O principal interesse neste estudo foi a proposição de uma nova classe de material que permite a ação combinada da Terapia Fotodinâmica (TFD) e da Hipertermia (HPT), projetadas para trabalhar sinergicamente, que possa levar a uma considerável regressão de tumores neoplásicos após mínimas doses de dissipação de calor e/ou fotossensitização luminosa. Esta nova classe de material se baseia em um lipossoma de longo tempo de circulação associado ao fármaco fotossensibilizador (FS) zinco ftalocianina (ZnPC), na presença de fluido magnético (FM) constituído por nanopartículas de ferrita de cobalto (CoFe2O4) recobertas com ácido cítrico. As propriedades fotofísicas (em meio orgânico e em meio lipossomal) e os estudos fotobiológicos em células da linhagem B-16 foram desenvolvidos para avaliar as propriedades da ZnPC na ausência e na presença de FM. As propriedades fotofísicas da ZnPC em meio orgânico e lipossomal, na ausência e na presença de FM, foram realizadas empregando-se técnicas de espectroscopia no estado estacionário e resolvido no tempo. Foi possível determinar importantes parâmetros que elucidaram o potencial fotodinâmico da partícula mista ZnPC/FM com um apropriado sistema de liberação, confirmando sua viabilidade para aplicação em estudos in vitro e in vivo. A interação de fluidos magnéticos biocompatíveis (FMBs) com a macromolécula biológica, a soro albumina bovina (BSA), foi estudada por meio da determinação da constante de ligação (Kb) e do número de sítios de ligação (n),. Este formalismo aplicado para nanopartículas magnéticas usadas em aplicações biológicas foi realizado pela primeira vez neste rabalho. As toxicidades da ZnPC, do FM e da partícula mista ZnPC/FM, em meio homogêneo e lipossomal, na ausência e na presença de luz e/ou campo magnético, foram estudadas. Na última parte deste trabalho iniciou-se o desenvolvimento de um modelo tumoral subcutâneo na região dorso-lateral de camundongos C57BL6J. Este é considerado o primeiro passo para a transferência dos resultados fotobiológicos no desenvolvimento de um tratamento clínico proposto para a terapia de humanos. Os nossos resultados demonstraram que o complexo ZnPC/FM em meio lipossomal apresenta propriedades fotofísicas e fotobiológicas úteis, ativados pela luz e campo magnético, como uma geração de fármacos atuando sinergicamente pela TFD e pela HPT. / The main goal in this study was to introduce a new material class that allows the combined action of Photodunamic therapy (PDT) and Hyperthermia therapy (HPT), designed to work in a synergetic ways, leading to an expected enhancement of the tumor damage after minimum drug doses and based on heat dissipation and /or light photosensitization. This new material class is a ?stealth? liposome associated with the photosensitizer drug zinc phthalocyanine (ZnPC), in the presence of a magnetic fluid (MF) based on nanoparticles of cobalt-ferrite (CoFe2O4) surface-coated with citric acid. Photophysical properties (in organic and liposomal medium) and photobiological studies in B-16 tumor cell lines were developed to evaluate the properties of the ZnPC in the absence and in the presence of MF. The photophysical properties of the ZnPC in organic and liposomal medium, were realize using spectroscopy techniques in the steady state and by time resolved studies. It was possible to quantify important parameters that elucidated and confirm the photodynamic potential of the ZnPC/MF complex as an appropriate drug delivery system, confirming its viability for application in vitro and in vivo studies. The interaction of the biocompatible magnetic fluids (FMBs) with the biological macromolecule, serum albumin proteins (BSA),was investigated through the determination of the binding constant (Kb) as well as the binding stoichiometry of the complex (n). This is the first time that this formalism was applicable to magnetic nanoparticles used in biological application. The toxicities of the ZnPC, the MF and also for the combined particle (the ZnPC/MF complex), in homogeneous and liposomal medium, in the absence and in the light presence and/or magnetic field were studied, and all the parameters that will allow the used of this synergic compound have been defined. In the last part of this work it was also started the establishment of one animal model by development of subcutaneous tumoral skin cancer in the back-lateral area of C57BL6J mice. This are the first step in the transfer of the photobiological results to the development of a clinical trial proposal for human therapy Our results demonstrated that the ZnPC/MF complex in liposome medium showed useful photophysical and photobiological properties, acting by light activation and AC magnetic field as a new generation of synergic drugs for TFD and cellular HPT.