Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Farmácia, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-10-27T03:10:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2015 / A nanotecnologia envolve a compreensão e manipulação da matéria em escala nanométrica, em que os materiais adquirem propriedades diferentes dos materiais na forma bruta, possibilitando aplicações nas mais diversas áreas e produtos de consumo. Porém, as propriedades dos materiais nessa escala de tamanho também podem determinar as interações e efeitos nos organismos vivos. Assim, os objetivos deste trabalho foram avaliar a toxicidade de nanopartículas de dióxido de titânio (TIO2-NPs), nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro (SPIONS) e nanopartículas de poliuretano (PU-NPs), usando metodologias in vitro, in vivo, ex vivo e in silico. Os resultados obtidos foram divididos em capítulos, de acordo com o sistema nanoestruturado avaliado. O primeiro capítulo desse trabalho mostra os resultados da avaliação dos efeitos in vivo da administração intraperitoneal de TiO2-NPs em camundongos albinos. Observou-se que além da diminuição do ganho de peso, após o tratamento os animais apresentaram aumento significativo no acúmulo de gordura abdominal, inflamação do tecido adiposo e dano ao fígado e estômago. Por fim, identificou-se a presença de titânio no baço, fígado e rins dos camundongos. O segundo capítulo teve como objetivo a avaliação in vitro e in vivo de SPION-PEG350 e SPION-PEG2000, assim denominadas de acordo com o peso molecular da cadeia de PEG ligada as SPIONS. Em resumo, as SPIONS aqui avaliadas não induziram toxicidade in vitro, até a máxima concentração de 100 µg/ml, em três linhagens celulares. Ainda, ambas as formulações de nanopartículas foram captadas pelas células, com maior captação e acúmulo de SPION-PEG2000. A formulação de SPION-PEG2000 foi também avaliada in vivo, e de acordo com as concentrações e parâmetros avaliados, não induziu toxicidade, apesar do acúmulo em órgãos como baço, fígado, pulmão e coração. O terceiro capítulo trata da avaliação do efeito in vivo e ex vivo de PU-NPs. Para o estudo in vivo, a administração de três doses de PU-NPs foi feita pelas vias oral e intraperitoneal (i.p.), o que resultou em inflamação e prejuízo das funções do fígado nos animais tratados independentemente da via. Os estudos ex vivo, usando macrófagos derivados de monócitos primários humanos confirmaram o efeito pró-inflamatório de PU-NPs com o aumento significativo de citocinas pró-inflamatórias no meio de cultura celular após tratamento com as partículas. O quarto e último capítulo deste trabalho mostra os resultados obtidos no desenvolvimento de um modelo farmacocinético para avaliação do acúmulo de SPION-PEG2000 em camundongos e humanos. O modelo desenvolvido para camundongos foi validado com os resultados obtidos experimentalmente, com os camundongos tratados pela via endovenosa com três diferentes concentrações de SPION-PEG2000. Os resultados de distribuição e acúmulo obtidos com o modelo foram similares aos obtidos in vivo, descrevendo um maior acúmulo de SPION-PEG2000 no baço, fígado e pulmão. Com base nos resultados obtidos para camundongos, o mesmo modelo foi desenvolvido para humanos, considerando os parâmetros fisiológicos dessa espécie, sendo os resultados similares aos obtidos para animais, com maior acúmulo estimado para o pulmão, baço e fígado.<br> / Abstract : Nanotechnology involves the understanding and manipulation of matter at the nanoscale, where materials acquire distinct characteristics of the materials in the bulk form, which allows it?s applications in several areas and consumer products. However, the properties of materials in this size range also might determine their interaction and effects on living organisms. The objectives of this study was to assess the effects and potential toxicity of titanium dioxide nanoparticles (TiO2-NPs), superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONS) and polyurethane nanoparticles (PU-NPs) using in vitro, in vivo, ex vivo and in silico approaches. The results were presented in chapters according to the nanostructured system evaluated. The first chapter of this thesis shows the results of in vivo toxicological evaluation of intraperitoneal administration of TiO2-NPs in albino mice. It was observed that, in addition to significant decrease in body weight gain after treatment with TiO2-NPs, animals showed a significant increase in abdominal fat accumulation, adipose tissue inflammation, liver and stomach damage. Finally, it was identified the presence of titanium in the spleen, liver and kidneys of mice. The second chapter aimed to evaluate SPION-PEG350 and SPION-PEG2000, named according to the molecular weight of the PEG, using in vitro and in vivo methodologies. In summary, the SPIONS did not induce toxicity up to 100 µg/ml, in three cell lineages. Further, both formulations of nanoparticles were taken up by cells, with a higher uptake and accumulation of SPION-PEG2000. SPION-PEG2000 was also evaluated in vivo and according to the concentrations and parameters evaluated they did not induce toxicity, although the accumulation in organs such as the spleen, liver, lung and heart was observed. The third chapter is about the assessment of in vivo and ex vivo effect of PU-NPs. For the in vivo study, three doses of PU-NPs were administrated by oral or intraperitoneal (i.p.) routes, resulting in inflammation and impairment of liver function in both groups of treated mice. Ex vivo studies using human monocytes-derived macrophages have confirmed proinflammatory effects of PU-NPs with significant increase of proinflammatory cytokines after treatment of macrophages with nanoparticles. The fourth and last chapter of this study shows the results obtained in the development of a pharmacokinetic model to predict the pharmacokinetic SPION-PEG2000 in mice and humans. The model was validated toward in vivo results obtained with mice. The accumulation profile obtained with the model was similar to those obtained in vivo, describing higher accumulation of SPION-PEG2000 in the spleen, liver and lung. Based on the results obtained for mice, the same model was developed for humans, taking into account the physiological parameters of this species, and the results were similar to those obtained with animals, with higher accumulation in the lung, spleen and liver.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/135816 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Silva, Adny Henrique |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Creczynski-Pasa, Tania Beatriz |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 175 p.| il., grafs., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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