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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Nanopartículas magnéticas e lipídicas para liberação direcionada de quercetina no câncer de cólon
metadata.dc.creator: Macedo, Júlia Borges de
metadata.dc.contributor.advisor1: Ferrari, Priscileila Colerato
metadata.dc.contributor.referee1: Miranda, José Ricardo de Arruda
metadata.dc.contributor.referee2: Boscardin, Patricia Mathias Doll
metadata.dc.description.resumo: Sistemas de liberação nanoparticulados podem aumentar a efetividade terapêutica e reduzir a toxicidade do tratamento convencional do câncer de cólon ao aprimorar propriedades farmacocinéticas, como a absorção e a liberação a partir do direcionamento passivo e ativo do fármaco. O superparamagnetismo de nanopartículas magnéticas (NPM) aparece como alternativa promissora de terapia magneto térmica promovendo a morte de células tumorais por hipertermia com possibilidade de controle e direcionamento por campo magnético externo. Por outro lado, as nanopartículas lipídicas (NLS) são úteis para carrear antitumorais lipofílicos, como a quercetina (QC). A estratégia de funcionalização polimérica permite melhorar a estabilidade e o direcionamento de nanopartículas, por isso, este trabalho buscou desenvolver NPM e NLS revestidas com quitosana e quitosana conjugada ao ácido fólico (QSAF) para liberação de QC. Após a síntese de QSAF e seleção da melhor metodologia de funcionalização, foi conduzido um planejamento fatorial 3^2, identificando os parâmetros que mais influenciam na produção de NPM e NLS e otimizando as formulações. Os sistemas foram caracterizados por microscopia de varredura, espalhamento dinâmico de luz e potencial Zeta, além da eficiência de encapsulação e teor de fármaco quantificados por métodos validados de espectrofotometria UV-Vis e cromatografia líquida de alta eficiência. O QSAF foi caracterizado confirmando a ligação entre os grupos funcionais (R-NH2 e R-COOH) com uma eficiência de 72,92%. O método de funcionalização por agitação shaker e separação magnética de NPM-QS (FM3), e funcionalização in situ de NLS-QS em sonicador por gotejamento (FL3) obtiveram tamanhos de 483,57 nm (PDI 0,49) e 508,45 nm (PDI 0,53), com carga de 29,97 mV e 9,51 mV, respectivamente. Após o planejamento fatorial, notou-se que as NPMs têm o potencial Zeta influenciado positivamente pela concentração de QS, seguido da interação QS-temperatura com significância estatística. A otimização de resposta máxima de potencial Zeta e mínima de diâmetro médio (d = 1), permitiu selecionar a formulação com 2 mg.mL-1 de QS preparada a 30oC. Por outro lado, a NLS selecionada como resposta otimizada máxima de potencial Zeta, EE e teor, e mínima de diâmetro médio e PDI, foi a formulação de 1 mg.mL-1 de QS e 10 minutos de sonicador. As formulações otimizadas apresentaram tamanho de 122,32 nm (DP ± 8,56) e 352,83 nm (DP ± 62,8), PDI de 0,46 (DP ± 0,05) e 0,23 (DP ± 0,17), potencial Zeta de +30,78 mV (DP ± 0,8) e +14,2 mV (DP ± 5,9), para NPM e NLS, respectivamente. As EE obtidas foram de 80,45% (NPM-QS-QC), 54,4% (NPM-QSAF-QC), 69,73% (NLS-QC-QS) e 83,82% (NLS-QC-QSAF). O ensaio de dissolução demonstrou um controle de liberação expressivo para as NPM-QS-QC (até 6,4% em 24h) e liberação do tipo burst para as NLS-QC-QS (até 77,2% em 1h), com pouca variação entre polímero não conjugado e conjugado. Conforme os resultados discutidos neste estudo, o planejamento experimental permitiu discutir variáveis importantes na produção destas nanopartículas e definir os melhores parâmetros das formulações de NPMs e NLSs funcionalizadas com quitosana e quitosana-folato. Ainda há a necessidade de investigações mais aprimoradas, porém este estudo espera ter contribuído nos avanços da nanotecnologia biomédica e na discussão de sistemas magnéticos e lipídicos, demonstrando o potencial das formulações nanoparticuladas de quercetina no tratamento do câncer.
