Síntesis y caracterización de un novedoso biomaterial a base de quitosano modificado con aminoácidos

Se realizó la modificación química de quitosano (CH) proveniente de conchas de camarón (Litopenaeusvannamei) con aminoácidos: L-leucina (Leu) y L-tirosina (Tyr), con el fin de variar algunas de sus propiedadesfísicas y químicas, y ampliar su uso en la fabricación de películas y andamios, potenciando las aplicaciones delquitosano en áreas biomédicas y farmacológicas. Los derivados (CH-Leu y CH-Tyr) fueron caracterizadosmediante estudios de espectroscopia infrarrojo (ATR-FTIR) para verificar la estructura de los productosmodificados y las propiedades térmicas fueron analizadas mediante termogravimetría (TGA). Se realizaronensayos de solubilidad, donde se observó que los derivados obtenidos son solubles en disoluciones acuosas avalores de pH neutro y alcalino, a diferencia del quitosano que solo es soluble bajo condiciones de pH ácido. Lacitotoxicidad de los derivados fue analizada mediante ensayos de hemocompatibilidad con eritrocitos humanos.Posteriormente se realizaron membranas a partir de los derivados de CH-Leu y CH-Tyr, y se determinó el ángulode contacto. El proceso de biodegradabilidad en membranas se estudió a través de procesos de hidrólisis en H2Oy buffer fosfato salino (PBS), pH 7,4 a 37ºC durante intervalos de tiempo de 24, 72 y 168 h. Los andamios fueronpreparados usando la técnica de electrospinning al preparar una mezcla entre poli(vinil alcohol) (PVA) y losderivados de CH (dada la solubilidad mostrada en agua), y la morfología de las fibras fue estudiada mediantemicroscopía electrónica de barrido (MEB). En general, los resultados obtenidos por FTIR, TGA y MEB sirvieroncomo herramientas para verificar la modificación, y estos derivados permiten ampliar las propiedades físicas yquímicas del quitosano puro, principalmente en cuanto a su solubilidad, permitiendo que este novedosobiomaterial sea empleado en múltiples aplicaciones, resaltando que pueden ser mezclados con fases poliméricassintéticas lo cual abre ventanas para el uso de este interesante biopolímero.Palabras clave: Quitosano, L-leucina, L-tirosina, modificación química, polimezclas

Síntese e caracterização de arcabouços de quitosana com agente antineoplásicos

O sistema de liberação controlada de fármacos através da utilização de biomateriais poliméricos associados a compostos com ação antineoplásica pode ser empregado como alternativa de tratamento de neoplasias. Desta forma, este trabalho teve como objetivo a síntese e caracterização de sistemas de arcabouços de quitosana com o agente antineoplásico (1,4-naftoquinona), cuja taxa de liberação pode ser controlada pela utilização de um agente reticulante como o tripolifosfato de sódio (TPP). O método de preparação consistiu da solubiliza-ção da quitosana em ácido acético, adição do fármaco, congelamento, liofilização e reticulação com TPP. Todas as amostras foram caracterizadas por Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredu-ra (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios X(EDS), grau de intumescimento e biodegradação enzimática. Na MEV foi evidenciada a formação de poros interconectados com tamanhos e formas variadas em todas as estruturas estudadas caracterizando a formação de arcabouços. Já no EDS foi observada a pre-sença de elementos químicos característico da composição química de cada material. No entanto foi observa-da a presença do sódio que pode estar relacionado ao agente neutralizante utilizado. A reticulação de parte dos arcabouços foi comprovada pelo DRX, EDS e aumentou a taxa de degradação enzimática in vitro dos mesmos. A incorporação do fármaco foi confirmada por DRX, grau de intumescimento e EDS. Desta forma, pode-se concluir que ocorreu à formação de arcabouços reticulados e não reticulados porosos, com proprie-dades morfológicas e físico-químicas que podem contribuir para carrear fármacos antineoplásicos, sendo possível controlar a taxa de degradação dos mesmos e provável liberação do fármaco

Estudo comparativo entre agentes reticulantes para possível aplicação no tratamento do ceratocone

