Preparation of biocomposites based on gelatin for doxorubicin controlled release

Autor: Souza, Josefa Virginia da Silva
Přispěvatelé: Costa, Marcos Antonio da Silva, Costa, Luciana da Cunha, Silva, Emerson Oliveira da, Delpech, Marcia Cerqueira, Maria, Luiz Cláudio de Santa
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron:UERJ
Popis: Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-07T18:58:55Z No. of bitstreams: 1 Josefa Virginia da Silva Souza.pdf: 4688593 bytes, checksum: e5883704fe41f718d7f5b9808c17d2c3 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-07T18:58:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Josefa Virginia da Silva Souza.pdf: 4688593 bytes, checksum: e5883704fe41f718d7f5b9808c17d2c3 (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro Devices for drug controlled release are polymer-based systems which contain a pharmaceutical filler that is released gradually when in contact with physiological medium. This gradual release offers great advantages when compared to the conventional administration method, for example, medicament higher concentration in diseased tissue and fewer adverse effects. When this type of system contains magnetic material, it can be easily directed and, consequently, the time for the device to reach the desired location as well as the path traveled decrease. In order to obtain a magnetically controlled device for the release of doxorubicin (DOX), the preparation and characterization of biocomposites based on gelatin and magnetite were studied. Microspheres were prepared by water-in-oil emulsion and different crosslinking agents with low cytotoxicity (fructose, glucose, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide, glutaraldehyde, genipine) were evaluated instead of the conventional crosslinker glutaraldehyde in order to minimize the adverse effects caused by the release of crosslinking molecules after biocomposite degradation in the target cells.. Magnetite obtained with ferrous chloride, ferrous sulfate or in a magnetic fluid, were evaluated in order to maximize the magnetization of the biocomposites. The influence of constant magnetic field, oscillating magnetic field and absence of magnetic field on the release of doxorubicin was also studied. The biocomposites were characterized by the percentage of gelatin dissolved in water (protein determination technique with biuret reagent), scanning electron microscopy, thermogravimetric analyzes, vibrating sample magnetometer and in vitro drug release tests. The design of experiments tool, varying the type of crosslinker (fructose or glucose), the crosslinker concentration, the heating time and the pH of the reaction medium was performed in order to find which parameters influence the degree of cross-linking of the microspheres. The results showed that both fructose and glucose have their crosslinking reaction strongly influenced by the reaction pH and the reaction time. Comparing all of the crosslinkers studied, genipine was found to be the best cross-linking agent for gelatin protein chains, but its high cost (about R$ 880.00 / g of microspheres) made it impossible to process large-scale processes . The use of fructose as a crosslinker led to the production of gelatin microspheres with better physical properties than glutaraldehyde and low cost (about R$ 2.25 / g microspheres) crosslinked. The synthesized biocomposites presented high saturation magnetization and superparamagnetic behavior. In addition, by varying the external magnetic field it was possible to modify the doxorubicin release profile Dispositivos para liberação controlada de fármacos são sistemas à base de polímeros que contém, em seu interior, uma carga farmacêutica que é liberada gradativamente quando em contato com o meio fisiológico. Esta liberação gradual do fármaco oferece grandes vantagens quando se compara ao método convencional de adminstração como, por exemplo, maior concentração do medicamento no tecido doente e menos efeitos adversos. Quando este tipo de sistema contém material magnético, ele pode ser facilmente direcionado e, consequentemente, o tempo para o dispositivo chegar ao local desejado, assim como o percurso percorrido diminuem. Com a finalidade de se obter um dispositivo magneticamente controlado para liberação de doxorrubicina (DOX), foram estudadas a preparação e a caracterização de biocompósitos à base de gelatina e magnetita. Microesferas foram preparadas por meio de emulsão água-em-óleo e diferentes agentes de reticulação com baixa citotoxicidade (frutose, glicose, 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) carbodiimida, glutaldeído, genipina) foram avaliados em substituição ao reticulante convencional (glutaraldeído), com o intuito de minimizar efeitos adversos ocasionados pela liberação de moléculas de agente de reticulação após a degradação do biocompósito nas células alvo. Magnetita obtida com cloreto ferroso ou sulfato ferroso, além de um fluido magnético, foram avaliados a fim de maximizar a magnetização dos biocompósitos. A influência de campo magnético constante, campo magnético oscilante e ausência de campo magnético sobre a liberação de doxorrubicina também foi estudada. Os biocompósitos foram caracterizados por percentual de gelatina dissolvido em água (técnica de determinação de proteína com reagente de biureto), microscopia eletrônica de varredura, análises termogravimétricas, magnetômetro de amostra vibrante e testes de liberação in vitro do fármaco. A ferramenta planejamento de experimentos variando-se o tipo de reticulante (frutose ou glicose), a concentração de reticulante, o tempo de aquecimento e pH do meio reacional foi realizado a fim de encontrar quais parâmetros influenciam o grau de reticulação das microesferas. Os resultados mostraram que tanto a frutose como a glicose têm sua reação de reticulação fortemente influenciada pelo pH reacional e pelo tempo de reação. Comparando-se todos os reticulantes estudados, verificou-se que, a genipina é o melhor agente de reticulação para as cadeias proteicas de gelatina, porém seu alto custo (cerca de R$ 880,00/g de microesferas) inviabiliza processos em larga escala. A utilização de frutose como reticulante levou à obtenção de microesferas de gelatina com propriedades físicas melhores que as reticuladas com glutaraldeído e de baixo custo (cerca de R$ 2,25/g de microesferas). Os biocompósitos sintetizados apresentaram elevada magnetização de saturação e comportamento superparamagnético. Além disso, variando-se o campo magnético externo foi possível modificar o perfil de liberação de doxorrubicina
Databáze: OpenAIRE
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