Osteosarcoma is the most common type of primary malignant bone tumors, affecting mostly children, adolescents and young adults. The standard treatment used in osteosarcomas, is done through the application of a neoadjuvant chemotherapeutic agent followed by surgical resection. Due to the low sensitivity of osteosarcoma to ionizing radiation, this treatment is not used very often and can be recommended only for post-surgical treatment. Considering the difficulties with these treatments, there is an emerging need to find new therapies for this tumor type. The nanostructured systems acting as radioisotopes carriers have promising potential in the treatment of osteosarcoma, allowing more selective employment of radiation on tumor cells and enhancing the radiosensitivity of tumors because they can maintain a higher proximity between the radioisotope and tumor cells. In the present work, it was prepared a hybrid system consisting of mesoporous hydroxyapatite nanoparticles functionalized with collagen and poly (alcohol vinyl), the incorporation of the elements yttrium and gadolinium was promoted and the anti-tumor activity of these systems on the lineage of T89, human cells of glioblastoma, was evaluated. Hydroxyapatite samples were synthesized by five different routes and characterized by the techniques of X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR), gas adsorption and transmission electron microscopy (TEM), and the results of these analyzes indicated the formation of carbonated hydroxyapatite mesoporous nanoparticles in single phase by three routes. The sample synthesized by Route 3c, due to the largest surface area and pore volume, was chosen to be submitted to the functionalization process with PVA and collagen. The functionalized samples were characterized by the techniques of XRD, FTIR, gas adsorption , CHN elemental analysis , scanning electron microscopy (SEM) and photon correlation spectroscopy, and these analyzes indicated that the functionalization process was successful. The potential for incorporation and release kinetics of yttrium and gadolinium to functionalized samples were studied with stable isotope of this element by the technique of atomic emission spectrometry with inductively coupled plasma (ICP-AES) revealing a potential merger of 44% and 100% for yttrium and gadolinium respectively and low isotope release kinetics for both systems, qualifying the material for neutron activation analysis and for in vitro cytotoxicity. Biological tests indicated qualitatively that the materials have a potential for the proposal of this work. / O osteossarcoma é o tipo mais comum entre os tumores ósseos malignos primários, atingindo principalmente crianças, adolescentes e adultos jovens. O tratamento padrão empregado em osteossarcomas, é feito através da aplicação de um agente neoadjuvante quimioterápico seguido de ressecção cirúrgica. Devido à baixa sensibilidade dos osteossarcomas à radiação ionizante, este tipo de tratamento não é utilizado com muita frequência, podendo ser recomendado apenas para o tratamento pós-cirúrgico. Considerando esta dificuldade e as limitações impostas, existe uma necessidade emergente para encontrar novas alternativas terapêuticas para esse tipo de tumor. Os sistemas nanoestruturados carreadores de radioisótopos apresentam um potencial promissor para o tratamento dos osteossarcomas, permitindo o emprego mais seletivo das radiações em células tumorais e podendo aumentar a radiossensibilidade desses tumores devido à proximidade que podem manter entre os radioisótopos e as células tumorais. No presente trabalho, foi preparado um sistema híbrido constituído por nanopartículas mesoporosas de hidroxiapatita funcionalizadas com colágeno e álcool polinivílico contendo os radioisótopos ítrio-90 e gadolinio-159 para avaliar a atividade anti-tumoral desse sistema sobre a linhagem de células T98 de fibroblasto humano. As amostras de hidroxiapatita foram sintetizadas por cinco rotas distintas e caracterizadas pelas técnicas de difração de raios X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), adsorção de gases e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Os resultados dessas análises indicaram a formação de nanopartículas de hidroxiapatita carbonatada de fase única e mesoporosas em quatro das cinco rotas. A amostra sintetizada pela rota 3c, por ter apresentado a maior área superficial e volume de poros, foi escolhida para ser submetida ao processo de funcionalização com PVA e colágeno. As amostras funcionalizadas foram caracterizadas pelas técnicas de DRX, FTIR, adsorção de gases, análise elementar CHN, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de correlação de fótons, que indicaram que o processo de funcionalização foi bem sucedido. O potencial de incorporação e a cinética de liberação de ítrio e gadolínio em relação à amostra funcionalizada foram estudados com os isótopos estáveis desses elementos pela técnica de espectrometria de emissão atômica com plasma indutivamente acoplado (ICP-AES) que revelou um potencial de incorporação de 44% e 100% para o ítrio e gadolínio, respectivamente, e baixa cinética de liberação dos isótopos para os dois sistemas, credenciando o material para a ativação neutrônica e para os estudos citotoxidade in vitro. Os testes biológicos indicaram qualitativamente que os materiais possuem um potencial para a proposta desse trabalho.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:bdtd.cdtn.br:178 |
| Date | 25 February 2014 |
| Creators | Marcelo Fernandes Cipreste |
| Contributors | Edésia Martins Barros de Sousa, José Domingos Ardisson, Herman Sander Mansur |
| Publisher | CNEN - Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, Belo Horizonte, CTMA - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia das Radiações, Minerais e Materiais, CDTN, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do CDTN, instname:Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, instacron:CDTN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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