Com o presente estudo, objetivou-se comparar a técnica padrão do CXL com o tratamento utilizando agenipina como reticulante, com e sem desepitelização da córnea. Comparou-se propriedades químicas,mecânicas e morfológicas de córneas de suínos submetidas aos tratamentos de crosslinking com riboflavina egenipina, bem como comparar a citotoxicidade das soluções reticulantes, para possível aplicação noceratocone. Para isso, as córneas foram divididas em quatro grupos: riboflavina e UVA conforme tratamentopadrão, genipina com e sem desepitelização e controle sem reticulante. As córneas foram submetidas àscaracterizações de MO, MEV, ensaio de tração, dilatometria e intumescimento. A citotoxicidade foi realizadacomparando o padrão com a genipina. Os resultados demonstram maior resistência à tração e maior grau deintumescimento quando a genipina foi aplicada após desepitelização da córnea. As inclinações descendentesna curva de dilatometria mostram-se lineares no UV-CXL e controle, e com a genipina, a contração tende aficar mais acentuada em temperaturas maiores. Pela MEV foi verificada uma linha de demarcação no estromacorneano tratado com UV-CXL ou genipina e a MO exibiu padrões diversos de luz transmitida nos diferentesgrupos, demonstrando maior opacidade no UV-CXL. O crosslinking do colágeno corneano induzido pelagenipina 0,1% produz aumento na resistência da córnea sem provocar opacidade corneana considerável,podendo ser útil no tratamento do ceratocone. O potencial de citotoxicidade aos fibroblastos se mostrousemelhante entre os métodos de reticulação.Palavras-chave: crosslinking, córnea, genipina, riboflavina, ceratocone

Desenvolvimento e caracterização de membranas de quitosana / Cissus Verticillata (L.) Nicolson & C.E. Jarvis

Os polímeros, devido às suas diversas aplicações e funcionalidades, estão entre os excipientes mais utilizadospara a obtenção de formas farmacêuticas, ganhando destaque a quitosana. O objetivo deste trabalho foi desenvolvere avaliar comparativamente membranas de quitosana com diferentes concentrações da espécievegetal Cissus verticillata (L.) Nicolson C.E. Jarvis (insulina), para uso em sistema de liberação de fármaco.Foi realizada coleta, identificação botânica e obtenção do extrato alcoólico bruto (EAB) da planta. Paraprodução das membranas de quitosana e quitosana com EAB utilizou-se a técnica de evaporação do solvente.As membranas foram divididas nos grupos: MQ (Membrana de quitosana), MQ5 (Membrana de quitosanacom 5% de EAB) e MQ20 (Membrana de quitosana com 20% de EAB), sendo as amostras caracterizadaspelas técnicas de Microscopia Ótica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), de Resistência àTração e Citotoxicidade. Analisando macroscopicamente as membranas, evidenciou-se mudança de cor àmedida que o percentual do EAB foi aumentado, tornando as amostras mais escuras. As análises de MO eMEV evidenciaram membranas com superfície lisa e regular. O ensaio mecânico de resistência à tração reveloudiminuição na resistência à tensão quando acrescido 5% de EAB, e aumento desta com 20% de EAB. Oteste de citotoxicidade mostrou que todas as amostras são viáveis para uso em sistemas biológicos. Logo,conclui-se que foi possível desenvolver membranas de quitosana com diferentes concentrações de EAB, eque o grupo MQ possui uma maior resistência à tensão em relação aos demais grupos.Palavras-chave: Membranas. Quitosana. Plantas medicinai

Desenvolvimento e caracterização de esferas de quitosana/ Dysphania ambrosioides (L.) Mosyakin & Clemants

