Estudo de filmes finos e de nanopartículas obtidos pela auto-associação de copolímeros em bloco e sua interação com um oligo/polissacarídeo

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Porto, Ledilege Cucco
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/94886
Resumo: Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Quimica, Florianópolis, 2011
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spelling Estudo de filmes finos e de nanopartículas obtidos pela auto-associação de copolímeros em bloco e sua interação com um oligo/polissacarídeoQuimicaCopolímerosFilmes finosNanopartículasFinasteridaTese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Quimica, Florianópolis, 2011Este trabalho descreve a microseparação de fases em estado sólido do filme preparado a partir de um copolímero em bloco composto do bloco poli(2-(metacriloiloxi)etilfosforilcolina), um bloco altamente biocompatível, e do bloco Poli(2-(diisopropilamina) metacrilato de etila), sensível ao pH. A auto-associação em solução do copolímero a base de poliestireno (PS) e de poliácido acrílico (PAA) e sua decoração com quitosana foram estudados, verificando a sua habilidade para incorporar e liberar o fármaco finasterida, um fármaco inibidor da enzima 5-alfa-redutase, que tem sido recomendada para o tratamento de alopécia androgenética. A morfologia de filmes de PMPC30-b-PDPA60 foi analisada utilizando SAXS e (S)TEM. Os filmes preparados pelo método casting a partir de soluções em etanol exibem uma morfologia cilíndrica, que sofre uma transição do tipo ordem-ordem sob tratamento térmico a 170°C, resultando em uma estrutura lamelar que coexiste com uma menor proporção de cilindros organizados em uma fase hexagonal compacta. Por outro lado, filmes do copolímero preparados em metanol não sofrem a mesma transição morfológica, obtendo-se estruturas pobremente organizadas, independente do tratamento térmico. Finalmente, estruturas lamelares são obtidas diretamente a partir de uma solução aquosa a pH 4, sem necessidade de tratamento térmico. Estes sistemas oferecem uma nova alternativa para a fabricação de estruturas lamelares que consiste de um material biomimético e anti-incrustante, expandindo a gama de possibilidades no campo de engenharia macromolecular. Outra estratégia adotada neste trabalho foi baseada no desenvolvimento de nanopartículas organizadas com propriedades de superfície biocompatíveis, formadas por vesículas poliméricas negativamente carregadas, a base de copolímeros em bloco de poliestireno (PS) e poli(ácido acrílico) (PAA), decoradas com quitosana, um polissacarídeo de carga oposta. A adsorção da quitosana com duas massas moleculares distintas (quitosana oligossacarídeo e quitosana de baixa massa molecular) sobre a superfície opostamente carregada de nanopartículas de PS139-b-PAA17 e PS404-b-PAA63 foi demonstrada por medidas de espalhamento de luz dinâmico, potencial zeta e caracterização morfológica. Na presença de quitosana, o potencial zeta das nanopartículas (na forma de vesículas poliméricas) torna-se positivo. Este resultado foi interpretado em termos de interações eletrostáticas, que induz a adsorção das cadeias de quitosana sobre a superfície das nanopartículas. Resultado que foi confirmado por observações comparativas a partir de técnicas microscópicas. Vesículas poliméricas decoradas ou não com diâmetros inferiores a 200 nm e com uma estreitafaixa de distribuição de tamanho foram obtidas para todos os sistemas investigados. O efeito da decoração das nanopartículas com quitosana sobre a permeação cutânea da finasterida, incorporada na parede hidrofóbica das vesículas poliméricas também foi avaliado. A permeação cutânea da finasterida foi estimada por parâmetros de permeabilidade, como fluxo, tempo de latência e coeficiente de permeabilidade do fármaco através de peles de orelha suína (modelo in vitro). Foi observada uma melhora na permeação da finasterida a partir do sistema nanoparticulado, especialmente para nanopartículas decoradas com quitosana. Nanopartículas preparadas pelo copolímero PS404-b-PAA63 decorado com quitosana demonstrou ser o sistema mais apropriado uma vez que promoveu uma maior retenção do fármaco na pele e baixos valores de fluxo de permeação, sugerindo que o sistema fornece uma alternativa como veiculo de liberação transdérmica para finasterida.This work describes the microphase separation in bulk of an diblock copolymer comprising a highly biocompatible poly[2- (methacryloyloxy)ethyl phosphorylcholine] block and a pH-sensitive poly[2-(diisopropylamino) ethyl methacrylate] block (PMPC-b-PDPA). The self-assembly of an amphiphilic diblock copolymer based on polystyrene (PS) and poly(acrylic acid) (PAA) was studied in terms of their decoration with the chitosan, verifying their ability to incorporate and transdermally release the drug finasteride, a steroidal molecule 5-alpha-reductase inhibitor that has been recommended for the treatment of androgenetic alopecia. The morphology of PMPC30-b-PDPA60 films was analyzed using SAXS and (S)TEM. PMPC30-b-PDPA60 films cast from ethanol solution at room temperature exhibit a thermodynamically quasi-stable cylindrical morphology, which undergoes an order-order transition upon thermal annealing at 170 oC: the resulting lamellar structure coexists with a minor proportion of cylinders organized into a hexagonal compact phase. In contrast, copolymer films cast from methanol do not undergo the same morphological transition. Instead, short-range liquidlike structures are obtained regardless of the annealing processes. Finally, direct self-assembly to form a lamellar morphology at room temperature can be achieved by solvent-casting from aqueous solution at pH 4. These systems offer a new alternative for the fabrication of lamellar structures in which one layer is biomimetic and non-fouling, expanding the range of possibilities in the macromolecular engineering field. Another strategy adopted in this work was based on the development of well-organized nanoparticles with nature-bioinspired surface properties, formed between negatively charged polymersomes based on polystyrene (PS) and poly(acrylic acid) (PAA) block copolymers decorated with chitosan, an oppositely charged polysaccharide. The role of chitosan with two distinct molecular weights (chitosan oligosaccharide and low molecular weight chitosan) adsorption on the surface of oppositely charged PS139-b-PAA17 and PS404-b-PAA63 nanoparticles were demonstrated by dynamic light scattering measurements, zeta potential and morphological characterization. In the presence of chitosan, the zeta potential of polymersomes becomes positive. This result was interpreted in terms of electrostatic interactions, which induce a flat adsorption of the chitosan on the surface of the polymersomes. This result was further confirmed by a comparative observation by microscopy of bare and chitosandecorated polymersomes. Polymersomes with a diameter < 200 nm and a relatively narrow size distribution were obtained for both systems. The effect of chitosan decoration of self-assembled nanoparticles on skin penetration in vitro of finasteride was also evaluated, once incorporated in the wall hydrophobic of polymersomes. The skin permeation through pig ear skin of finasteride was estimated by the permeability parameters such as flux, lag time and permeability coefficient of finasteride. An improved permeation of finasteride from the nanoparticle system was observed, especially from nanoparticles decorated with chitosan. The PS404-b-PAA63 polymersome decorated with chitosan seems to be the most appropriate system since it provided higher drug retention in skin and low permeation flux values, suggesting that the PS-b-PAA/chitosan system provides an alternative for transdermal drug delivery system of finasteride.Soldi, ValdirBorsali, RedouaneUniversidade Federal de Santa CatarinaPorto, Ledilege Cucco2012-10-25T17:33:38Z2012-10-25T17:33:38Z2012-10-25T17:33:38Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis171 p.| il., grafs., tabs.application/pdf292886http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/94886porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2013-05-02T13:42:10Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/94886Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732013-05-02T13:42:10Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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