Hidroxiapatita associada à nanopartículas de ferrita de cobalto como sistema de liberação controlada de fármaco

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cintra, Cristiane Carneiro Vital
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/28590
Resumo: O objetivo principal deste trabalho foi testar e avaliar compósitos de hidroxiapatita associada à nanopartículas magnéticas de ferrita de cobalto (CoFe 2 O 4 ), como sistema de liberação do antibiótico ciprofloxacina, buscando a caracterização e utilização de um biomaterial, que promova liberação controlada de fármaco, para o tratamento da osteomielite seguida de uma regeneração óssea mais eficaz e em menor tempo. Foram utilizados compósitos preparados com hidroxiapatita comercial HAP-91 ® , fabricada na JHS Laboratório Químico, e hidroxiapatita sintetizada no Laboratório de Síntese de Materiais Cerâmicos (LABSMAC) do Centro de Ciências e Tecnologia da Universidade Federal de Campina Grande, sintetizadas utilizando nanopartículas de CoFe 2 O 4 com o fármaco ciprofloxacina na concentração de 10%. As características físico-químicas dos biomateriais foram analisadas por meio das microscopias eletrônicas de varredura e da difração de raio-x. A confirmação da eficácia do antibiótico em inibir o crescimento bacteriano da cepa utilizada na indução da osteomielite foi testada in vitro. Foram realizados testes de biocompatibilidade in vivo. Após a realização dos testes supracitados, quatro biomateriais foram selecionados para o tratamento de infecção óssea induzida experimentalmente. Para isso, foram utilizados 30 coelhos da raça Nova Zelândia, com aproximadamente 1 ano de idade e peso médio de 3,5 Kg, aleatoriamente distribuídos em cinco grupos com tamanho amostral igual a 6. Em todos os animais foi produzido um orifício córtico-medular na metáfise proximal do úmero para inoculo bacteriano de unidades formadoras de colônia (UFC) de Staphylococcus aureus (cepas isoladas de mastite caprina). Após 15 dias, da inoculação bacteriana, os grupos iniciaram os tratamentos, com o desbridamento e implantação óssea dos biomateriais em procedimento cirúrgico. Em um dos grupos nenhum tipo de biomaterial foi implantado, tendo sido usado como controle. Aos dias 42 após a implantação dos compósitos, foram feitas análises radiográficas das lesões e os animais foram eutanasiados por sobredose anestésica para a coleta de material para estudo histológico e tomografia microcomputadorizada. Os testes realizados com os biomateriais, mostraram que estes são biocompatíveis, degradáveis e eficazes como carreadores de drogas. O quadro de infecção óssea foi induzido com sucesso nos animais, porém os biomateriais não pareceram exercer papel curativo, sendo que ao final do experimento, muitos animais ainda apresentavam um quadro compatível com osteomielite crônica. Com relação à formação óssea, não se observou diferença estatística significativa entre a quantidade de osso formado no grupo controle e nos grupos tratados. Palavras-chave: Biomateriais. Regeneração Óssea. Osteomielite. Hidroxiapatita. Nanopartículas Magnéticas.
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spelling Reis, Emily Correna CarloValente, Fabricio LucianiCintra, Cristiane Carneiro Vitalhttp://lattes.cnpq.br/0110931486611496Borges, Andréa Pacheco Batista2021-12-23T12:03:54Z2021-12-23T12:03:54Z2020-10-09CINTRA, Cristiane Carneiro Vital. Hidroxiapatita associada à nanopartículas de ferrita de cobalto como sistema de liberação controlada de fármaco. 2020. 144 f. Tese (Doutorado em Medicina Veterinária) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2020.https://locus.ufv.br//handle/123456789/28590O objetivo principal deste trabalho foi testar e avaliar compósitos de hidroxiapatita associada à nanopartículas magnéticas de ferrita de cobalto (CoFe 2 O 4 ), como sistema de liberação do antibiótico ciprofloxacina, buscando a caracterização e utilização de um biomaterial, que promova liberação controlada de fármaco, para o tratamento da osteomielite seguida de uma regeneração óssea mais eficaz e em menor tempo. Foram utilizados compósitos preparados com hidroxiapatita comercial HAP-91 ® , fabricada na JHS Laboratório Químico, e hidroxiapatita sintetizada no Laboratório de Síntese de Materiais Cerâmicos (LABSMAC) do Centro de Ciências e Tecnologia da