Orientador: Prof. Dr. Fernando Carlos Giacomelli / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, 2017. / O uso de nanopartículas poliméricas vem progressivamente se intensificando nos últimos anos, principalmente em que pese a aplicações na área biomédica. Neste cenário, o foco principal reside na utilização de polímeros biodegradáveis para fabricação de sistemas nanocarregadores de agentes ativos. Particularmente no campo da nanomedicina, a habilidade de se controlar a dimensão de nanopartículas, bem como se entender o perfil de liberação de pequenas moléculas encapsuladas é essencial. Levando-se em conta estas considerações, o objetivo deste trabalho foi fabricar nanopartículas poliméricas biodegradáveis de PCL e PLGA carregadas com a sonda cumarina-6 e analisar as diversas variáveis de formulação a fim de se entender a influência das características estruturais das nanopartículas e a sua relação com o teor encapsulado, eficiência de encapsulação, perfil de liberação e captura celular dos sistemas nanoestruturados. Os sistemas coloidais produzidos foram caracterizados por meio de técnicas de espalhamento de luz dinâmico (DLS), estático (SLS) e eletroforético (ELS) e espectroscopia de fluorescência. A caracterização estrutural detalhada das formulações produzidas sugere que a densidade das partículas, independente das variáveis de formulação, é substancialmente menor do que a densidade dos polímeros sólidos, implicando que as cadeias poliméricas que formam as nanopartículas estão pouco compactadas e por consequência, os sistemas supramoleculares são substancialmente hidratados (os cálculos mostram conteúdos de água formando os agregados entre 72% e 95% volume/volume). As medidas de espectroscopia de fluorescência evidenciaram que é possível produzir sistemas nanocarregadores onde a eficiência de encapsulação atinge valores maiores do que 50%, entretanto, independente das variáveis de formulação, o teor encapsulado nunca ultrapassa 0,4% massa/massa. Acreditamos que os baixos teores de sonda encapsulada estejam essencialmente relacionados a densidade das partículas e a característica de elevada hidratação. As investigações também demonstram que a liberação da sonda encapsulada é essencialmente governada pelo movimento de difusão. Consequentemente, a biodegradabilidade dos poliésteres utilizados na produção dos coloides pode ter efeito apenas na excreção do material polimérico de ambientes biológicos, mas não parece ter efeito no processo de liberação controlada de princípios ativos encapsulados. Por final, foram feitas análises de microscopia de fluorescência e
citometria de fluxo para avaliar a influência dos parâmetros estruturais na captura e internalização celular dos sistemas poliméricos nanoestruturados. Os dados mostram que nanopartículas produzidas a partir de tetraidrofurano (THF), portanto maiores parecem ser internalizadas de maneira mais eficiente pelo menos na região de tamanhos investigada. Os dados também mostram serem inconclusivas as influências da hidrofobicidade e carga superficial dos sistemas. / The uses of polymeric nanoparticles came intensifying for a period of time, and are being applicable in the biomedical area. In this scenario, the focus is use biodegradable polymers to production of nanocarrier systems of active agents. Particularly in the field of nanomedicine, the ability to control the size of nanoparticles, as well as understanding the release profile of small-encapsulated molecules, is essential. Taking into account these considerations, the objective of this work was to manufacture biodegradable polymeric nanoparticles of PCL and PLGA loaded with the coumarin-6 probe and to analyze the various formulation variables in order to understand the influence of a structural characteristics of nanoparticles, and their relation with the encapsulated content, encapsulation efficiency, release profile and cellular capture of nanostructured systems. The colloidal systems were produced to characterizing by dynamic light scattering (DLS), static (SLS) and electrophoretic (ELS) techniques and fluorescence spectroscopy. The detailed structural characterization of formulations suggested that density of particles, regardless of a formulation variable, is substantially lower than the density of the solid polymers, implying that polymer chains forming the nanoparticles are poorly compacted and consequently the supramolecular systems are substantially hydrated (the calculations show water contents forming the aggregates between 72% and 95% v/v). The fluorescence spectroscopy measurements showed that it is possible to produce nanocarrier systems where the encapsulation efficiency reaches values higher than 50%, however, regardless of the formulation variables; the encapsulated content never exceeds 0.4% w/w. We believe that the low levels of encapsulated probe are essentially related to particle density and the characteristic of high hydration. The investigations also demonstrate that the release of a encapsulated probe is essentially governed by the diffusion movement. According to biodegradability of polyesters used in the production of colloids may have effect only in the excretion of polymer material from biological environment, but does not appear to have an effect on the controlled release process of encapsulated active principles. Finally, fluorescence microscopy and flow cytometer analyzes the performances to evaluate the influence of structural parameters on capture and cellular internalization of nanostructured polymer systems. The data shows that nanoparticles produced from tetrahydrofuran (THF), therefore larger, appear to be internalized more efficient at least in the region of investigation sizes. The data also shows that the influences of the hydrophobicity and surface charge of the systems was inconclusive.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:109125 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Ribeiro, Caroline Arana da Silva |
| Contributors | Giacomelli, Fernando Carlos, Silva, Wanius José Garcia da, Araujo, Daniele Ribeiro |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf, 73 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=109125&midiaext=75610, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=109125&midiaext=75609, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=109125 |
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