O objetivo do presente trabalho foi produzir e caracterizar um biomaterial na forma de esferas de quitosana/ Dysphania ambrosioides (L.) Mosyakin Clemants (mastruz) a fim de associar características positivas de ambos materiais, a quitosana com potencial osteoindutor e o mastruz capacidade de regeneração óssea, formando biomaterial a ser utilizado na formação e regeneração óssea. A planta foi coletada, identificada botanicamente e obtido extrato alcoólico bruto de Dysphania ambrosioides (L.) Mosyakin Clemants (EAB). Para produção das esferas de quitosana e quitosana com EAB utilizou-se a técnica de Gelificação Ionotrópica. As esferas foram divididas em três grupos: um grupo de quitosana pura, outro com concentração menor de EAB e o terceiro com a maior concentração de EAB. Estas foram caracterizadas por Microscopia Óptica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e análise do Grau de Intumescimento (GI). A MO evidenciou nas superfícies externa e interna, esferas com limites definidos e com mudança de cor à medida que o percentual do EAB foi aumentado, tornando-se mais escuras. A MEV revelou, em esferas de maior concentração, quando comparado as de menor concentração: uma diminuição no tamanho e aumento da quantidade e da intercomunicação dos poros, além da alteração do formato geométrico tanto das esferas quanto dos seus poros. Na análise do Grau de intumescimento não houve diferenças significativas entre os grupos. Conclui-se que foi possível a produção de esferas de quitosana e quitosana/ Dysphania ambrosioides (L.) Mosyakin Clemants (mastruz), que no grupo com maior percentual de EAB as amostras apresentaram-se mais escuras e com maior quantidade e intercomunicação dos poros e que embora tenha havido o intumescimento, não foi observada diferença significativa entre os grupos.   Palavras-chave: Quitosana. Plantas medicinais.  Regeneração óssea. 

Síntese e caracterização de arcabouços de quitosana com agente antineoplásicos

O sistema de liberação controlada de fármacos através da utilização de biomateriais poliméricos associados a compostos com ação antineoplásica pode ser empregado como alternativa de tratamento de neoplasias. Desta forma, este trabalho teve como objetivo a síntese e caracterização de sistemas de arcabouços de quitosana com o agente antineoplásico (1,4-naftoquinona), cuja taxa de liberação pode ser controlada pela utilização de um agente reticulante como o tripolifosfato de sódio (TPP). O método de preparação consistiu da solubilização da quitosana em ácido acético, adição do fármaco, congelamento, liofilização e reticulação com TPP. Todas as amostras foram caracterizadas por Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios X(EDS), grau de intumescimento e biodegradação enzimática. Na MEV foi evidenciada a formação de poros interconectados com tamanhos e formas variadas em todas as estruturas estudadas caracterizando a formação de arcabouços. Já no EDS foi observada a presença de elementos químicos característico da composição química de cada material. No entanto foi observada a presença do sódio que pode estar relacionado ao agente neutralizante utilizado. A reticulação de parte dos arcabouços foi comprovada pelo DRX, EDS e aumentou a taxa de degradação enzimática in vitro dos mesmos. A incorporação do fármaco foi confirmada por DRX, grau de intumescimento e EDS. Desta forma, pode-se concluir que ocorreu à formação de arcabouços reticulados e não reticulados porosos, com propriedades morfológicas e físico-químicas que podem contribuir para carrear fármacos antineoplásicos, sendo possível controlar a taxa de degradação dos mesmos e provável liberação do fármaco

Chitosan / calcium carbonate composites for use in rumen fistula cannulas.

