Síntese e Caracterização de Hidrogéis Baseados em Goma Xantana e Quitosana para a Liberação Controlada de Vitamina B12.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG |
Texto Completo: | http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/3695 |
Resumo: | Este trabalho contempla a síntese e caracterização de hidrogéis baseados em polissacarídeos naturais Goma Xantana (GX) e Quitosana (QTS). Previamente à síntese dos hidrogéis, os polissacarídeos nativos foram quimicamente modificados com metacrilato de glicidila (GMA) a fim de introduzir grupamentos vinílicos na estrutura da GX e QTS, visando viabilizar a reação de reticulação química com a N’N’-dimetilacrilamida (DMA), o que resulta na formação de hidrogéis químicos. A modificação química foi caracterizada por análise de espectroscopia de absorbância na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Para a síntese de hidrogéis químicos, utilizou-se diferentes proporções dos polissacarídeos e do espaçador DMA. Após a síntese dos hidrogéis, estudou-se o mecanismo de intumescimento em água destilada, selecionando-se assim as formulações GXA3, GXA4, GXA5, GXA6, QTSA3, QTSA4 e QTSA5 que apresentaram menor fragilidade e menor grau de reticulação para ensaios de intumescimento em soluções tampão 1,2 e 6,8, a fim de investigar se os materiais sintetizados apresentaram comportamento pH-responsivo. Observou-se que os hidrogéis baseados em GX com formulação GXA3 e GXA6 obtiveram maiores resultados de grau de intumescimento (GI) em solução de pH 6,8 (aproximadamente 13 g g-1 e 15,3 g g-1 , respectivamente) que em pH 1,2 (GI de 10 g g-1 e 13 g g-1 ), devido a ionização dos grupamentos carboxila (-COO- ) presentes na estrutura do polissacarídeo. Os hidrogéis baseados em QTS apresentaram comportamento inverso, obtendo maiores valores de GI em solução tampão de pH 1,2 (3,44 g g-1 para QTSA4 e 3,49 g g-1 para QTSA5) do que em pH 6,8 (2,98 g g-1 e 2,80 g g-1 ), já que apresenta grupamentos amina (-NH2) em sua estrutura. Desta forma foi possível concluir que os hidrogéis produzidos apresentaram potencial para serem utilizados dispositivos de liberação de fármacos. Em virtude dos melhores resultados obtidos, os hidrogéis baseados em GX seguiram para ensaios de liberação controlada de vitamina B12 (VB12) em sistema gastrointestinal simulado. Desta forma, os hidrogéis de formulação GXA5 (50,0 mg de GXm e 0,20 mL de DMA) e GXA6 (50,0 mg de GXm e 0,25 mL de DMA) foram carregados com VB12 mediante intumescimento em solução na concentração de 100 µg mL-1 e, uma vez secos, os ensaios de liberação foram realizados por intumescimento em sistema tamponado nos pHs 1,2 e 6,8, com a determinação de VB12 liberada em intervalos de tempo definidos, até um total de 10h. A partir dos ensaios, observou-se que o hidrogel de formulação GXA6 apresentou características favoráveis para a aplicação como veículo para liberação controlada de VB12 no intestino, já que obteve maior porcentagem de liberação acumulativa em pH 6,8 (aproximadamente 17%) que em pH 1,2 (aproximadamente 13%) e uma liberação mais controlada em solução 6,8, de forma a liberar menores quantidades do fármaco por intervalo de tempo. |
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Síntese e Caracterização de Hidrogéis Baseados em Goma Xantana e Quitosana para a Liberação Controlada de Vitamina B12. 2022. Dissertação. (Mestrado em Química) - Universidade Estadual de Ponta Grossa. Ponta Grossa. 2022.http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/3695Este trabalho contempla a síntese e caracterização de hidrogéis baseados em polissacarídeos naturais Goma Xantana (GX) e Quitosana (QTS). Previamente à síntese dos hidrogéis, os polissacarídeos nativos foram quimicamente modificados com metacrilato de glicidila (GMA) a fim de introduzir grupamentos vinílicos na estrutura da GX e QTS, visando viabilizar a reação de reticulação química com a N’N’-dimetilacrilamida (DMA), o que resulta na formação de hidrogéis químicos. A modificação química foi caracterizada por análise de espectroscopia de absorbância na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Para a síntese de hidrogéis químicos, utilizou-se diferentes proporções dos polissacarídeos e do espaçador DMA. Após a síntese dos hidrogéis, estudou-se o mecanismo de intumescimento