Nanodispersões de poli(pivalato de vinila) com propriedades magnéticas visando aplicações biomédicas : síntese e avaliação in vitro de sua citotoxicidade em células cancerígenas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silvério Neto, Weslany
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/47404
Resumo: Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2019.
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spelling Silvério Neto, WeslanyValadares, Leonardo FonsecaSouza Júnior, Fernando Gomes deSilva, Fabricio Machado2024-01-19T20:13:15Z2024-01-19T20:13:15Z2024-01-192019-01-25SILVÉRIO NETO, Weslany. Nanodispersões de poli(pivalato de vinila) com propriedades magnéticas visando aplicações biomédicas: síntese e avaliação in vitro de sua citotoxicidade em células cancerígenas. 2019. 119 f., il. Tese (Doutorado em Química) — Universidade de Brasília, Brasília, 2019.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/47404Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2019.O desenvolvimento de nanomateriais poliméricos, que combinam as propriedades dos polímeros termoplásticos e das nanopartículas superparamagnéticas, apresenta grande potencial para aplicações biomédicas, como por exemplo, o tratamento de tumores via procedimento de embolização intravascular e hipertermia. Diante disso, este trabalho visa o desenvolvimento de um novo agente embolizante formado por nanopartículas magnéticas de óxido de ferro (Fe3O4) recobertas com ácido oleico quimicamente modificado e que foram uniformemente dispersas em nanopartículas esféricas de poli(pivalato de vinila). Para eficiência da encapsulação do material magnético à matriz polimérica, as nanopartículas foram recobertas com ácido oleico modificado, obtido através da inserção à cadeia do ácido oleico um grupo funcional reativo, ácido acrílico, utilizando o processo de epoxidação seguida pelo processo de acrilação (OM-AOA). O fluido polimérico foi sintetizado através do processo de polimerização em miniemulsão. O nanocompósito foi obtido in situ através da reação de poliadição do pivalato de vinila na presença das nanopartículas magnéticas recobertas com ácido oleico acrilado via miniemulsão. As amostras sintetizadas foram caracterizadas por espectroscopia vibracional de absorção na região do infravermelho, ressonância magnética nuclear (1H-RMN), análise termogravimétrica, espalhamento de luz dinâmico, análise térmica diferencial, calorimetria exploratória diferencial, difração de raios X, microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia Mössbauer, espectroscopia Raman, medidas de magnetização e cromatografia de permeação em gel. A citotoxicidade do poli(pivalato de vinila) e do nanocompósito foi avaliada in vitro em células cancerígenas de melanoma B16F10, adenocarcinoma mamário murino (4T1-luciferase), em células fibroblástica NIH-3T3 e queratinócitos humanos (HaCat). Os resultados mostraram que as nanopartículas recobertas apresentaram estabilidade térmica, boa dispersibilidade com tamanho médio uniforme de 9,5 nm, magnetização de saturação de 61,2 emug-1 e comportamento superparamagnético. Os látices de poli(pivalato de vinila) apresentaram conversões médias de 82% e massas molares médias ponderais variando entre 335 – 840 kgmol-1. As sínteses do material polimérico realizadas com iniciador hidrossolúvel, persulfato de potássio, apresentaram diminuição do diâmetro médio durante o processo de polimerização devido à nucleação homogênea que ocorreu simultaneamente a nucleação das gotas. Os diâmetros médios dos látices obtidos com a utilização do iniciador organossolúvel, peróxido de benzoíla, permaneceram praticamente inalterados até o final do processo. Na formação dos nanocompósitos, o uso do processo de polimerização em miniemulsão permitiu a formação de dispersões coloidais estáveis, com controle efetivo sobre o tamanho da partícula e morfologia. Os fluidos magnetopoliméricos formados contendo de 5,0 a 20,0% em massa de OM-AOA apresentaram diâmetro médio de 180 nm, morfologia esférica e comportamento superparamagnético preservado. Os testes de viabilidade celular demonstraram que os nanocompósitos bem como as nanopartículas de poli(pivalato de vinila) não apresentaram citotoxicidade representativa para células tumorais e não tumorais nas concentrações estudadas. As propriedades físico-químicas e a não citotoxicidade sugerem potencialidade dos fluidos magnetopoliméricos como agente embólico para obstrução seletiva e completa dos vasos sanguíneos de diferentes calibres e capacidade de tratamento por hipertermia.The