Aplicação em Química Medicinal da Simulação Computacional 3D de Nanomateriais Poliméricos para o desenvolvimento de “Drug Delivery Systems”

• Autor(a) principal: Martins, Nélson Vasco Dias Ferreira
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/7800
• topic: Celulose Microfibrilada; Celulose Nanofibrilada; Estruturas Poliméricas Porosas 3d; Nanomateriais; Simulação Computacional; Sistemas de Entrega de Fármacos; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Química

O desenvolvimento de sistemas de entrega de fármacos é uma das áreas de Química Medicinal com as aplicações mais promissoras e que beneficia de uma abordagem multidisciplinar incluindo nanotecnologia, modelação computacional e análise de imagem. O planeamento experimental permitiu obter sistemas de entrega inovadores e com cinéticas de libertação diferentes, a partir da combinação de diferentes unidades estruturais poliméricas. Produziram-se e caracterizaram-se estruturas obtidas a partir da celulose, com fibrilações na escala micro (CMF) e nano (CNF), e estruturas álcool polivinílico (PVA) obtidas por “electrospinning”. Desenvolveu-se uma metodologia de tratamento de imagem que se aplicou às imagens obtidas por microscopia eletrónica de varrimento (MEV), permitindo identificar as características chave e os critérios de análise de imagem para obtenção das dimensões das fibras e dos poros das estruturas, nas diferentes escalas. As propriedades morfológicas na escala micro, em suspensão fibrosa, foram também determinadas utilizando um equipamento designado por “Morfi”, sendo que o diâmetro médio das fibras de CMF em suspensão foi de 20 µm. Além da caracterização estrutural, incluindo a espessura e a porosidade das estruturas, determinou-se a sua hidrofobicidade das estruturas de CMF através do ângulo de contacto, com valores que variam entre 47º e 56º. Os resultados provenientes dos métodos de análise de imagem 2D para as dimensões das fibras utilizaram-se como dados de entrada para formar a estrutura 3D no simulador computacional. A validação foi feita comparando os valores de porosidade das estruturas obtidas por simulação computacional com as estruturas reais, utilizando o mesmo procedimento para o seu tratamento e análise. O estudo da cinética da libertação do fármaco Diclofenac provou que sistemas de entrega de fármacos com porosidades diferentes têm cinéticas de libertação diferentes. Conclui-se que se pode utilizar a metodologia de análise de imagem apresentada neste trabalho, juntamente com a simulação computacional, para otimizar a porosidade de nanomateriais porosos, de forma a otimizar o transporte de moléculas terapêuticas.