em água destilada, selecionando-se assim as formulações GXA3, GXA4, GXA5, GXA6, QTSA3, QTSA4 e QTSA5 que apresentaram menor fragilidade e menor grau de reticulação para ensaios de intumescimento em soluções tampão 1,2 e 6,8, a fim de investigar se os materiais sintetizados apresentaram comportamento pH-responsivo. Observou-se que os hidrogéis baseados em GX com formulação GXA3 e GXA6 obtiveram maiores resultados de grau de intumescimento (GI) em solução de pH 6,8 (aproximadamente 13 g g-1 e 15,3 g g-1 , respectivamente) que em pH 1,2 (GI de 10 g g-1 e 13 g g-1 ), devido a ionização dos grupamentos carboxila (-COO- ) presentes na estrutura do polissacarídeo. Os hidrogéis baseados em QTS apresentaram comportamento inverso, obtendo maiores valores de GI em solução tampão de pH 1,2 (3,44 g g-1 para QTSA4 e 3,49 g g-1 para QTSA5) do que em pH 6,8 (2,98 g g-1 e 2,80 g g-1 ), já que apresenta grupamentos amina (-NH2) em sua estrutura. Desta forma foi possível concluir que os hidrogéis produzidos apresentaram potencial para serem utilizados dispositivos de liberação de fármacos. Em virtude dos melhores resultados obtidos, os hidrogéis baseados em GX seguiram para ensaios de liberação controlada de vitamina B12 (VB12) em sistema gastrointestinal simulado. Desta forma, os hidrogéis de formulação GXA5 (50,0 mg de GXm e 0,20 mL de DMA) e GXA6 (50,0 mg de GXm e 0,25 mL de DMA) foram carregados com VB12 mediante intumescimento em solução na concentração de 100 µg mL-1 e, uma vez secos, os ensaios de liberação foram realizados por intumescimento em sistema tamponado nos pHs 1,2 e 6,8, com a determinação de VB12 liberada em intervalos de tempo definidos, até um total de 10h. A partir dos ensaios, observou-se que o hidrogel de formulação GXA6 apresentou características favoráveis para a aplicação como veículo para liberação controlada de VB12 no intestino, já que obteve maior porcentagem de liberação acumulativa em pH 6,8 (aproximadamente 17%) que em pH 1,2 (aproximadamente 13%) e uma liberação mais controlada em solução 6,8, de forma a liberar menores quantidades do fármaco por intervalo de tempo.This work contemplates the synthesis and characterization of hydrogels based on natural polysaccharides Xanthan Gum XG) and Chitosan (CTS). Prior to the synthesis of the hydrogels, the native polysaccharides were chemically modified with glycidyl methacrylate (GMA) to introduce vinyl groups in the structure of the XG and CTS, to enable the chemical crosslinking reaction with N'N'-dimethylacrylamide (DMA), which results in the formation of chemical hydrogels. The chemical modification was characterized by analysis of absorbance spectroscopy in the infrared region with Fourier transform (FTIR). For the synthesis of chemical hydrogels, different proportions of polysaccharides and the DMA spacer were used. After the synthesis of the hydrogels, the swelling mechanism in distilled water was studied, thus selecting the formulations XGA3, XGA4, XGA5, XGA6, CTSA3, CTSA4 and CTSA5, which showed lower fragility and lower degree of crosslinking for swelling tests in 1.2 and 6.8 buffer solutions, to investigate whether the synthesized materials showed pH-responsive behavior. It was observed that the hydrogels based on XG with the formulation XGA3 and XGA6 obtained higher results in the degree of swelling (SW) in a pH 6.8 solution (approximately 13 g g-1 and 15.3 g g-1 , respectively) than at pH 1.2 (SW of 10 g g-1 and 13 g g-1 ), due to the ionization of the carboxyl groups (-COO- ) present in the polysaccharide structure. The hydrogels based on CTS showed the opposite behavior, obtaining higher SW values in a buffer solution of pH 1.2 (3.44 g g-1 for CTSA4 and 3.49 g g-1 for CTSA5) than in pH 6.8 (2.98 g g-1 and 2.80 g g-1 ), as it has amine groups (-NH2) in its structure. In this way, it was possible to conclude that the hydrogels produced had the potential to be used as drug delivery devices. Due to the better results obtained, the hydrogels based on XG followed the assays of controlled release of vitamin B12 (VB12) in a simulated gastrointestinal system. Thus, the hydrogels of formulation XGA5 (50.0 mg of XGm and 0.20 mL of DMA) and XGA6 (50.0 mg of XGm and 0.25 mL of DMA) were loaded with VB12 by swelling in solution at the concentration of 100 µg mL-1 and, once