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Title: Preparação de compósitos híbridos para aplicação como carreadores de fármaco no tratamento da osteomielite.
Other Titles: Preparation of hybrid composites for application as drug carriers in the treatment of osteomyelitis.
???metadata.dc.creator???: ARAÚJO, Pascally Maria Aparecida Guerra de.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: COSTA, Ana Cristina Figueiredo de Melo.
???metadata.dc.contributor.advisor-co1???: BICALHO, Sheyla Maria de Castro Máximo.
???metadata.dc.contributor.referee1???: OLIVEIRA, Francisco Vieira de.
???metadata.dc.contributor.referee2???: OLIVEIRA, Líbia de Souza Conrado.
???metadata.dc.contributor.referee3???: FREITAS, Normanda Lino de.
???metadata.dc.contributor.referee4???: SANTOS, Polyana Tarciana Araújo dos.
Keywords: Compósitos Híbridos (Carreadores de Fármaco);Hidroxiapatita e Nanopartículas Magnéticas;Carreadores de Fármaco;Ciprofloxacino;Osteomielite;Biomateriais;Hybrid Composites (Drug Carriers);Hydroxyapatite and Magnetic Nanoparticles;Drug Carriers;Ciprofloxacino;Osteomyelitis;Biomaterials
Issue Date: 22-Feb-2017
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: ARAÚJO, P. M. A. G. de. Preparação de compósitos híbridos para aplicação como carreadores de fármaco no tratamento da osteomielite. 2017. 241 f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais), Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2017.
???metadata.dc.description.resumo???: Nesta pesquisa, propomos, obter e caracterizar de forma inédita compósitos híbridos (novos carreadores de fármaco) a base da hidroxiapatita e nanoparticulas magnéticas associadas ao tetraetilortosilicato (TEOS) e ao agente silano tipo 3- aminopropiltrimetoxisilano (APTS) conjugado ao fármaco ciproflonax visando avaliar sua aplicação no tratamento da osteomielite. Numa primeira etapa, os materiais individuais foram sintetizados. Na segunda etapa, foram obtidos em diferentes concentrações, os híbridos e compósitos híbridos. Os materiais precursores e os carreadores obtidos nas etapas I e II foram caracterizados por técnicas de análise estrutural, morfológica e magnética visando o entendimento das propriedades na formação do carreador de fármaco. Os resultados das etapas I e II indicaram que foram obtidas com sucesso as nanopartículas magnéticas (NPM’s) da Fe3O4 por reação de combustão em forno microondas e da CoFe2O4 por reação de combustão em escala em escala piloto; a hidroxiapatita (HAp) monofásica obtida pelo método de precipitação e híbridos NPM’s@SiO2 (core-shell). Na etapa II obteve-se com sucesso os compósitos híbridos (carreadores de fármaco magnéticos) a base das NPM’s híbridas e da HAp comercial da JHS Biomateriais e sintetizada no laboratório, com característica cristalina e nanoestrutural. Em que, tanto os precursores obtidos na etapa I quanto os compósitos híbridos apresentaram propriedades estrututurais, morfológicas e magnéticas promissoras para uso como carreador de fármaco especificamente no tratamento da osteomielite. Na etapa III foram realizados os ensaios in vitro de citotoxidade para os precursores e compósitos híbridos obtidos e testes de liberação de fármaco para os compósitos híbridos (carreadores). Por meio dos resultados obtidos, observou-se que, as NPM’s de Fe3O4, CoFe2O4 dos híbridos Fe3O4@SiO2 e CoFe2O4@SiO2 e da hidroxiapatita (HAp) sintetizada no LaBSmaC apresentaram viabilidade celular superior a 70% e que, o revestimento das NPM’s de Fe3O4, CoFe2O4 e obtenção dos híbridos aumentaram ainda mais a viabilidade celular e biocompatibidade das NPM’s magnéticas como carreadores do fármaco ciprofloxacino. A biocompatibilidade dos compósitos híbridos (carreadores de fármaco) e do solvente PVA usado para dispersão dos carreadores foram avaliados em diversas concentrações, via estudos in vitro (citotoxidade). Observou-se por meio do perfil citótoxico que, a concentração segura, na qual a viabilidade celular foi superior a 70 % foi de 0,312 mg/mL para os compósitos híbridos (carreadores) HFeFS1, HFeFS2, HCoFS1, HJCoFS1, F, e de 0,156 mg/mL para o compósito HCoFS1. Os testes de liberação de fármaco para os compósitos híbridos (carreadores) confirmaram que, tanto os carreadores obtidos com Fe3O4@SiO2 e CoFe2O4@SiO2 apresentaram alta eficiência na conjugação e liberação do fármaco ciprofloxacino. Entretanto, os compósitos híbridos sintetizados com a CoFe2O4 e a HAp comercial da JHS Biomateriais apresentaram liberação mais rápida, quando comparado aos compósito híbridos formados com a Fe3O4 e HAp sintetizada no laboratório. Todas estas características permitiram auxiliar no entendimento das propriedades dos materiais em estudo para que estes sejam otimizados com eficiência para o desenvolvimento de um produto tecnológico, eficiente para aplicação no tratamento da osteomielite.
