Material polimérico nanoestruturado para a liberação pH-responsiva da curcumina

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Fidalgo, Ana Carolina Domingues
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/241117
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2022.
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Nesse trabalho, foram desenvolvidos dispositivos de liberação compostos pelo polímero comercial poli(metil vinil éter -alt- anidrido maleico) (PMVE-AM) funcionalizado com grupos 1-(3-aminopropil)-imidazol (APIM) e surfactante catiônico cetiltrimetilamônio (CTAB) para o encapsulamento e a liberação pH-responsiva da curcumina. A curcumina foi caracterizada por espectrofotometria de absorção no UV-Vis e por espectroscopia de fluorescência em diferentes solventes. O coeficiente de absortividade molar determinado para a curcumina solubilizada em etanol foi de 53,7x103 L mol-1 cm-1. O polímero funcionalizado (PMVEAIM) foi caracterizado por espectroscopia no infravermelho, ressonância magnética nuclear de 1H, titulação potenciométrica e análise elementar (CHN). A auto-organização do polímero foi observada na presença do surfactante CTAB e o aparecimento de microambientes apolares foi analisada a partir de espectros de emissão de fluorescência utilizando o pireno como sonda fluorescente em função da concentração de CTAB. A formação dos agregados foi mais expressiva em pH 9 e 6 do que em pH 3, porém em todas as condições foi observado um valor de concentração agregacional crítica (cac) menor do que o valor de concentração micelar crítica (cmc) do CTAB. Os sistemas de liberação nanoestruturados baseados em complexos polímero/surfactante foram obtidos na ausência e na presença de curcumina. Os tamanhos médios e os potenciais zeta das nanopartículas foram medidos por Espalhamento Dinâmico de Luz (DLS) em diferentes condições. Em pH 7, as partículas contendo curcumina apresentam tamanho médio entre 200 - 300 nm e -23,3 mV. A quantidade de curcumina encapsulada foi calculada através de espectros de absorção UV-Vis, pelo coeficiente de absortividade molar obtido e a lei de Lambert-Beer. A concentração de curcumina nas partículas foi de 4,7x10-4 mol L-1. As cinéticas de degradação da curcumina em suas formas livre e encapsulada foram realizadas, em pH 3, 7 e 9, por espectrofotometria de absorção no UV-Vis. Pelos espectros foi possível constatar que a curcumina apresenta baixa taxa de degradação quando encapsulada e, ainda, apresenta maior estabilidade em ambientes ácidos. Os ensaios de liberação da curcumina foram realizados em pH 3 e 7, mostrando uma liberação máxima de 27 % em pH 3 e de 70 % em pH 7, evidenciando um sistema de liberação pH-responsivo. Uma vez que a liberação mais eficiente ocorre em ambientes neutros, o dispositivo desenvolvido pode atuar em tratamentos de tumores na região do cólon.Abstract: Curcumin is the main active agent present in turmeric rhizomes (Curcuma longa) and has numerous therapeutic properties, among them anti-inflammatory and anticancer. However, its application is limited due to its low solubility in water. Thus, sustained drug delivery systems are used to increase its solubility in aqueous media and, consequently, increase its absorption by the body and its time of circulation through the bloodstream. In this work, release devices were composed by the commercial polymer poly(methyl vinyl ether -alt- maleic anhydride) (PMVE-AM) functionalized with groups 1-(3-aminopropyl)-imidazole (APIM) and cationic surfactante cetyltrimethylammoniun (CTAB) for encapsulation and pH-responsive release of curcumin. Curcumin was characterized by UV-Vis absorption spectrophotometry and fluorescence spectroscopy in different solvents. The molar absorption coefficient determined for curcumin solubilized in ethanol was 53,7x103 L mol-1 cm-1. The functionalized polymer (PMVEAIM) was characterized by infrared spectroscopy, 1H nuclear magnetic resonance, potentiometric titration and elemental analysis (CHN). The self-assembly of the polymer was observed in the presence of the CTAB and the appearance of apolar microdomains was analyzed from fluorescence spectra using pyrene as a fluorescent probe in the function of CTAB concentration. Aggregate formation was more expressive at pH 9 and 6 than at pH 3, however, in all conditions, it was observed a critical aggregation concentration (cac) value lower than the critical micelle concentration (cmc) value of CTAB. Nanostructured release systems based on polymer/surfactant complexes were obtained in the absence and presence of curcumin. The average sizes and zeta potentials of the nanoparticles were measured by Dynamic Light Scattering (DLS) under different conditions. At pH 7, the particles containing curcumin present average size between 200 - 300 nm and zeta potential of -23.3 mV. The amount of encapsulated curcumin was calculated using UV-Vis absorption spectra, by the molar abpsorption coefficient obtained and Lambert-Beer law. The concentration of curcumin in the particles was 4,5x10-4 mol L-1. The kinetics of degradation of curcumin in its free and encapsulated forms were performed, at pH 3, 7 and 9, by absorption spectrophotometry in the UV-Vis. It was possible to observe by the spectra that curcumin presents low degradation rate when encapsulated and also presents greater stability in acidic environments. Curcumin release assays were performed at pH 3 and 7, showing a maximum release of 27% at pH 3 and 70 % at pH 7, evidencing a pH-responsive release system. Since the most efficient release occurs in neutral environments, the device developed can act in the treatment of tumors in the colon region.Gerola, Adriana PassarellaUniversidade Federal de Santa CatarinaFidalgo, Ana Carolina Domingues2022-10-21T17:05:22Z2022-10-21T17:05:22Z2022info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis97 p.| il., gráfs.application/pdf378790https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/241117porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-10-21T17:05:22Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/241117Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732022-10-21T17:05:22Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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