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Previous issue date: 2012-05-11 / Magnetic fluids consist of surface-coated magnetic nanoparticles dispersed in a liquid carrier. These nanostructures have attracted a lot of attention of the biomedical community because of its possible applications as drug carriers, disease detection, and also on the treatment of several diseases, including cardiovascular ones. This work had the following objectives: (i) evaluate the effect ex-vivo of biocompatible magnetic nanoparticles in the rat heart function and, in-vivo, in the arterial blood pressure and heart rate of the rats, as well as, (ii) investigate the endocytosis and exocytosis of the nanoparticles through a magnetophoresis technique. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), Dynamic light sacttering (DLS) and Vibrating sample magnetometer (VSM). The cardiac function was evaluated by the Langendorf technique under constant flow. On the other hand, in order to evaluate the effect of nanoparticles in the cardiovascular parameters, femoral artery and vein were cannulated and arterial pressure and heart rate were measure after 24 hs. The magnetic fluid infusion in the isolated heart showed a tiny increase of the intraventricular diastólic pressure and a decrease of the intraventricular systolic pressure. No changes were observed in perfusion pressure. The infusion of the magnetic nanoparticles in the rats had not promoted any significant variations of the artery pressure or the heart rate. These results suggest that magnetic nanoparticles can be used on clinical trials. In addition, magnetophoresis experiments were preformed in order to investigate phenomenon associated to nanoparticles and dissociated cardiomyocytes interactions from rat heart. Different samples containing distinct particle sizes and coating layers were evaluated as function of incubation time. It was observed that, besides endocytosis (or adsorption), an exocytosis (or desorption) mechanism start to occur above a critical time. A mathematical model that takes into account both mechanisms were developed which, together with other works from the literature, allowed us to estimate the individual wrapping time of the nanoparticles. The results show a strong dependence upon nanoparticle diameter and corroborate with theoretical models of receptor-mediated endocytosis of nanoparticles. / Fluidos magnéticos (FM) consistem de nanopartículas magnéticas formadas por ferritas dispersas em um líquido carreador formando uma composição coloidal. Estas nanoestruturas têm atraído a atenção da comunidade biomédica já que possuem aplicações na área de carreadores de fármacos, detecção de doenças, e podem, ainda, contribuir para o tratamento de diversas doenças, inclusive cardiovasculares. Este trabalho teve como objetivos: (i) avaliar o efeito ex-vivo de nanopartículas magnéticas biocompatíveis no funcionamento de corações de ratos e, in-vivo, na pressão arterial e freqüência cardíaca de ratos wistar e, também, (ii) investigar o processo de endocitose/adsorção e exocitose/dessorção de nanopartículas magnéticas biocompatíveis em cardiomiócitos via técnica de magnetoforese. As amostras foram sintetizadas e caracterizadas por Difração de Raio-X (DRX), Espalhamento de Luz Dinâmico (DLS) e Magnetometria de Amostra Vibrante (VSM). A função cardíaca foi avaliada pela técnica de Langendorff com fluxo constante. Por outro lado, para avaliar o efeito das nanopartículas nos parâmetros cardiovasculares in vivo, artéria e veia femoral foram canuladas e o registro da pressão arterial e frequência cardíaca foi realizado após 24 hs. A infusão do fluido magnético nos corações isolados promoveu ligeiro aumento na pressão intraventricular diastólica e uma queda na pressão intraventricular sistólica. O fluido promoveu uma leve diminuição na pressão de perfusão, o que representa uma vasodilatação coronariana, sendo esse efeito reversível durante a lavagem. A infusão das nanopartículas magnéticas não promoveu alterações significativas na pressão arterial ou frequência cardíaca. Estes resultados sugerem a viabilidade para a utilização clínica das nanopartículas magnéticas. Adicionalmente, experimentos de magnetoforese foram realizados para avaliar fenômenos associados à interação de nanopartículas com cardiomiócitos dissociados do coração de ratos. Diferentes amostras de nanopartículas de ferrita de manganês, contendo diâmetros distintos e diferentes camadas de cobertura, foram avaliadas em função do tempo de incubação. Observou-se, além de um processo endocitótico (ou adsortivo), um mecanismo exocitótico (ou dessortivo) a partir de um tempo crítico. Um modelo matemático que incluiu ambos os mecanismos foi desenvolvido e, conjuntamente com outros da literatura, permitiu estimar o tempo de wrapping de cada nanopartícula. Os resultados mostraram-se fortemente dependente do diâmetro das nanopartículas e, inclusive, corroboram com modelos teóricos de endocitose de nanopartículas mediada por receptores.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tde/815 |
| Date | 11 May 2012 |
| Creators | RAMALHO, Laylla Silva |
| Contributors | BAKUZIS, Andris Figueiroa, CASTRO, Carlos Henrique de |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Mestrado em Física, UFG, BR, Ciências Exatas e da Terra |
| 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 da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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