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:12:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Wesley Renato Viali.pdf: 3929545 bytes, checksum: b4e900de56f7f751a05beaeb0b326f0b (MD5) Previous issue date: 2009-03-18 / In this work maghemite nanoparticles were synthesized by co-precipitating Fe2+ and Fe3+ in alkaline medium. The freshly prepared magnetite was oxidized by two different routes: by bubbling O2 through an acid suspension of magnetite nanoparticles or by hydrothermal treatment of magnetite with ferric nitrate/nitric acid solution. After oxidation, the nanoparticles were covered with oleic acid and the grafting coefficient was evaluated according to the oxidation method and pH employed in the adsorption experiments. The covered particles were dispersed in mineral and vegetable insulating oils, resulting in magnetic fluids whose colloidal stability was investigated in regard to the following parameters: dilution, heating, water content, chemical composition of insulating oils and addition of oleic acid. The nanoparticles were characterized by X-ray diffratometry, thermogravimetric and differential thermal analyses and infrared spectroscopy. The Fe3+/Fe2+ molar ratio in the solids was determined by UV-Vis spectrometry. The magnetic fluids were characterized regarding the volume fraction of nanoparticles, the water content, and their colloidal stability was monitored by dynamic light scattering measurements and visual observations. The results obtained from the analyses indicated that the oxidized magnetite nanoparticles (5 to 10 nm) have inverse spinel structure and Fe3+/Fe2+ molar ratio varied from 20 to 70, depending on the oxidation method and employed conditions. The grafting coefficient varied from 2,1 to 4,8, reflecting the oleic acid adsorption conditions, and the further treatments. It was also observed that by controlling the experimental conditions, a grafting coefficient very close to a Langmuir s monolayer can be achieved, together with a decrease in the amount of physisorbed species which contribute negatively to the colloidal stability. The study of colloidal stability showed that dilution, heating and XVII water content have a great influence in the sedimentation of diluted magnetic fluids, when they are diluted with minerals insulating oils. It was verified that the magnetic fluids diluted with vegetable insulating oil showed very high colloidal stability in the accelerated thermal aging experiment / Neste trabalho foram preparadas nanopartículas de maghemita pelo método da coprecipitação de íons Fe3+ e Fe2+ em meio básico. A magnetita inicialmente obtida foi oxidada utilizando-se gás oxigênio ou solução de nitrato férrico/ácido nítrico. Após a oxidação, as nanopartículas foram revestidas com ácido oleico e a eficiência deste processo foi avaliada em função do método de oxidação e do pH de adsorção. As partículas revestidas foram dispersas em óleos isolantes dos tipos naftênico, parafínico ou vegetal, resultando em fluidos magnéticos cujas estabilidades coloidais foram avaliadas em função dos seguintes parâmetros: diluição, aquecimento, teor de água, natureza do meio dispersante e adição de ácido oleico. As nanopartículas foram caracterizadas por difratometria de raios X, análise termogravimétrica e térmica diferencial e espectroscopia de infravermelho. A razão Fe3+/Fe2+ nos sólidos foi determinada por espectrofotometria no visível. Os fluidos magnéticos foram caracterizados quanto à fração volumétrica de nanopartículas e ao teor de água, e sua estabilidade coloidal foi acompanhada por espalhamento dinâmico de luz e por medidas visuais de turbidez. Os resultados das análises e experimentos indicaram que as nanopartículas de magnetita oxidada (5 a 10 nm) apresentaram estrutura espinélio inverso e razão Fe3+/Fe2+ desde 20 até 70, dependendo do método e condições de oxidação empregadas. O coeficiente de revestimento variou de 2,1 a 4,8, refletindo tanto as condições utilizadas nos procedimentos de adsorção do ácido oleico, como também os tratamentos subseqüentes. Demonstrou-se que através do controle das condições experimentais pode-se obter um revestimento muito próximo ao de uma monocamada de Langmuir, bem como reduzir a quantidade de XV espécies moleculares fisissorvidas que contribuem negativamente para a estabilidade coloidal. O estudo da estabilidade coloidal mostrou que a diluição, o aquecimento e o teor de água favorecem a sedimentação dos fluidos magnéticos quando estes são diluídos em óleos isolantes naftênico e parafínico. Verificou-se que os fluidos magnéticos em óleo vegetal quando em frações volumétricas baixas apresentaram alta estabilidade coloidal em experimentos de envelhecimento acelerado

