Nanocápsulas de núcleo lipídico : avaliação da influência da estrutura supramolecular e área de superfície do carreador na resposta biológica in vitro

O presente trabalho de tese avaliou a influência da estrutura supramolecular e da área de superfície de nanopartículas (As) sobre a resposta biológica. A resposta biológica foi investigada in vitro segundo alterações de viabilidade celular de linhagem de glioblastoma. Formulações de nanocápsulas de núcleo lipídico, formadas por poli(épsilon-caprolactona), monoestearato de sorbitano, triglicerídeo dos ácidos cáprico e caprílico e polissorbato 80, contendo ou não indometacina ou acetileugenol foram utilizadas como modelo de nanocarreador. Materiais fluorescentes, polímero ou triglicerídeo, foram obtidos pelo acoplamento a uma sonda fluorescente (rodamina B) e utilizados para preparar nanopartículas fluorescentes as quais foram avaliadas quanto à captação celular. Os resultados obtidos demonstraram que a estrutura supramolecular do nanocarreador e a As contida no tratamento afetam a resposta biológica. A presença da parede polimérica, a integridade desta e a homogeneidade do sistema parecem resultar em uma maior interação com a superfície celular e captação do carreador de forma íntegra assim como uma maior As leva a potencialização da resposta biológica por ocasionar maior captação celular.The influence of the supramolecular structure and surface area of nanoparticles (Sarea) on the biological response was evaluated. The biological response was investigated in vitro by means of cell viability changes of a glioblastoma cell line. Lipid core nanocapsules aqueous formulations, composed with poly(epsilon-caprolactone), sorbitan monostearate, caprylic/capric triglyceride and polysorbate 80, containing or not indomethacin or acetyleugenol were used as models of nanocarrier. Fluorescent materials, a polymer or a triglyceride, were obtained by coupling with a fluorescent probe (rhodamine B) and used to prepare fluorescent nanoparticles which were evaluated for cellular uptake. The results showed that the supramolecular structure of the nanocarrier and the Sarea presented in the treatment affect the biological response. The presence of the polymer wall, its integrity and the homogeneity of the system appear to result in greater interaction with the cell surface and affect the carrier uptake as well as a higher Sarea potentializes the biological response probably due increased cellular uptake

Variable temperature multiple light scattering : an innovative method to determining the thermodynamic parameters of colloidal dispersions

O espalhamento múltiplo de luz em temperatura variada (EML-TV) foi proposto como um método inovador para determinar as variáveis termodinâmicas de dispersões coloidais. Um processo de floculação de partículas de sistemas submicrométricos, como nanocápsulas foi estudado. Paralelamente, como objetivo complementar verificou-se a capacidade de deformação de nanocápsulas (NC) comparadas com nanocápsulas de núcleo lipídico (NCL). As suspensões foram preparadas de acordo com a presença (combinada ou não) ou ausência dos tensoativos: fosfatidilcolina (F) e monoestearato de sorbitano (MS). Para fins comparativos, nanoemulsões foram preparadas para evidenciar o efeito do polímero na estabilidade do sistema. As formulações foram denominadas NCLF, NCL0, NCF e NC0 e NELF, NEL0, NEF e NE0, apresentando distribuições de tamanho estreita e nanométrica. O método EML-TV baseou-se no acompanhamento do retroespalhamento de luz, backscattering (BS), durante um gradiente de temperatura (T) de 23 °C a 56 °C (0,6 °C/min). Os sinais de BS na T inicial, BSi , e nas T subseqüentes, BSn, foram utilizados para a obtenção das constantes de equilíbrio K=(BSn/BSi) do processo Os valores de ΔH°floc (J mol-1 ) e ΔS°floc (J mol-1 K-1 ) foram calculados através da relação de van't Hoff. Um desenho fatorial 23 para os valores de ΔH°floc mostrou que a presença de fosfatidilcolina leva à desestabilização do sistema, enquanto o polímero conduz a sua estabilização. A classificação de estabilidade obtida pelo ordenamento dos valores de ΔH°floc foi a mesma que a obtida em análise de estabilidade física a longo prazo. Em conclusão, através dos valores ΔH°floc, o novo método pode ser utilizado para comparar rapidamente a estabilidade física relativa entre sistemas coloidais. Para os estudos de deformação das partículas foram escolhidas as formulações NCL0 e NC0. Os resultados das medidas de força, realizadas por microscopia de força atômica, indicaram que a presença de MS no núcleo das partículas aumenta a rigidez do sistema.The multiple light scattering at varied temperature (EML-TV) was proposed as a novel method to determine the thermodynamic variables of colloidal dispersions. A flocculation process of submicron particle systems, such as nanocapsules, was studied. In addition, it was intended to verify the capacity of deformation of nanocapsules (NC) compared with lipid-core nanocapsules (LNC). The suspensions were prepared in accordance with the presence (combined or not) or absence of the surfactants: phosphatidylcholine (PC) and sorbitan monostearate (SM). For comparative purposes, nanoemulsions were prepared to identify the polymer effect on the system stability. The formulations were called LNCPC, LNC0, NCPC and NC0 and LNEPC, LNE0, NEPC and NE0, with narrow size distributions and nanoscale. The method EML-TV was based on monitoring the backscattering (BS) during a temperature gradient (T) of 23 °C to 56 °C (0.6 °C / min). The signs of BS in the initial T, BSi , and in the subsequent T, BSn, were used to obtain the equilibrium constants K = (BSn / BSi) of the process. The values of ΔH°flocc (J mol-1 ) and ΔS°flocc (J mol-1 K -1 ) were calculated by the van't Hoff ratio. A 23 factorial design for the values of ΔH°flocc showed that the presence of phosphatidylcholine leads to destabilization of the system, while the polymer leading to its stabilization. The stability range obtained by ordering the values of ΔH°flocc was the same as that obtained in the analysis of long-term physical stability. In conclusion, through the values ΔH°flocc, the new method can be used to quickly compare the relative physical stability of colloidal systems. For the studies of particle deformation, the formulations LNC0 and NC0 were chosen. The results of force measurements, carried out by atomic force microscopy, indicated that the presence of SM in the core of the particles increases the rigidity of the system