development of polymer nanomaterials, which combine properties of thermoplastic polymers and superparamagnetic nanoparticles, presents great potential for biomedical applications, such as the treatment of tumors through intravascular embolization and hyperthermia procedure. Therefore, this work aims at the development of a new embolic agent formed by magnetic nanoparticles of iron oxide (Fe3O4) coated with chemically modified oleic acid and which were uniformly dispersed in spherical nanoparticles of poly(vinyl pivalate). For encapsulating the magnetic material in the polymer matrix, nanoparticles were coated with modified oleic acid, obtained by insertion of a reactive functional group, acrylic acid in the oleic acid chain, using the epoxidation process followed by the acrylation reaction. The polymeric fluid was synthesized through miniemulsion polymerization process. The nanocomposite was obtained in situ through the polyaddition reaction of vinyl pivalate in the presence of magnetic nanoparticles coated with acrylated oleic acid via miniemulsion. The synthesized samples were characterized by infrared absorption vibration spectroscopy, nuclear magnetic resonance (1H-NMR), thermogravimetric analysis, dynamic light scattering, differential thermal analysis, differential scanning calorimetry, X-ray diffraction, transmission electron microscopy, Mössbauer spectroscopy, Raman spectroscopy, magnetization measurements and gel permeation chromatography. The cytotoxicity of poly(vinyl pivalate) and nanocomposites was evaluated in vitro in B16F10 melanoma cancer cells, murine mammary adenocarcinoma (4T1-luciferase), NIH-3T3 fibroblast cells and human keratinocytes (HaCat). The results showed that the coated nanoparticles showed thermal stability, good dispersibility with uniform average size of 9.5 nm, saturation magnetization of 61.2 emug-1 and superparamagnetic behavior. The results of poly(vinyl pivalate) showed average conversions of 82% and mass-average molar masses ranging from 335 to 840 kgmol-1. Polymerization reactions carried out with water-soluble initiator, potassium persulphate, presented a decrease in the average diameter during the polymerization process due to the homogeneous nucleation that occurred simultaneously to nucleation of the new droplets. The average diameters of the lattices obtained with the use of the organosoluble initiator, benzoyl peroxide, remained practically unchanged until the end of the process. In the formation of the nanocomposites, the use of the polymerization process in miniemulsion allowed the formation of stable colloidal dispersions, with effective control over particle size and morphology. The magnetopolimeric fluids formed containing 5.0 to 20.0 wt% of OM-AOA exhibited a mean diameter of approximately 180 nm, spherical morphology and preserved the superparamagnetic behavior. Cell viability tests demonstrated that nanocomposites as well as poly (vinyl pivalate) nanoparticles did not present representative cytotoxicity to tumor and non-tumor cells at the concentrations studied. The physico-chemical properties and non-cytotoxicity suggest the potential of magnetopolimeric fluids as an embolic agent for selective and complete obstruction of blood vessels of different sizes and capacity for treatment by hyperthermia.Instituto de Química (IQ)Programa de Pós-Graduação em QuímicaporNanodispersões de poli(pivalato de vinila) com propriedades magnéticas visando aplicações biomédicas : síntese e avaliação in vitro de sua citotoxicidade em células cancerígenasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisPolimerização em miniemulsãoNanopartículas magnéticasNanocompósitosHipertermiaCitotoxicidadeinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBORIGINAL2019_WeslanySilvérioNeto.pdf2019_WeslanySilvérioNeto.pdfapplication/pdf4470226http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/47404/1/2019_WeslanySilv%c3%a9rioNeto.pdf6980bce8f69b997132735a23aafbdc1bMD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain102http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/47404/2/license.txtaed4704d04bb260d4decd80db311aaa5MD52open access10482/474042024-01-19 17:13:15.79open accessoai:repositorio2.unb.br:10482/47404U3VibWlzc8OjbyBlZmV0aXZhZGEgZGUgYWNvcmRvIGNvbSBsaWNlbsOnYSBjb25jZWRpZGEgcGVsbyBhdXRvciBlL291IGRldGVudG9yIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcy4KBiblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestopendoar:2024-01-19T20:13:15Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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