O principal interesse neste estudo foi a proposição de uma nova classe de material que permite a ação combinada da Terapia Fotodinâmica (TFD) e da Hipertermia (HPT), projetadas para trabalhar sinergicamente, que possa levar a uma considerável regressão de tumores neoplásicos após mínimas doses de dissipação de calor e/ou fotossensitização luminosa. Esta nova classe de material se baseia em um lipossoma de longo tempo de circulação associado ao fármaco fotossensibilizador (FS) zinco ftalocianina (ZnPC), na presença de fluido magnético (FM) constituído por nanopartículas de ferrita de cobalto (CoFe2O4) recobertas com ácido cítrico. As propriedades fotofísicas (em meio orgânico e em meio lipossomal) e os estudos fotobiológicos em células da linhagem B-16 foram desenvolvidos para avaliar as propriedades da ZnPC na ausência e na presença de FM. As propriedades fotofísicas da ZnPC em meio orgânico e lipossomal, na ausência e na presença de FM, foram realizadas empregando-se técnicas de espectroscopia no estado estacionário e resolvido no tempo. Foi possível determinar importantes parâmetros que elucidaram o potencial fotodinâmico da partícula mista ZnPC/FM com um apropriado sistema de liberação, confirmando sua viabilidade para aplicação em estudos in vitro e in vivo. A interação de fluidos magnéticos biocompatíveis (FMBs) com a macromolécula biológica, a soro albumina bovina (BSA), foi estudada por meio da determinação da constante de ligação (Kb) e do número de sítios de ligação (n),. Este formalismo aplicado para nanopartículas magnéticas usadas em aplicações biológicas foi realizado pela primeira vez neste rabalho. As toxicidades da ZnPC, do FM e da partícula mista ZnPC/FM, em meio homogêneo e lipossomal, na ausência e na presença de luz e/ou campo magnético, foram estudadas. Na última parte deste trabalho iniciou-se o desenvolvimento de um modelo tumoral subcutâneo na região dorso-lateral de camundongos C57BL6J. Este é considerado o primeiro passo para a transferência dos resultados fotobiológicos no desenvolvimento de um tratamento clínico proposto para a terapia de humanos. Os nossos resultados demonstraram que o complexo ZnPC/FM em meio lipossomal apresenta propriedades fotofísicas e fotobiológicas úteis, ativados pela luz e campo magnético, como uma geração de fármacos atuando sinergicamente pela TFD e pela HPT. / The main goal in this study was to introduce a new material class that allows the combined action of Photodunamic therapy (PDT) and Hyperthermia therapy (HPT), designed to work in a synergetic ways, leading to an expected enhancement of the tumor damage after minimum drug doses and based on heat dissipation and /or light photosensitization. This new material class is a ?stealth? liposome associated with the photosensitizer drug zinc phthalocyanine (ZnPC), in the presence of a magnetic fluid (MF) based on nanoparticles of cobalt-ferrite (CoFe2O4) surface-coated with citric acid. Photophysical properties (in organic and liposomal medium) and photobiological studies in B-16 tumor cell lines were developed to evaluate the properties of the ZnPC in the absence and in the presence of MF. The photophysical properties of the ZnPC in organic and liposomal medium, were realize using spectroscopy techniques in the steady state and by time resolved studies. It was possible to quantify important parameters that elucidated and confirm the photodynamic potential of the ZnPC/MF complex as an appropriate drug delivery system, confirming its viability for application in vitro and in vivo studies. The interaction of the biocompatible magnetic fluids (FMBs) with the biological macromolecule, serum albumin proteins (BSA),was investigated through the determination of the binding constant (Kb) as well as the binding stoichiometry of the complex (n). This is the first time that this formalism was applicable to magnetic nanoparticles used in biological application. The toxicities of the ZnPC, the MF and also for the combined particle (the ZnPC/MF complex), in homogeneous and liposomal medium, in the absence and in the light presence and/or magnetic field were studied, and all the parameters that will allow the used of this synergic compound have been defined. In the last part of this work it was also started the establishment of one animal model by development of subcutaneous tumoral skin cancer in the back-lateral area of C57BL6J mice. This are the first step in the transfer of the photobiological results to the development of a clinical trial proposal for human therapy Our results demonstrated that the ZnPC/MF complex in liposome medium showed useful photophysical and photobiological properties, acting by light activation and AC magnetic field as a new generation of synergic drugs for TFD and cellular HPT.