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https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/23106| Tipo do documento: | Dissertação |
| Title: | Desenvolvimento de dispositivos carreados com fármaco para o tratamento de câncer |
| Authors: | Silva, Raquel Ribeiro de Souza |
| Orientador(a): | Mendonça, Roberta Helena |
| Primeiro coorientador: | Letichevsky, Sonia |
| Primeiro membro da banca: | Mendonça, Roberta Helena |
| Segundo membro da banca: | Sonia Letichevsky, Sonia |
| Terceiro membro da banca: | Bigansolli, Antonio Renato |
| Quarto membro da banca: | Silva, Cristiane Evelise Ribeiro da |
| Quinto membro da banca: | Bastos, Daniele Cruz |
| Keywords: | manufatura aditiva;sistemas de liberação responsivos;additive manufacturing;drug delivery system;6-mercaptopurina;6-mercaptopurine |
| Área(s) do CNPq: | Engenharia Química Engenharia Química |
| Idioma: | por |
| Issue Date: | 27-Dec-2024 |
| Publisher: | Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro |
| Sigla da instituição: | UFRRJ |
| Departamento: | Instituto de Tecnologia |
| Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
| Citation: | RIBEIRO, Raquel de Souza. Desenvolvimento de dispositivos carreados com fármaco para o tratamento de câncer. 2024. 116 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2024. |
| Abstract: | Atualmente, o câncer é uma das principais causas de mortes globais. No entanto, os tratamentos dessa enfermidade, apesar de eficazes, apresentam baixa seletividade e provocam efeitos colaterais adversos aos pacientes. Diante deste cenário, este trabalho tem por objetivo desenvolver um dispositivo polimérico multicamada responsivo à pH, visando potencializar a entrega do fármaco quimioterápico 6- mercaptopurina (6-MP) nas imediações do tumor. Para tal, um suporte de poli(ácido lático) (PLA) formado por duas peças (uma porosa – parte A e uma barreira difusional – parte B) foi impresso pela técnica de deposição de material fundido (FDM). Posteriormente, cerca de 0,13 mL de uma solução de 2% (p/v) de quitosana (QUI), 0,3% (p/v) de 6-MP e ácido acético diluído, foi adicionada ao sistema impresso para formar um fino filme de QUI/6-MP entre camadas de PLA, empregando-se a metodologia de evaporação de solvente. Os compostos puros (filamento de PLA, pó de QUI e pó de 6-MP), bem como os elementos produzidos (filmes de QUI e QUI/6- MP, e os dispositivos, vazio – DISPPLA, de única camada – DISP6MP e de dupla camada – DISP26MP), foram caracterizados pelos métodos de Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Difração de Raios-X (DRX), para avaliação química, estrutural e morfológica desses materiais. Além disso, foram realizados ensaios de liberação, em triplicata, dos sistemas de única camada (DISP6MP) em soluções tampão de fosfato de diferentes pHs (7,2, 6,4, 6,0 e 5,0), sob temperatura de 37°C, agitação de 70 rpm e durante 24 horas. Esses dados experimentais foram comparados com os modelos matemáticos de ordem zero, Higuchi, Ritger-Peppas e Peppas-Sahlin. Ademais, realizou-se um ensaio de permeabilidade com solução de azul de metileno e aparato próprio, visando verificar o funcionamento da barreira criada. Para mais, foi possível comprovar a presença do medicamento na camada interna dos dispositivos, verificando-se também um possível encapsulamento da droga. Para os ensaios de liberação, os valores acumulados obtidos foram de 60,4% (pH = 7,2), 80,1% (pH = 6,4), 56,3% (pH = 6,0) e 92,3% (pH = 5,0), corroborando para a hipótese do dispositivo fabricado ser responsivo à pH, possivelmente pelo comportamento da quitosana em meios ácidos. Ainda neste contexto, o modelo mais ajustado para todos os ensaios foi o de Ritger-Peppas, com coeficientes de correlação próximos a 0,99 em sua maioria. Esse resultado indica que a liberação do fármaco foi controlada tanto pela difusão quanto pelo inchamento das cadeias poliméricas. O ensaio de permeabilidade comprovou a eficácia da barreira difusional e assim, colabora para a confirmação da liberação unidirecional do sistema criado. Desta forma, o dispositivo de liberação fabricado neste estudo, torna-se uma opção promissora no tratamento de tumores sólidos pelo seu caráter responsivo e direcional. |
| Abstract: | Cancer has become one of the major causes of death worldwide. While the available treatments can be effective, they often lack selectivity and can cause side effects. In this context, this study aims to develop a pH-responsive polymeric multilayer device to improve the delivery of 6-mercaptopurine (6-MP) directly at tumor environment. A poly (acid lactic) (PLA) support, composed of two parts (a porous section - part A, and a diffusion barrier - part B), was fabricated using the Fused Deposition Model (FDM) method. Approximately 0.13 mL of a solution containing 2% (w/v) of chitosan (QUI), 0.3% (w/v) 6-MP, and diluted acid acetic was applied between PLA layers to form a thin CHI/6-MP film. The raw materials (PLA filament, chitosan powder, and 6-MP powder)as well as the manufactured components (chitosan and chitosan/6-MP films, and the drug delivery systems: empty DISPPLA, single-layer DISP6MP, and double- layer DISP6MP) were characterized using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-ray Diffraction (XRD) to assess their chemical, morphological and structural characteristics of these components. Additionally, release assays were conducted on the DISP6MP devices in phosphate buffer solutions at different pH values (pH of 7.2, 6.4, 6.0, and 5.0) at 37°C and 70 rpm over a 24-hour period. The data were analyzed using zero-order, Higuchi, Ritger-Peppas, and Peppas-Sahlin models for comparison. Furthermore, a permeability assay was carried out using a custom-built apparatus with methylene blue to investigate the barrier performance. The presence of the drug in the inner layer of the devices was confirmed, and possible encapsulation was suggested. The release results presented accumulated values of 60.4% (pH = 7.2), 80.1% (pH = 6.4), 56.3% (pH = 6.0), and 92.3% (pH = 5.0), supporting the conclusion that the devices are pH-responsive, likely due to the behavior of chitosan in acidic environments. Additionally, The Ritger-Peppas model provided the best fit for all four assays, with correlation coefficients around 0.99 for most cases. These findings suggest that the release of the drug was influenced by both diffusion and the swelling of the polymer chains. The permeability tests demonstrated the effectiveness of the diffusion barrier, confirming the unidirectional release capability of the developed system. These results indicate that the proposed drug delivery system, characterized by its responsiveness and directional release properties, holds promise as a potential option for the treatment of solid tumors. |
| URI: | https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/23106 |
| Appears in Collections: | Mestrado em Engenharia Química |
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