversion (50 %) and enantioselectivity (>99 %) remained the same. Based on these results, it is possible to conclude that the immobilization process increased the enzyme stability when compared to the free enzyme, allowing its reusability for many reaction cycles.