Universidade Federal de Campina Grande, sintetizadas utilizando nanopartículas de CoFe 2 O 4 com o fármaco ciprofloxacina na concentração de 10%. As características físico-químicas dos biomateriais foram analisadas por meio das microscopias eletrônicas de varredura e da difração de raio-x. A confirmação da eficácia do antibiótico em inibir o crescimento bacteriano da cepa utilizada na indução da osteomielite foi testada in vitro. Foram realizados testes de biocompatibilidade in vivo. Após a realização dos testes supracitados, quatro biomateriais foram selecionados para o tratamento de infecção óssea induzida experimentalmente. Para isso, foram utilizados 30 coelhos da raça Nova Zelândia, com aproximadamente 1 ano de idade e peso médio de 3,5 Kg, aleatoriamente distribuídos em cinco grupos com tamanho amostral igual a 6. Em todos os animais foi produzido um orifício córtico-medular na metáfise proximal do úmero para inoculo bacteriano de unidades formadoras de colônia (UFC) de Staphylococcus aureus (cepas isoladas de mastite caprina). Após 15 dias, da inoculação bacteriana, os grupos iniciaram os tratamentos, com o desbridamento e implantação óssea dos biomateriais em procedimento cirúrgico. Em um dos grupos nenhum tipo de biomaterial foi implantado, tendo sido usado como controle. Aos dias 42 após a implantação dos compósitos, foram feitas análises radiográficas das lesões e os animais foram eutanasiados por sobredose anestésica para a coleta de material para estudo histológico e tomografia microcomputadorizada. Os testes realizados com os biomateriais, mostraram que estes são biocompatíveis, degradáveis e eficazes como carreadores de drogas. O quadro de infecção óssea foi induzido com sucesso nos animais, porém os biomateriais não pareceram exercer papel curativo, sendo que ao final do experimento, muitos animais ainda apresentavam um quadro compatível com osteomielite crônica. Com relação à formação óssea, não se observou diferença estatística significativa entre a quantidade de osso formado no grupo controle e nos grupos tratados. Palavras-chave: Biomateriais. Regeneração Óssea. Osteomielite. Hidroxiapatita. Nanopartículas Magnéticas.The main objective of this study was to test and evaluate hydroxyapatite composites associated with cobalt ferrite nanoparticles (CoFe2O4) as a release system for the antibiotic ciprofloxacin, seeking the characterization and use of a biomaterial, which promotes controlled drug delivery, for the treatment of osteomyelitis followed by more effective bone regeneration in less time. Composites prepared with commercial hydroxyapatite HAP-91®, manufactured at JHS Laboratório Químico, and hydroxyapatite synthesized at the Laboratory of Ceramic Materials Synthesis (LABSMAC) of the Science and Technology Center of the Federal University of Campina Grande, were used, synthesized using nanoparticles of CoFe2O4 with the drug ciprofloxacin in 10% concentration. The physical-chemical characteristics of biomaterials were analyzed by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The confirmation of the antibiotic's efficacy in inhibiting bacterial growth of the strain used in osteomyelitis induction was tested in vitro. In vivo biocompatibility tests were performed. After the above tests, four biomaterials were selected for the treatment of experimentally induced bone infection. For that, 30 New Zealand rabbits with approximately 1 year of age and a mean weight of 3.5 kg, randomly distributed in five groups with sample size equal to 6, were used. In all animals, a cortico-medullary defect was produced in the proximal metaphysis of the humerus for bacterial inoculation of Staphylococcus aureus colony forming units (CFU) (isolated strains of goat mastitis). After 15 days of bacterial inoculation, the groups began treatment with debridement and bone implantation of biomaterials through a surgical procedure. In one of the groups no biomaterial was implanted and it was used as a control. On the 42nd day after the implantation of composites, radiographic analyses of the lesions were performed and the animals were euthanized by anesthetic overdose to collect material for histological study and micro computerized tomography. The tests performed with the biomaterials showed that they are biocompatible, degradable and effective as drug carriers. Bone infection was successfully induced in the animals, but the biomaterials did not seem to play a healing role, and at the end of the experiment, many animals still presented a condition compatible with chronic osteomyelitis. Moreover, no statistically significant difference was observed between the amount of bone formed in the control group and in the treated groups. Keywords: Biomaterials. Bone Regeneration. Osteomyelitis. Hydroxyapatite. Magnetic Nanoparticles.