Quitosanas S-nitrosadas para a liberação térmica e fotoquímica de óxido nítrico

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Almeida, Herllan Vieira de, 1996-
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/5555
Resumo: Orientador: Marcelo Ganzarolli de Oliveira
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A funcionalização de QT para conter grupos SNO pode ser uma estratégia interessante para fabricar biomateriais capazes de liberar NO de forma lenta e controlada. Neste trabalho foram desenvolvidas duas estratégias para a modificação química da QT, produzindo QTs S-nitrosadas doadoras de NO. 1. Funcionalização da QT com ácido tioglicólico (QT-ATG) ou ácido mercaptosuccínico (QT-AMS) em solução, mediada por carbodiimida, seguida de reação de S-nitrosação para obtenção das QTs S-nitrosadas correspondentes (QT-ATG(SNO) e QT-AMS(SNO), que foram avaliadas quanto à liberação fotoquímica de NO. 2. Funcionalização da QT com metacrilato de glicidila (MG) para a inserção de grupos metacrilato pendentes, seguida da fotorreticulação dos grupos metacrilatos e funcionalização com os ácidos S-nitrosotioglicólico (ATG(SNO)) ou S-nitrosomercaptosuccínico (AMS(SNO)), mediadas por carbodiimida, e posterior liofilização para obtenção de criogéis de QT (QT-ATG(SNO) e QT-AMS(SNO)), capazes de liberar NO termicamente em reações mediadas pela hidratação. As QTs funcionalizadas foram caracterizadas por FTIR e RMN 1H e pelo método colorimétrico de Ellman, que no caso das QTs em solução determinou concentrações de tióis de 88 ?mol g-1 (QT-ATG) e 126 ?mol g-1 (QT-AMS). A espectrofotometria UV-Vis revelou cinéticas de liberação fotoquímica de NO de primeira ordem, com meias vidas de 33 min tanto para QT-ATG(SNO) quanto QT-AMS(SNO). Além disso, as soluções apresentaram boa estabilidade térmica a 8 °C, apresentando meias vidas de 36,3 dias (QT-ATG(SNO)) e 16,1 dias (QT-AMS(SNO)). Os criogéis apresentaram grau de intumescimento superior a 1000% e cargas de NO medidas por quimiluminescência de 58 ?mol g-1 (QT-ATG(SNO)) e 26 ?mol g-1 (QT-AMS(SNO)), que resultaram em taxas de liberação de NO de 0,42 nmol cm-2 min-1 (QT-ATG(SNO)) e 1,26 nmol cm-2 min-1 QT-AMS(SNO)). Estes resultados demonstram que as estratégias reacionais utilizadas permitem obter duas formas diferentes de apresentação de QTs S-nitrosadas doadoras de NO, com potencial para liberação localizada de NO em aplicações biomédicasAbstract: S-nitrosothiols (RSNOs) are nitric oxide (NO) donor molecules that can be found endogenously in the human body that exerts several biological functions, such as vasodilation, regulation of inflammatory processes, and wound healing. The NO release from RSNOs may occur via thermal or photochemical processes, generating RSSR dimers as byproducts, which contain disulfide bonds. Chitosan (CS) is a polysaccharide widely used in the fabrication of biomaterials and biomedical devices. CS functionalization to contain SNO groups is an interesting strategy to fabricate biomaterials that can release NO in a controlled fashion and at slow rates. In this work, two strategies were developed for the chemical modification of CS to obtain S-nitroso CSs as NO donors. 1. Functionalization of CS with thioglycolic acid (CS-TGA) and mercaptosuccinic acid (CS-MSA) in solution, mediated by carbodiimide, with subsequent S-nitrosation of sulfhydryls to obtain the corresponding S-nitroso CS (CS-TGA(SNO) and CS-MSA(SNO)) that were evaluated for their photochemical NO release. 2. Functionalization of CS with glycidyl methacrylate (GM) for the insertion of methacrylate groups, followed by the methacrylate group photocrosslinking, further functionalization with S-nitrosothioglycolic and S-nitrosomercaptosuccinic acids, mediated by carbodiimide, and followed by freeze-drying for the obtention of crosslinked CS cryogels (CS-TGA(SNO) and CS-MSA(SNO)) that are capable of releasing NO thermally in reactions mediated by the cryogel hydration. The functionalized CS were characterized by FTIR, 1H NMR and the Ellman’s colorimetric method, which determined thiol concentrations of 88 ?mol g-1 (CS-TGA) and 126 ?mol g-1 (CS-MSA) for the S-nitroso CSs in solution. UV-Vis spectrophotometry revealed first-order kinetics of NO release with half-lives of 33 min for both CS-TGA(SNO) and CS-MSA(SNO). In addition, the solutions showed good thermal stability at 8 °C with half-lives of 36.3 days (CS-TGA(SNO) and 16.1 days (CS-MSA(SNO)). The cryogels showed swelling degrees above 1000% and NO loadings of 58 ?mol g-1 (CS-TGA(SNO)) and 26 ?mol g-1 (CS-MSA(SNO)), measured by chemiluminescence, that resulted in NO release rates of 0.42 nmol cm-2 min-1 (CS-TGA(SNO)) and 1.26 nmol cm-2 min-1 (CS-MSA(SNO)). These results demonstrate that the reaction strategies used allowed the obtention of two different forms of S-nitroso CS, with the potential for localized NO release in biomedical applicationsMestradoQuímica InorgânicaMestre em QuímicaCAPES001FAPESP2016/02414-5[s.n.]Oliveira, Marcelo Ganzarolli de, 1959-Salles Junior, Airton GonçalvesBeppu, Marisa MasumiUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de QuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASAlmeida, Herllan Vieira de, 1996-20222022-07-29T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (66 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/5555ALMEIDA, Herllan Vieira de. Quitosanas S-nitrosadas para a liberação térmica e fotoquímica de óxido nítrico. 2022. 1 recurso online (66 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/5555. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1249203Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-09-13T09:39:32Zoai::1249203Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2022-09-13T09:39:32Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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