Abstract: Drug delivery systems based on nanoparticles can improve pharmacokinetic aspects such as controlled release and release from passive and active drug targeting, increasing therapeutic efficacy and reducing toxicity in conventional colon cancer treatment. The superparamagnetism of magnetic nanoparticles (MNP) appears to be a potential alternative for magnetothermal therapy, inducing tumor cell death by hyperthermia with the ability to control and target by an external magnetic field. Solid lipid nanoparticles (SLN) are effective carriers of lipophilic anticancer agents such as quercetin (QC). The polymer functionalization technique improves the stability and targeting of nanoparticles; thus, this study aimed to develop MNP and SLN coated with chitosan and chitosan conjugated to folic acid (FA-CS) for QC release. After synthesizing FA-CS and selecting the optimum functionalization methods, a 3^2 factorial design was conducted to identify and optimize the parameters influencing the development of MNP and SLN. The systems were characterized using scanning microscopy, dynamic light scattering, Zeta potential, as well as validated UV-vis spectrophotometry and high-performance liquid chromatography methods to quantify encapsulation efficiency and drug loading. FA-CS was characterized, confirming the interaction between the functional groups (R-NH2 and R-COOH) with a 72.92% efficiency. The functionalization method by shaker and magnetic separation of MNP- CS (FM3) and in situ functionalization of SLN-CS by sonicator (FL3) produced particles with sizes of 483.57 nm (PDI 0.49) and 508.45 nm (PDI 0.53), respectively, with a zeta of 29.97 mV and 9.51 mV. Following the factorial design, it was discovered that the MNPs' Zeta potential is positively influenced by the CS concentration, followed by the CS-temperature interaction, which has statistical relevance. To optimize the highest Zeta potential response and minimal mean diameter (d = 1), a formulation with 2 mg.mL-1 of CS produced at 30oC was used. The SLN, on the other hand, was chosen as the formulation with the highest optimum response of Zeta potential, EE, and content and the lowest mean diameter and PDI, using 1 mg.mL-1 of CS and 10 minutes of sonication. The optimized formulations had diameters of 122.32 nm (SD ± 8.56) and 352.83 nm (SD ± 62.8), PDI of 0.46 (SD ± 0.05) and 0.23 (SD ± 0.17), and Zeta potentials of +30.78 mV (SD ± 0.8) and +14.2 mV (SD ± 5.9) for MNP and SLN, respectively. The EE values obtained were 80.45% (MNP-CS-QC), 54.4% (MNP- FACS-QC), 69.73% (SLN-QC-CS), and 83.82% (SLN-QC-FACS). The dissolution assay demonstrated release control for MNP-CS-QC (up to 6.4% in 24 hours) and burst release for SLN-QC-CS (up to 77.2% in 1 hour), with minimal difference between non-conjugated and conjugated polymers. According to the findings of this study, the experimental design allowed for the discussion of critical variables in the manufacture of these nanoparticles, as well as the determination of the optimal parameters for the formulations of MNPs and SLNs functionalized with chitosan and chitosan-folate. Further research is needed, but this study aims to contribute to developments in biomedical nanotechnology and the debate of magnetic and lipid systems by highlighting the potential of quercetin nanoparticles.
Keywords: Sistemas de liberação
Câncer colorretal
Nanopartículas magnéticas
Quercetina
Otimização de formulações
Drug Delivery Systems
Colon cancer
Quercetin
Magnetic Nanoparticles
Formulation optimization
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Estadual de Ponta Grossa
metadata.dc.publisher.initials: UEPG
metadata.dc.publisher.department: Departamento de Ciências Farmacêuticas
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmaceuticas
Citation: MACEDO, Júlia Borges de. Nanopartículas magnéticas e lipídicas para liberação direcionada de quercetina no câncer de cólon. 2024. Dissertação (Mestrado em Ciências Farmacêuticas) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2024.
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/4219
Issue Date: 5-Apr-2024
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