Incorporação de própolis em nanodispositivos biopoliméricos visando à aplicação biomédica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Hochheim, Sabrina
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/84013
Resumo: Orientadora: Prof.a Dr.ª Izabel C. Riegel Vidotti
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spelling Oliveira, Carolina Camargo de, 1979-Silva, Bruno José Gonçalves da, 1982-Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em QuímicaRiegel-Vidotti, Izabel CristinaHochheim, Sabrina2023-08-21T13:56:15Z2023-08-21T13:56:15Z2023https://hdl.handle.net/1884/84013Orientadora: Prof.a Dr.ª Izabel C. Riegel VidottiCoorientadores: Prof.ª Dr.a Carolina Camargo de Oliveira, Prof. Dr. Bruno José Gonçalves da SilvaTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa : Curitiba, 24/01/2023Inclui referênciasÁrea de concentração: Físico-QuímicaResumo: A própolis é uma substância resinosa produzida pelas abelhas a partir de exsudatos que elas coletam de plantas. Devido às suas atividades curativas, a própolis é utilizada desde a civilização antiga até hoje, e ocupa um lugar de destaque dentre os produtos naturais. Um dos problemas da própolis é a sua baixa solubilidade em meio aquoso, o que dificulta o seu aproveitamento terapêutico. Nesta tese de doutorado foram desenvolvidos nanodispositivos (nanofibras e nanogéis) para incorporação de própolis, melhorando assim a sua biodisponibilidade. Foi estudado e utilizado um extrato de própolis (EP) obtido com diclorometano, com a finalidade de concentrar sua fração apolar, rica em compostos terpênicos, responsáveis pelo odor agradável da própolis. No EP, através da técnica de GC-MS foi possível identificar 27 moléculas pertencentes à classe dos terpenos. A concentração inibitória média (IC50 da própolis foi determinada utilizando testes in vitro de vermelho neutro (VN) e cristal violeta (CV). Para as células Balb/3T3 a IC50 foi de 61,78 µg mL-1 e para as células B16-F10 a IC50 foi de 36,15 µg mL-1. Assim, pôde-se estabelecer concentrações seguras da fração de própolis que foram utilizadas nos ensaios de migração celular (scratch assay). Na concentração de 15 µg mL-1, a própolis provou interferir na migração de células B16-F10, enquanto para células Balb/3T3 não foram vistas diferenças em relação aos controles utilizados. Na segunda parte desse trabalho foram desenvolvidas nanofibras utilizando zeína e própolis pela técnica de electrospinning. A zeína é um biopolímero proteico que possui muitos sítios hidrofóbicos, ideais para a encapsulação de ativos de baixa polaridade como a própolis. Assim, foram feitas caracterizações físicoquímicas que evidenciaram a boa interação entre os materiais. Isso favoreceu a obtenção de fibras em tamanhos nanométricos, que passaram por tratamento térmico para a sua estabilização (annealing) e em seguida, foram completamente caracterizadas. As fibras foram feitas inicialmente com zeína a 30% (m/v) em etanol 90% (v/v) (z30) e após, diferentes concentrações de própolis (5 a 25% m/m) foram adicionadas às soluções de partida (z30p5, z30p10, z30p15, z30p20 e z30p25). Em seguida, as fibras foram testadas quanto à sua biocompatibilidade utilizando os ensaios de MTT e VN frente às células Balb/3T3 e B16-F10. As fibras provaram ser compatíveis com as células Balb/3T3 até a concentração de própolis de 20% (z30p20). Já para as células B16-F10 a partir da concentração de 10% (z30p10) houve um decaimento significativo na viabilidade celular. O desenvolvimento das fibras mostrou-se bastante promissor para pesquisas subsequentes quanto à atividade antitumoral desse material. Na terceira parte desse trabalho foi desenvolvido um nanogel de alginato de sódio reticulados com Zn2+ para encapsulação do EP. Previamente, o alginato de sódio comercial foi caracterizado por HPSEC e RMN. A técnica de RMN evidenciou maior quantidade de blocos M e assim foi possível otimizar as condições de síntese do nanogel. O tamanho das partículas obtidas ficou em torno de 200 nm e foi possível encapsular cerca de 80% da própolis inicial adicionada à síntese. O perfil de liberação da própolis a partir do nanogel foi estudado em meios com diferentes valores de pH. Foi possível perceber que o EP, devido ao inchamento das cadeias do alginato, tem sua liberação facilitada em meio de pH 7,4. Em meio ácido, a própolis tende a ficar, em parte, retida no nanogel, provavelmente devido à capacidade de gelificação e contração das cadeias do alginato em meio ácido, o que dificulta a sua saída. Esses ensaios provam a capacidade do nanogel de alginato em servir como uma plataforma para liberação