dry, the release tests were performed by swelling in a buffered system at pHs 1.2 and 6.8, with the determination of VB12 released at defined time intervals, up to a total of 10 am From the asays, it was observed that the hydrogel of formulation XGA6 presented favorable characteristics for application as a vehicle for controlled release of VB12 in the intestine, since it obtained a higher percentage of cumulative release at pH 6.8 (approximately 17%) than in pH 1.2 (approximately 13%) and a more controlled release in solution 6.8, in order to release smaller amounts of the drug per time interval.Submitted by arlindo kohlrausch (ajfk@uepg.br) on 2022-08-19T18:45:06Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação Francielle Lopes.pdf: 11069997 bytes, checksum: de5d795c58114a0f2b857019e0b01c24 (MD5)Made available in DSpace on 2022-08-19T18:45:06Z (GMT). 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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA hidrogel goma xantana quitosana vitamina B12 liberação controlada hydrogel xanthan gum chitosan vitamin B12 controlled release |
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hidrogel goma xantana quitosana vitamina B12 liberação controlada hydrogel xanthan gum chitosan vitamin B12 controlled release |
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Este trabalho contempla a síntese e caracterização de hidrogéis baseados em polissacarídeos naturais Goma Xantana (GX) e Quitosana (QTS). Previamente à síntese dos hidrogéis, os polissacarídeos nativos foram quimicamente modificados com metacrilato de glicidila (GMA) a fim de introduzir grupamentos vinílicos na estrutura da GX e QTS, visando viabilizar a reação de reticulação química com a N’N’-dimetilacrilamida (DMA), o que resulta na formação de hidrogéis químicos. A modificação química foi caracterizada por análise de espectroscopia de absorbância na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Para a síntese de hidrogéis químicos, utilizou-se diferentes proporções dos polissacarídeos e do espaçador DMA. Após a síntese dos hidrogéis, estudou-se o mecanismo de intumescimento em água destilada, selecionando-se assim as formulações GXA3, GXA4, GXA5, GXA6, QTSA3, QTSA4 e QTSA5 que apresentaram menor fragilidade e menor grau de reticulação para ensaios de intumescimento em soluções tampão 1,2 e 6,8, a fim de investigar se os materiais sintetizados apresentaram comportamento pH-responsivo. Observou-se que os hidrogéis baseados em GX com formulação GXA3 e GXA6 obtiveram maiores resultados de grau de intumescimento (GI) em solução de pH 6,8 (aproximadamente 13 g g-1 e 15,3 g g-1 , respectivamente) que em pH 1,2 (GI de 10 g g-1 e 13 g g-1 ), devido a ionização dos grupamentos carboxila (-COO- ) presentes na estrutura do polissacarídeo. Os hidrogéis baseados em QTS apresentaram comportamento inverso, obtendo maiores valores de GI em solução tampão de pH 1,2 (3,44 g g-1 para QTSA4 e 3,49 g g-1 para QTSA5) do que em pH 6,8 (2,98 g g-1 e 2,80 g g-1 ), já que apresenta grupamentos amina (-NH2) em sua estrutura. Desta forma foi possível concluir que os hidrogéis produzidos apresentaram potencial para serem utilizados dispositivos de liberação de fármacos. Em virtude dos melhores resultados obtidos, os hidrogéis baseados em GX seguiram para ensaios de liberação controlada de vitamina B12 (VB12) em sistema gastrointestinal simulado. Desta forma, os hidrogéis de formulação GXA5 (50,0 mg de GXm e 0,20 mL de DMA) e GXA6 (50,0 mg de GXm e 0,25 mL de DMA) foram carregados com VB12 mediante intumescimento em solução na concentração de 100 µg mL-1 e, uma vez secos, os ensaios de liberação foram realizados por intumescimento em sistema tamponado nos pHs 1,2 e 6,8, com a determinação de VB12 liberada em intervalos de tempo definidos, até um total de 10h. A partir dos ensaios, observou-se que o hidrogel de formulação GXA6 apresentou características favoráveis para a aplicação como veículo para liberação controlada de VB12 no intestino, já que obteve maior porcentagem de liberação acumulativa em pH 6,8 (aproximadamente 17%) que em pH 1,2 (aproximadamente 13%) e uma liberação mais controlada em solução 6,8, de forma a liberar menores quantidades do fármaco por intervalo de tempo. |
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