Interações físico-químicas de sistemas contendo ácido hialurônico e galactomananas e a aplicação como um bioativo

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Martin, Andressa Amado, 1992-
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/65593
Resumo: Orientadora: Profa. Dra. Maria Rita Sierakowski
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spelling Martin, Andressa Amado, 1992-Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em QuímicaSierakowski, Maria Rita, 1953-2021-12-14T10:30:50Z2021-12-14T10:30:50Z2019https://hdl.handle.net/1884/65593Orientadora: Profa. Dra. Maria Rita SierakowskiTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa : Curitiba, 20/09/2019Inclui referências: p. 128-138Resumo: O ácido hialurônico (HA), um exemplo de polissacarídeo, tem aplicação em cosméticos e estética por prevenir e amenizar o envelhecimento da pele, e como preenchimento dérmico. Sabe-se que os custos de obtenção e de purificação tornam o HA caro para a comercialização. Assim, adicionar outro polissacarídeo mais barato, como parcial substituto do HA, caracterizar as interações físicoquímicas desses sistemas e a aplicação como um bioativo foi a proposta deste trabalho. Duas galactomananas (GMs), com diferentes razões Manose/Galactose, foram utilizadas para possíveis interações com o HA, a goma guar (GG) e a de alfarroba (GA). Avaliou-se a possibilidade ou não de sinergia entre os polímeros, por espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) e por reologia, somando-se a ensaios in vitro de citotoxicidade e proliferação celular. Primeiramente, as amostras de HA, GA e GG e algumas misturas foram analisadas pela técnica de cromatografia por exclusão de tamanho (SEC). Os biopolímeros isolados foram caracterizados como polidispersos com valores de massa molar ponderal média (Mw x 106, em g mol-1) de 15,4 para o HA, 2,17 para a GA e 3,15 para a GG. Nas misturas observou-se que as interações físicoquímicas foram dentro do perfil da polidispersão dos polissacarídeos envolvidos. Por RMN, as estruturas químicas das GMs foram diferenciadas, as interações com o HA foram estudadas por espectros de NOESY que evidenciaram interconectividade de hidrogênios, entre o H-1 da unidade de ácido glucurônico presente no HA com o H-5 da unidade de manose da cadeia principal das GMs. Também, verificou-se o alargamento no deslocamento do grupamento metil das unidades de N-acetilglucosamina da estrutura do HA nas misturas, quando comparados com o espectro do HA isolado. Os polissacarídeos isolados e as misturas HA:GA e HA:GG a 50:50, 60:40, 70:30 e 80:20 (%, m/m) a 25 g L-1, além das amostras de HA de uso comercial como preenchedores dérmicos (HAC20 e HAC30) foram analisados por reologia, nos regimes não oscilatório e oscilatório e por modelos matemáticos. Os resultados e as interpretações mostraram que os fluidos têm caráter pseudoplástico que é interessante nas aplicações de soluções injetáveis, no caso de preenchimentos dérmicos, por facilitarem a injeção, onde o fluido tem menor viscosidade durante o cisalhamento na agulha, causando menor dor no paciente. O HA foi mais viscoso do que as GMs, e as misturas com a GA mostraram interações inter-cadeias mais fortes e emaranhamento quando comparadas com a GG. Observou-se dependência das quantidades de unidades de galactose e das regiões de ramificação na cadeia principal das GMs para a sinergia com o HA e resposta viscoelástica. A partir de estudos in vitro foi possível afirmar que as amostras têm potencial de aplicações para concentrações de até 50 ^g mL-1, com ou sem a adição da melatonina, um fármaco contra radicais livres e antioxidante, cujas respostas foram acompanhadas por análises da atividade mitocondrial e proliferação celular. Com a substituição de até 50% de HA por GM, os sistemas mostraram ter potenciais para novos produtos pelos comportamentos físicoquímicos, respostas em cultivo celular in vitro e pela diminuição dos custos. Palavras-chave: Ácido hialurônico. Polissacarídeo. Galactomanana. Guar. Alfarroba.Abstract: Hyaluronic acid (HA) is a polysaccharide used in cosmetics and aesthetics for preventing skin aging and as a dermal filler. The costs of obtaining and purifying are known to make HA expensive. Thus, add a cheapest polysaccharide as partial substitute for HA, characterize the physical chemical interactions of these systems and the application as a bioactive product was the purpose of this work. Guar gum (GG) and locust bean (GA) are galactomannans (GMs) with different Mannose/Galactose ratios were used for possible interactions with HA. The possibility of synergy or not between the polymers was evaluated by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) and rheology, beyond in vitro assays of cytotoxicity and cell proliferation. First, HA, GA and GG samples and their mixtures were analyzed by size exclusion chromatography (SEC) technique. The biopolymers were characterized as polydispersed with average weight molar mass (Mw x 106 g mol-1) of 15.4 for HA, 2.17 for GA and 3.15 for GG. In the mixtures, it was observed that the physical chemical interactions were within the polydispersion profile of the polysaccharides involved. By NMR spectra, the chemical structures of GMs were differentiated and interactions with HA were studied by NOESY spectra showing hydrogen interconnectivity between H-1 of the glucuronic acid unit present in HA and H-5 of the mannose unit. In addition, the peaks of the methyl group of HA in the mixture were less broad than for the isolated HA. The isolated polysaccharides, also ratio mixtures for HA:GA and HA:GG at 50:50, 60:40, 70:30 and 80:20 (% w/w) at 25 g L-1, in addition to HA commercial samples used as dermal fillers (HAC20 and HAC30) were analyzed by rheology, non-oscillatory,oscillatory regimes and mathematical models. The results showed that the fluids have pseudoplastic character. This behavior presents a very interesting result for dermal fillers application facilitates the injection, because the fluid has lower viscosity during needle shear, causing less pain in the patient. HA was more viscous than GMs and mixtures with GA showed stronger interchain interactions and entanglement when compared to GG. Dependence on the amounts of galactose units and branching regions in the main chain of GMs was observed for HA synergy and viscoelastic response. In vitro studies confirm that is possible that samples have potential applications for concentrations until 50 pg mL-1, with or without the addition of melatonin, a free radical and antioxidant drug, whose responses were accompanied by activity analyzes, mitochondrial and cell proliferation. By replacing up to 50% HA with GM, the systems showed to have potential for new products by physical chemical behaviors, in vitro cell culture responses and lower costs. Keywords: Hyaluronic acid. Polysaccharide. Galactomannan. Guar. Locust.149 p. : PDF.application/pdfÁcidosÁcido HialurônicoPolissacarideosGalactomananaQuímicaInterações físico-químicas de sistemas contendo ácido hialurônico e galactomananas e a aplicação como um bioativoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - ANDRESSA AMADO MARTIN.pdfapplication/pdf38791493https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/65593/1/R%20-%20T%20-%20ANDRESSA%20AMADO%20MARTIN.pdf432beb52ef1d695db677446f01593887MD51open access1884/655932021-12-14 07:30:50.64open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/65593Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082021-12-14T10:30:50Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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