A utilização de cânulas no sistema digestivo de ruminantes é frequentemente requisitada para estudos experimentais de digestibilidade. As cânulas utilizadas atualmente são fabricadas com polímeros sintéticos que apresentam mínima interação com o meio biológico, baixa biodegradabilidade e problemas de toxicidade relacionados aos aditivos. Por esta razão, a substituição dos polímeros sintéticos, por polímeros naturais, biodegradáveis, atóxicos e biocompatíveis como a quitosana poderá resultar na obtenção de um produto, que apresente melhor interação com o tecido animal. A quitosana, aplicada na Biomedicina, é um biomaterial que favorece a reconstituição fisiológica da pele e suas propriedades podem ser melhoradas pela adição de carbonato de cálcio de origem animal, extraído da casca do ovo de galinha, em preparações de compósitos quitosana/carbonato de cálcio (CaCO3). Sendo assim, este trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar membranas de quitosana e de compósitos quitosana/(CaCO3) para substituir, parcialmente, os polímeros sintéticos empregados atualmente em cânulas de fístula ruminal. Membranas de quitosana e compósito quitosana/(CaCO3) nas proporções de 1%, 5% e 10%, foram preparadas e caracterizadas por Espectroscopia na Região de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Difração de raios X (DRX), Tensão Superficial por medidas do ângulo de contato (TS), Análise de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Análise Termogravimétrica (TG), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Ótica (MO), Ensaio de Biodegradação Enzimática, Estabilidade em Soluções Aquosas Ácida e Alcalina, Estabilidade em Meio Ruminal, Avaliação da Viabilidade Celular dos Macrófagos (MTT), Determinação da Produção de Óxido Nítrico (NO) e Ensaio Mecânico (ensaio de tração). Na análise de FTIR, TS e ensaio mecânico a presença de CaCO3 nas proporções estudadas não demonstrou alterações significativas, quando comparadas as características da membrana de quitosana isoladamente. A técnica de DRX mostrou que, quanto maior a quantidade de CaCO3, maior é a cristalinidade do compósito. Quanto à topografia das amostras, a MO e a MEV revelaram que as partículas de carbonato de cálcio formaram aglomerados de tamanhos e formas variadas, porém bem distribuídas nas membranas. Pôde-se concluir com os resultados de DSC que o aumento da carga na membrana de quitosana proporcionou ao compósito maior estabilidade térmica, discretamente confirmada, pelo ensaio termogravimétrico (TG). Os ensaios de biodegradação apontaram que as membranas são biodegradáveis. A biocompatibilidade dos compósitos foi confirmada com os ensaios de MTT e NO, onde revelaram pouca ou nenhuma citotoxicidade. Baseado nos dados obtidos neste trabalho pode-se concluir que a membrana de quitosana com 1%, 5% e 10% de carbonato de cálcio extraído da casca do ovo de galinha apresenta viabilidade para ser aplicado como biomaterial, uma vez que otimiza a biocompatibilidade e a bioatividade do polímero sintético usado em cânulas e contribui para a redução da poluição ao meio ambiente.The use of cannulas in the digestive system of ruminants is often required for experimental studies of digestibility. The cannulas used today are made from synthetic polymers presenting minimal interaction with the biological environment, low biodegradability and toxicity problems due to additives. For that reason, the replacement of synthetic polymers used in the manufacture of these tubes, by a natural polymer, biodegradable, nontoxic and biocompatible such as chitosan may result in a product providing better interaction with the animal tissue. In Biomedicine, Chitosan is applied as biomaterial that favors the reconstitution of the skin and its physiological properties can be improved by the addition of calcium carbonate extracted form eggshells, leading to preparations of chitosan / calcium carbonate composites. Therefore, this paper proposes to develop and characterize chitosan membranes and chitosan / calcium carbonate composites to replace synthetic polymers currently used in these cannulas. Composite membranes of chitosan and chitosan / calcium carbonate with contents of 1%, 5% and 10% were prepared and characterized by Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), surface adhesion by contact angle measurements (TS), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analysis (TG), scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy (OM), Enzymatic biodegradation test, stability against acidic and alcaline aqueous solutions, Ruminal medium stability, assessment of cell viability of macrophages (MTT), Determination of the Production of Nitric Oxide (NO) and mechanical testing (tensile test). Regarding the FTIR and TS results, the presence of calcium carbonate in the proportions of 1%, 5% and 10% did not change significantly the characteristics of the chitosan membrane. The XRD technique showed that the greater the amount of calcium carbonate, the higher was the crystallinity of the composite. Regarding the topography, by light microscopy and scanning electron microscopy it was observed that calcium carbonate particles formed clusters of various sizes and shapes, but were well distributed in the membranes. Through the DSC can be concluded that the increased load on the membrane of chitosan gave them a greater thermal stability, which was also slightly observed by the thermogravimetric analysis (TG). The biodegradation tests showed that the membranes are biodegradable. The MTT assays and NO confirmed that the composites are biocompatible with low or without any cytotoxicity. Based on data obtained in this work can be concluded that the chitosan membrane with 1%, 5% and 10% calcium carbonate derived from the the chicken eggshell can be used as biomaterial and to improve the biocompatibility of synthetic polymers used in the cannulas, and this then contributes to the reduction of environmental pollution