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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Desenvolvimento de nanocompósitos de óxido de grafeno decorado com nanopartículas de sílica mesoporosa como nanocarreadores de fármacos   : síntese, caracterização e interações com sistemas biológicos  
Title Alternative: Development of nanocomposites of graphene oxide decorated with mesoporous silica nanoparticles as drug nanocarriers   : synthesis, characterization and interactions with biological systems  
Author: Fonseca, Leandro Carneiro, 1989-
Advisor: Alves, Oswaldo Luiz, 1947-
Abstract: Resumo: A camptotecina (CPT) é um potente fármaco antitumoral, motivando o desenvolvimento de nanomateriais carreadores como nanopartículas de sílica mesoporosa (NSMs), óxido de grafeno (GO) e uma nova família de GO decorado com NSMs (nanocompósitos GO-NSMs) para a resolução de grandes desafios que essa molécula apresenta: baixa solubilidade no sangue, condições farmacocinéticas desfavoráveis e problemas de biodistribuição nos organismos. Sabe-se também que as nanopartículas de sílica e muitos materiais à base de óxido de grafeno são, isoladamente, conhecidos pelo elevado teor de hemólise e significativa interação com proteínas (efeito corona). Os efeitos hemolíticos e a adsorção proteica relacionada aos mecanismos biológicos para remoção de corpos estranhos inserem o GO e NSMs (isentas de funcionalização externa) como nanocarreadores de elevado risco toxicológico. Dessa maneira, foi investigada a possibilidade de interação GO-NSM visando diminuição desses efeitos, melhorar a biocompatibilidade através de um efeito sinérgico proveniente da mistura de ambos os tipos de nanomateriais. Essa interação visa obter os novos nanocompósitos e solucionar os desafios mencionados que a camptoteciona apresenta do ponto de vista de aplicação antitumoral. O conjunto de técnicas de caracterização compreendendo as espectroscopias ultravioleta visível (UV-Vis) e ressonância magnética nuclear (RMN), a difratometria de raios X (DRX), termogravimetria (TG) e primeira derivada das curvas termogravimétricas (DTG), potencial zeta (PZ), análise de área superficial e porosidade (AASP), a microscopia eletrônica de transmissão (MET) e microscopia de força atômica (MFA) comprovam a obtenção desses sistemas e confirmam o encapsulamento/adsorção de camptotecina nos nanomateriais envolvidos. Os ensaios de liberação mostram a rápida e prolongada liberação, respectivamente, pela sílica e pelos GO/GO-NSMs, sendo mais rápida em pH 7,4 e mais vagarosa em pH 5,0 em todas as situações. O GO-NSM mostrou as melhores propriedades de entrega dentre os três nanocarreadores. Os resultados sugerem, ainda, interações químicas fármaco-nanocarreador como dependentes do pH e da natureza do nanomaterial, mostrando o GO-NSM como potencial candidato às aplicações antitumorais com menores riscos de toxidade

Abstract: Camptothecin (CPT) is a potent antitumor drug, motivating the development of carrier nanomaterials such as mesoporous silica nanoparticles (MSNs), graphene oxide (GO) and a new family of GO decorated with MSNs (GO-MSN nanocomposites) for solving important challenges of this molecule: low blood solubility, unfavorable pharmacokinetic conditions and problems of biodistribution in living organisms. It is also known that silica nanoparticles and many graphene oxide based materials are, in isolation, known for the high hemolysis rate and significant interaction with proteins (corona effect). The hemolytic effects and protein adsorption related to the biological mechanisms for removal of foreign bodies insert the GO and MSNs (free from external functionalization) as nanocarriers of high toxicological risk. In this way, it was investigated the possibility of GO-MSN interaction aiming to decrease these effects and to improve the biocompatibility through a synergistic effect from the mixture of both types of nanomaterials. This interaction aims to obtain new nanocomposites and focus to solve the mentioned application challenges of camptothecin. The set of characterization techniques comprising the ultraviolet visible (UV-Vis) and nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopies, X ray diffractometry (XRD), thermogravimetric analysis (TGA) and first derivative of TGA curves (DTG), zeta potential (ZP), analysis of surface area and porosity (ASAP), transmission electron microscopy (TEM) and atomic force microscopy (AFM) confirm the obtainment of these systems, and corroborate to the encapsulation/adsorption of camptothecin in the involved nanomaterials. The release assays show the rapid and prolonged release, respectively, by silica and GO/GO-MSNs, being faster at pH 7.4 and slower at pH 5.0 in all situations. GO-MSN showed the best delivery properties among the three nanocarriers. The results also suggest drug-nanocarrier chemical interactions as dependent on pH and the nature of the nanomaterial, showing GO-MSN as a potential candidate for antitumor applications with lower toxicity risks
Subject: Sílica
Grafeno
Camptotecina
Hemólise
Proteínas
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: FONSECA, Leandro Carneiro. Desenvolvimento de nanocompósitos de óxido de grafeno decorado com nanopartículas de sílica mesoporosa como nanocarreadores de fármacos  : síntese, caracterização e interações com sistemas biológicos  . 2019. 1 recurso online (111 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:IQ - Tese e Dissertação

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