Publication year: 2019
Theses and dissertations in Portugués presented to the Universidade Estadual Paulista (Unesp), Instituto de Ciência e Tecnologia de São José dos Campos to obtain the academic title of Doutor. Leader: Borges, Alexandre Luiz Souto
Os atuais avanços no desenvolvimento de biomateriais caminham para 2 áreas
promissoras:
a de regeneração tecidual e a de entrega controlada de fármacos.
Assim, o presente estudo objetivou a síntese e caracterização de diferentes
matrizes (fibras e hidrogel) à base de quitosana, a fim de se obter materiais
biomiméticos para atuação em ambas áreas. Para regeneração, delineou-se a
síntese de um arcabouço de fibras de quitosana com e sem cristais de
nanohidroxiapatita onde, para isso, foram eletrofiadas soluções de quitosana
(Ch) e de quitosana com nanohidroxiapatita (ChHa). Os espécimes de Ch
apresentaram maior homogeneidade e maior diâmetro médio de fibras (690 ±
102 nm) que ChHa (358 ± 49 nm). No teste de viabilidade celular e na atividade
da fosfatase alcalina não houve diferença estatística entre os grupos
experimentais (Ch e ChHa), porém ambos diferiram do grupo controle (p <
0,001). Para o âmbito de liberação de fármacos, sintetizou-se, pela técnica de
emulsão, dois tipos de hidrogéis: o primeiro, uma mistura da fase aquosa da
solução de Ch (1 mL) e da solução de DNA (1 mL) (1:1) e o segundo, mistura
da fase aquosa da solução de Ch (1 mL) e solução de Pectina (1 mL) (1:1).
Ambas misturas foram realizadas em álcool benzílico (5 mL) com instrumento
de dispersão de alto desempenho (31-34000 rpm min-1 por 5 min). Após a
obtenção dos géis, 20mg de cada grupo foram imersos em uma solução aquosa
de Própolis Verde (PV), na concentração de 70 µg/mL por 2 h e a cinética de
liberação do PV foi analisada a 25 e 37oC em água e saliva artificial. Os
espécimes obtidos foram liofilizados e depois caracterizados físicoquimicamente. A presença de pectina e de DNA foi comprovada por FTIR. A
sorção de PV induziu uma modificação significativa da superfície do gel.
Constatou-se uma separação de fases entre a quitosana e o DNA. A eficiência do
encapsulamento não mudou significativamente entre 25 e 37oC. A cinética de
liberação na água ou na saliva apresentou um mecanismo de duas etapas. E os
resultados biológicos exibiram que esses materiais são aceitáveis no ambiente
biológico. Assim, conclui-se que a matriz de fibras de quitosana com nHAp é
capaz de promover diferenciação celular e a matriz de hidrogel de quitosana
com Pectina ou DNA possui potencial para a liberação controlada de fármacos(AU)
Current advances in biomaterial development are moving to 2 promising areas:
tissue regeneration and controlled drug delivery. Thus, the present study aimed
the synthesis and characterization of different matrices (fibers and hydrogel)
based on chitosan, in order to obtain biomimetic materials for performance in
both areas. For regeneration, the synthesis of a scaffold of chitosan fibers with
and without nanohydroxyapatite crystals was delineated, where chitosan (Ch)
and chitosan with hydroxyapatite (ChHa) solutions were electrospun. Ch
specimens presented higher homogeneity and larger mean fiber diameter
(690±102nm) than ChHa (358 ± 49nm). In the cell viability test and alkaline
phosphatase activity there was no statistical difference between the
experimental groups. (Ch and ChHa), but both differed from the control group
(p < 0,001). For the drug release scope, two types of hydrogels were synthesized
by the emulsion technique: the first, a mixture of the aqueous phase of Ch
solution (1 mL) and DNA solution (1 mL) (1:1) and the second, mixture of the
aqueous phase of the Ch solution (1mL) and Pectin solution (1 mL) (1:1). Both
mixtures were performed in benzyl alcohol (5 mL) with high performance
dispersion instrument (31-34000 rpm min-1 for 5 min). After obtaining the gels, 20mg from each group were immersed in an aqueous solution of Propolis Green (PV), at a concentration of 70 µg/mL for 2 h and the release kinetics of PV were analyzed at 25 and 37oC in water and artificial saliva. The obtained specimens were lyophilized and then physically-chemically characterized. The presence of
pectin and DNA was confirmed by FTIR. PV sorption induced a significant
modification of the gel surface. A phase separation was found between chitosan
and DNA. Encapsulation efficiency did not change significantly between 25 and
37oC. The release kinetics in water or saliva presented a two-step mechanism.
And the biological results showed that these materials are acceptable in the
biological environment. Thus, it is concluded that the nHAp chitosan fiber
matrix is capable of promoting cell differentiation, whereas the chitosan
hydrogel matrix with Pectin or DNA are potential biomaterials for controlled
drug release(AU)