Abstract: In this research, we propose, obtain and characterize in an unprecedented way hybrid compounds (new drug carriers) the base on hydroxyapatite and nanoparticles associated with tetraethylorthosilicate (TEOS) and the silane agent type 3- aminopropyltrimethoxysilane (APTS) conjugated to the drug ciproflonax and evaluate the effect of treatment osteomyelitis. In a first step, the individual materials synthesized were. In the second stage, hybrids and hybrid composites obtained were in different concentrations. The precursor materials and carriers obtained in steps I and II characterized were by structural, morphological and magnetic analysis techniques aiming at understanding the properties in the formation of the drug delivery. The results of steps I and II indicated that the Fe3O4 magnetic nanoparticles (NPM’s) were successfully obtained by microwave oven and CoFe2O4 combustion reaction in a pilot scale scale reaction; The monophasic hydroxyapatite (HAp) obtained by the precipitation method and NPM's@SiO2 hybrids (core-shell). In step II the hybrid composites (magnetic drug delivery) were the base of the hybrid NPMs and the commercial HAp of JHS Biomaterials and synthesized in the laboratory, with crystalline and nanostructural characteristics. In that both the precursors obtained in step I and the hybrid composites showed promising structural, morphological and magnetic properties for use as a drug delivery specifically in the treatment of osteomyelitis. In stage III the in vitro cytotoxicity assays were performed for the hybrid precursors and composites obtained and drug release tests for the hybrid composites (carriers). The Fe3O4, CoFe2O4 NPM’s of the Fe3O4@SiO2 and CoFe2O4 @SiO2 hybrids and the hydroxyapatite (HAp) synthesized in LaBSmaC were shown to have cell viability greater than 70% and that the NPM’s coating of Fe3O4, CoFe2O4 and hybrid uptake have further increased cell viability and biocompatibility of magnetic NPM’s as carriers of the drug ciprofloxacin. The biocompatibility of the hybrid composites (drug delivery) and of the PVA solvent used for carrier dispersion evaluated were at various concentrations via in vitro (cytotoxicity) studies. It observed was by the cytotoxic profile that the safe concentration, in which the cell viability was higher than 70%, was 0.312 mg/mL for the hybrid composites (carriers) HFeFS1, HFeFS2, HCoFS1, HJCoFS1, F, e de 0,156 mg/mL para o compósito HCoFS1.composite. Drug release tests, for the hybrid (carrier) composites confirmed that, both Fe3O4@SiO2 and CoFe2O4@SiO2 carriers presented high efficiency in the conjugation and release of the drug ciprofloxacin. However, the hybrid composites synthesized with CoFe2O4 and the commercial HAp from JHS Biomaterials, presented faster release when compared to hybrid composites formed with Fe3O4 and HAp synthesized in the laboratory. All these characteristics allowed helping in the understanding of the properties of the studied materials for that these are optimized efficiently for the development of a technological product, efficient for application in the treatment of osteomyelitis.
Keywords: Compósitos Híbridos (Carreadores de Fármaco)
Hidroxiapatita e Nanopartículas Magnéticas
Carreadores de Fármaco
Ciprofloxacino
Osteomielite
Biomateriais
Hybrid Composites (Drug Carriers)
Hydroxyapatite and Magnetic Nanoparticles
Drug Carriers
Ciprofloxacino
Osteomyelitis
Biomaterials
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia de Materiais e Metalúrgica
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/14032
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