Development of new biomaterials with anti-inflammatory and antioxidant properties for topical application

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Morais, Eduarda Serra
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/21162
Resumo: A demanda por cosméticos com propriedades anti-envelhecimento e para proteção da pele contra as radiações ultra violeta (UV) tem aumentado consideravelmente nos últimos anos. Preferencialmente, estes devem ter na sua composição produtos naturais ou derivados com propriedades biológicas reconhecidas. Entre estas propriedades, destacam-se as propriedades antioxidante e anti-inflamatória. Dentro dos antioxidantes naturais, os compostos fenólicos têm recebido um destaque especial, visto que se encontram naturalmente em grande quantidade numa ampla variedade de plantas. No entanto, para que a sua utilização e biodisponibilidade sejam eficazes, é necessários que estes compostos apresentem uma elevada solubilidade em soluções aquosas. Uma das formas de tornar estes compostos mais solúveis passa pela alteração da sua estrutura química, sendo que por exemplo se podem converter em sais e/ou líquidos iónicos. Com base no exposto, neste trabalho, pretendeu-se produzir novos biomateriais para aplicação tópica com propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias. Neste sentido, sintetizaram-se líquidos iónicos com estas propriedades, com o catião colínio em comum, combinados com aniões derivados de ácidos fenólicos, que posteriormente foram incorporados em membranas de celulose bacteriana (BC). Todos os materiais foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier com reflexão total atenuada (FTIR-ATR), ressonância magnética nuclear (RMN) de estado sólido, difração de Raios-X, microscopia eletrónica de varrimento (SEM), termogravimetria (TGA) e testes mecânicos (ensaios de tração). Posteriormente, realizaram-se ensaios de libertação controlada destes compostos, ensaios para determinar a atividade anti-oxidante e por fim, realizaram-se estudos biológicos de modo a avaliar a sua citotoxicidade e atividade anti-inflamatória. Através da caracterização física e química das membranas preparadas foi possível concluir que os LIs foram incorporados na estrutura da BC, não afetando a sua estrutura cristalina mas tendo originado um pequeno decréscimo nas propriedades mecânicas e temperatura de decomposição. Nos ensaios de absorção de água, os valores obtidos para as membranas BC-LI estão de acordo com a solubilidade dos LIs. A dissolução dos LIs com membranas húmidas atingiu valores máximos de 100% para [Chol][Gal]. Os valores máximos para capacidade antioxidante foram 80% para [Chol][Caf] e [Chol][Gal]. As membranas de BC-ILs não afectam a viabilidade dos queratinócitos e macrófagos e apresentaram atividade anti-inflamatória.
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Uma das formas de tornar estes compostos mais solúveis passa pela alteração da sua estrutura química, sendo que por exemplo se podem converter em sais e/ou líquidos iónicos. Com base no exposto, neste trabalho, pretendeu-se produzir novos biomateriais para aplicação tópica com propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias. Neste sentido, sintetizaram-se líquidos iónicos com estas propriedades, com o catião colínio em comum, combinados com aniões derivados de ácidos fenólicos, que posteriormente foram incorporados em membranas de celulose bacteriana (BC). Todos os materiais foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier com reflexão total atenuada (FTIR-ATR), ressonância magnética nuclear (RMN) de estado sólido, difração de Raios-X, microscopia eletrónica de varrimento (SEM), termogravimetria (TGA) e testes mecânicos (ensaios de tração). Posteriormente, realizaram-se ensaios de libertação controlada destes compostos, ensaios para determinar a atividade anti-oxidante e por fim, realizaram-se estudos biológicos de modo a avaliar a sua citotoxicidade e atividade anti-inflamatória. Através da caracterização física e química das membranas preparadas foi possível concluir que os LIs foram incorporados na estrutura da BC, não afetando a sua estrutura cristalina mas tendo originado um pequeno decréscimo nas propriedades mecânicas e temperatura de decomposição. Nos ensaios de absorção de água, os valores obtidos para as membranas BC-LI estão de acordo com a solubilidade dos LIs. A dissolução dos LIs com membranas húmidas atingiu valores máximos de 100% para [Chol][Gal]. Os valores máximos para capacidade antioxidante foram 80% para [Chol][Caf] e [Chol][Gal]. As membranas de BC-ILs não afectam a viabilidade dos queratinócitos e macrófagos e apresentaram atividade anti-inflamatória.In the past few years, the demand for cosmetics with anti-aging and ultraviolet (UV) protection properties has increased considerably. Preferentially, these must have in their composition natural compounds with recognized biologic properties. Among these properties, antioxidant and anti-inflammatory activities stand out as the most important. Amongst natural antioxidant compounds, phenolic compounds have gained special attention since they are naturally found in an ample diversity of plants. However, for their effective use and bioavailability, these compounds should present a high solubility in aqueous solutions. One way of improving their solubility is through the modification of their chemical structure, by their conversion into salts and/or ionic liquids (ILs). This work aimed at producing new biomaterials for topic applications incorporating antioxidant and anti-inflammatory compounds. To this end, the cholinium cation was conjugated with anions derived from phenolic acids and afterwards were incorporated into bacterial cellulose (BC) membranes. All materials were characterized through Fourier transform infrared spectroscopy with attenuated total reflection (FTIR-ATR), solid nuclear magnetic ressonance (NMR), X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetry (TGA) and mechanical tests. Then, controlled release assays were carried out, and antioxidant assays, followed by biological assays to evaluate their citotoxicity and anti-inflammatory properties. The chemical and physical characterization of the obtained membranes it was possible to conclude that the ILs were incorporated into the BC network while maintaining its crystalline structure with only a slight decrease in its mechanical performance and decomposition temperature. The swelling ability of the BC-IL membranes swelling was in agreement with each of the ILs solubility. The dissolution assays for wet membranes reached maximum values of 100% for BC-[Chol][Gal]. The maximum antioxidant values of BC with the incorporated ILs reached were 80% for [Chol][Caf] and [Chol][Gal. The BC-ILs membranes did not affect the maUniversidade de Aveiro2018-07-20T14:01:09Z2016-07-07T00:00:00Z2016-07-072018-07-01T15:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10773/21162TID:201573350engMorais, Eduarda Serrainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-02-22T11:41:41Zoai:ria.ua.pt:10773/21162Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T02:55:43.484795Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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