programada de ativos. Com esse trabalho foi possível caracterizar o EP e comprovar as suas atividades terapêuticas. Através do entendimento físico-químico sobre a interação entre a própolis e os biopolímeros utilizados, foram desenvolvidos nanodispositivos capazes de fazer a liberação programada da própolis e assim, aumentar a sua biodisponibilidade.Abstract: Propolis is a resinous substance produced by bees from the exudates they collect from plants. Because of its healing activities, propolis has been used since ancient civilization to these days and occupies a prominent place among natural products. One of propolis problems is its low solubility in aqueous medium, which hinders its therapeutic use. In this PhD thesis it was developed nanodevices (nanofibers and nanogels) for propolis incorporation, thus improving its bioavailability. It was studied and used a propolis extract (EP) obtained with dichloromethane, to concentrate its apolar fraction, rich in terpenic compounds, responsible for propolis pleasant odor. By GC-MS technique it was possible to identify 27 molecules belonging to the terpene class in PE. Propolis mean inhibitory concentration (IC50) was determined by neutral red (VN) and crystal violet (CV) in vitro tests. The IC50 for Balb/3T3 cells was 61.78 µg mL-1 and for B16-F10 cells was 36.15 µg mL-1. Thus, it was possible to establish safe propolis concentrations that were used in the cell migration assays (scratch assay). At the concentration of 15 µg mL-1, propolis proved to interfere with B16-F10 cell migration, while for Balb/3T3 cells no differences were observed compared to control. In the second part of this work, nanofibers were developed using zein and propolis by the electrospinning technique. Zein is a protein biopolymer that has many hydrophobic sites, ideal for encapsulation of low polarity actives such as propolis. Thus, physicochemical characterizations showed good interaction between these materials. This favored nano-sized fibers obtention, which underwent thermal treatment for stabilization (annealing) and then were fully characterized. Fibers were first produced with 30 wt% pure zein in 90% (v/v) ethanol (z30) and then different propolis concentrations (5 to 25 wt%) were added to the starting solutions (z30p5, z30p10, z30p15, z30p20 and z30p25). The fibers were then tested for biocompatibility using MTT and VN assays against Balb/3T3 and B16- F10 cells. The fibers proved to be compatible with Balb/3T3 cells up to 20% propolis concentration (z30p20). For B16-F10 cells, at 10% concentration (z30p10) there was a significant decrease in cell viability. The fibers development was very promising for further research on this material antitumor activity. In the third part of this work, a Zn2+ cross-linked sodium alginate nanogel was developed to encapsulate PE. Previously, the commercial sodium alginate was characterized by HPSEC and NMR. The NMR technique showed a higher content of M-blocks and thus it was possible to optimize the nanogel synthesis conditions. The obtained particle size was around 200 nm, and it was possible to encapsulate about 80% of the initial propolis added to the synthesis. Propolis release profile from nanogel was studied in media with different pH. It was possible to observe that the PE, due to alginate chains swelling, had its release facilitated in pH 7.4 medium. In acidic medium, propolis tends to be partly retained in the nanogel, probably due to alginate chains gelling and shrinking capacity in acidic medium, which hinders its exit. These tests proved the alginate nanogels capacity to serve as a platform for actives programmed release. With this work it was possible to characterize the PE and prove its therapeutic activities. Through the physicochemical understanding of propolis and biopolymers interaction, nanodevices capable of propolis programmed release increasing its bioavailability were developed.1 recurso online : PDF.application/pdfPropoleBiocompatibilidadeAlginatosQuímicaIncorporação de própolis em nanodispositivos biopoliméricos visando à aplicação biomédicainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - SABRINA HOCHHEIM.pdfapplication/pdf12632250https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/84013/1/R%20-%20T%20-%20SABRINA%20HOCHHEIM.pdf3aca95e2872768627e5b3bb8d524b59bMD51open access1884/840132023-08-21 10:56:15.777open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/84013Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082023-08-21T13:56:15Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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