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de ViçosaOrtopedia veterináriaOsteomieliteHidroxiapatitaNanopartículasOssos - RegeneraçãoClínica Cirúrgica AnimalHidroxiapatita associada à nanopartículas de ferrita de cobalto como sistema de liberação controlada de fármacoHydroxyapatite associated with cobalt ferrite nanoparticles as a controlled drug release systeminfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisUniversidade Federal de ViçosaDepartamento de VeterináriaDoutor em Medicina VeterináriaViçosa - MG2020-10-09Doutoradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:LOCUS Repositório Institucional da UFVinstname:Universidade Federal de Viçosa (UFV)instacron:UFVORIGINALtexto completo.pdftexto completo.pdftexto completoapplication/pdf2599582https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/28590/1/texto%20completo.pdffe26c7f1e51cdc9e511e40ccdfc3225cMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/28590/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52123456789/285902021-12-23 09:05:01.184oai:locus.ufv.br:123456789/28590Tk9URTogUExBQ0UgWU9VUiBPV04gTElDRU5TRSBIRVJFClRoaXMgc2FtcGxlIGxpY2Vuc2UgaXMgcHJvdmlkZWQgZm9yIGluZm9ybWF0aW9uYWwgcHVycG9zZXMgb25seS4KCk5PTi1FWENMVVNJVkUgRElTVFJJQlVUSU9OIExJQ0VOU0UKCkJ5IHNpZ25pbmcgYW5kIHN1Ym1pdHRpbmcgdGhpcyBsaWNlbnNlLCB5b3UgKHRoZSBhdXRob3Iocykgb3IgY29weXJpZ2h0Cm93bmVyKSBncmFudHMgdG8gRFNwYWNlIFVuaXZlcnNpdHkgKERTVSkgdGhlIG5vbi1leGNsdXNpdmUgcmlnaHQgdG8gcmVwcm9kdWNlLAp0cmFuc2xhdGUgKGFzIGRlZmluZWQgYmVsb3cpLCBhbmQvb3IgZGlzdHJpYnV0ZSB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gKGluY2x1ZGluZwp0aGUgYWJzdHJhY3QpIHdvcmxkd2lkZSBpbiBwcmludCBhbmQgZWxlY3Ryb25pYyBmb3JtYXQgYW5kIGluIGFueSBtZWRpdW0sCmluY2x1ZGluZyBidXQgbm90IGxpbWl0ZWQgdG8gYXVkaW8gb3IgdmlkZW8uCgpZb3UgYWdyZWUgdGhhdCBEU1UgbWF5LCB3aXRob3V0IGNoYW5naW5nIHRoZSBjb250ZW50LCB0cmFuc2xhdGUgdGhlCnN1Ym1pc3Npb24gdG8gYW55IG1lZGl1bSBvciBmb3JtYXQgZm9yIHRoZSBwdXJwb3NlIG9mIHByZXNlcnZhdGlvbi4KCllvdSBhbHNvIGFncmVlIHRoYXQgRFNVIG1heSBrZWVwIG1vcmUgdGhhbiBvbmUgY29weSBvZiB0aGlzIHN1Ym1pc3Npb24gZm9yCnB1cnBvc2VzIG9mIHNlY3VyaXR5LCBiYWNrLXVwIGFuZCBwcmVzZXJ2YXRpb24uCgpZb3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgdGhlIHN1Ym1pc3Npb24gaXMgeW91ciBvcmlnaW5hbCB3b3JrLCBhbmQgdGhhdCB5b3UgaGF2ZQp0aGUgcmlnaHQgdG8gZ3JhbnQgdGhlIHJpZ2h0cyBjb250YWluZWQgaW4gdGhpcyBsaWNlbnNlLiBZb3UgYWxzbyByZXByZXNlbnQKdGhhdCB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gZG9lcyBub3QsIHRvIHRoZSBiZXN0IG9mIHlvdXIga25vd2xlZGdlLCBpbmZyaW5nZSB1cG9uCmFueW9uZSdzIGNvcHlyaWdodC4KCklmIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uIGNvbnRhaW5zIG1hdGVyaWFsIGZvciB3aGljaCB5b3UgZG8gbm90IGhvbGQgY29weXJpZ2h0LAp5b3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgeW91IGhhdmUgb2J0YWluZWQgdGhlIHVucmVzdHJpY3RlZCBwZXJtaXNzaW9uIG9mIHRoZQpjb3B5cmlnaHQgb3duZXIgdG8gZ3JhbnQgRFNVIHRoZSByaWdodHMgcmVxdWlyZWQgYnkgdGhpcyBsaWNlbnNlLCBhbmQgdGhhdApzdWNoIHRoaXJkLXBhcnR5IG93bmVkIG1hdGVyaWFsIGlzIGNsZWFybHkgaWRlbnRpZmllZCBhbmQgYWNrbm93bGVkZ2VkCndpdGhpbiB0aGUgdGV4dCBvciBjb250ZW50IG9mIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uLgoKSUYgVEhFIFNVQk1JU1NJT04gSVMgQkFTRUQgVVBPTiBXT1JLIFRIQVQgSEFTIEJFRU4gU1BPTlNPUkVEIE9SIFNVUFBPUlRFRApCWSBBTiBBR0VOQ1kgT1IgT1JHQU5JWkFUSU9OIE9USEVSIFRIQU4gRFNVLCBZT1UgUkVQUkVTRU5UIFRIQVQgWU9VIEhBVkUKRlVMRklMTEVEIEFOWSBSSUdIVCBPRiBSRVZJRVcgT1IgT1RIRVIgT0JMSUdBVElPTlMgUkVRVUlSRUQgQlkgU1VDSApDT05UUkFDVCBPUiBBR1JFRU1FTlQuCgpEU1Ugd2lsbCBjbGVhcmx5IGlkZW50aWZ5IHlvdXIgbmFtZShzKSBhcyB0aGUgYXV0aG9yKHMpIG9yIG93bmVyKHMpIG9mIHRoZQpzdWJtaXNzaW9uLCBhbmQgd2lsbCBub3QgbWFrZSBhbnkgYWx0ZXJhdGlvbiwgb3RoZXIgdGhhbiBhcyBhbGxvd2VkIGJ5IHRoaXMKbGljZW5zZSwgdG8geW91ciBzdWJtaXNzaW9uLgo=Repositório InstitucionalPUBhttps://www.locus.ufv.br/oai/requestfabiojreis@ufv.bropendoar:21452021-12-23T12:05:01LOCUS Repositório Institucional da UFV - Universidade Federal de Viçosa (UFV)false
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