Variable temperature multiple light scattering : an innovative method to determining the thermodynamic parameters of colloidal dispersions

O espalhamento múltiplo de luz em temperatura variada (EML-TV) foi proposto como um método inovador para determinar as variáveis termodinâmicas de dispersões coloidais. Um processo de floculação de partículas de sistemas submicrométricos, como nanocápsulas foi estudado. Paralelamente, como objetivo complementar verificou-se a capacidade de deformação de nanocápsulas (NC) comparadas com nanocápsulas de núcleo lipídico (NCL). As suspensões foram preparadas de acordo com a presença (combinada ou não) ou ausência dos tensoativos: fosfatidilcolina (F) e monoestearato de sorbitano (MS). Para fins comparativos, nanoemulsões foram preparadas para evidenciar o efeito do polímero na estabilidade do sistema. As formulações foram denominadas NCLF, NCL0, NCF e NC0 e NELF, NEL0, NEF e NE0, apresentando distribuições de tamanho estreita e nanométrica. O método EML-TV baseou-se no acompanhamento do retroespalhamento de luz, backscattering (BS), durante um gradiente de temperatura (T) de 23 °C a 56 °C (0,6 °C/min). Os sinais de BS na T inicial, BSi , e nas T subseqüentes, BSn, foram utilizados para a obtenção das constantes de equilíbrio K=(BSn/BSi) do processo Os valores de ΔH°floc (J mol-1 ) e ΔS°floc (J mol-1 K-1 ) foram calculados através da relação de van't Hoff. Um desenho fatorial 23 para os valores de ΔH°floc mostrou que a presença de fosfatidilcolina leva à desestabilização do sistema, enquanto o polímero conduz a sua estabilização. A classificação de estabilidade obtida pelo ordenamento dos valores de ΔH°floc foi a mesma que a obtida em análise de estabilidade física a longo prazo. Em conclusão, através dos valores ΔH°floc, o novo método pode ser utilizado para comparar rapidamente a estabilidade física relativa entre sistemas coloidais. Para os estudos de deformação das partículas foram escolhidas as formulações NCL0 e NC0. Os resultados das medidas de força, realizadas por microscopia de força atômica, indicaram que a presença de MS no núcleo das partículas aumenta a rigidez do sistema.The multiple light scattering at varied temperature (EML-TV) was proposed as a novel method to determine the thermodynamic variables of colloidal dispersions. A flocculation process of submicron particle systems, such as nanocapsules, was studied. In addition, it was intended to verify the capacity of deformation of nanocapsules (NC) compared with lipid-core nanocapsules (LNC). The suspensions were prepared in accordance with the presence (combined or not) or absence of the surfactants: phosphatidylcholine (PC) and sorbitan monostearate (SM). For comparative purposes, nanoemulsions were prepared to identify the polymer effect on the system stability. The formulations were called LNCPC, LNC0, NCPC and NC0 and LNEPC, LNE0, NEPC and NE0, with narrow size distributions and nanoscale. The method EML-TV was based on monitoring the backscattering (BS) during a temperature gradient (T) of 23 °C to 56 °C (0.6 °C / min). The signs of BS in the initial T, BSi , and in the subsequent T, BSn, were used to obtain the equilibrium constants K = (BSn / BSi) of the process. The values of ΔH°flocc (J mol-1 ) and ΔS°flocc (J mol-1 K -1 ) were calculated by the van't Hoff ratio. A 23 factorial design for the values of ΔH°flocc showed that the presence of phosphatidylcholine leads to destabilization of the system, while the polymer leading to its stabilization. The stability range obtained by ordering the values of ΔH°flocc was the same as that obtained in the analysis of long-term physical stability. In conclusion, through the values ΔH°flocc, the new method can be used to quickly compare the relative physical stability of colloidal systems. For the studies of particle deformation, the formulations LNC0 and NC0 were chosen. The results of force measurements, carried out by atomic force microscopy, indicated that the presence of SM in the core of the particles increases the rigidity of the system

Obtenção de nanopartículas de tamanho controlado empregando planejamento fatorial

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Obtenção de nanopartículas de tamanho controlado empregando planejamento fatorial

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Obtenção de nanocápsulas e nanosferas de PHBHV com tamanho controlado

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Colloidal dispersion stability : kinetic modeling of agglomeration and aggregation

In this work we present a simple model for the kinetics of agglomeration and aggregation of colloidal particles. We consider that particles agglomerate rapidly and endothermically forming oligomers. These oligomers can, in turn, aggregate irreversibly, in a process that leads to the destabilization of the colloidal system. As these two processes have very different relative energy activations, they occur in different time-scales: the first step is faster and reaches a state of quasi‑equilibrium. Because of this, the enthalpy change during the agglomeration can be experimentally determined through the variable temperature multiple light scattering (VTMLS) method. Interestingly, this value is related to the relative kinetic stability of the system and can be used to evaluate the stability of new colloidal compositions. Our results are in qualitative agreement with experimental data of low concentration colloidal dispersions consisted of polymer particles and/or surfactant-coated particles