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Título: Síntese in situ de nanopartículas de ouro para obtenção de compósitos com polissacarídeos visando aplicações biomédicas
Título(s) alternativo(s): Synthesis in situ of gold nanoparticles for obtaining composites with polysaccharides visualizing biomedical applications
Autor(es): Almeida, Débora Aparecida de
Orientador(es): Monteiro, Johny Paulo
Palavras-chave: Nanocompósitos (Materiais)
Polissacarídeos
Polímeros
Biocompatibilidade
Estabilidade
Nanocomposites (Materials)
Polysaccharides
Polymers
Biocompatibility
Stability
Data do documento: 5-Abr-2019
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Londrina
Citação: ALMEIDA, Débora Aparecida de. Síntese in situ de nanopartículas de ouro para obtenção de compósitos com polissacarídeos visando aplicações biomédicas. 2019. 75 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2019.
Resumo: A produção de compósitos de polissacarídeos e nanopartículas de ouro (AuNPs) tem sido foco de muitas pesquisas atuais. Tem sido reportado que materiais dessa natureza exibem propriedades bactericidas e anti-carcinogênicas, além servir como matrizes para crescimento celular. Os polissacarídeos naturais, tais como quitosana e pectina, normalmente apresentam baixa citotoxicidade e são biocompatíveis. Sendo assim estão aptos para serem usados na produção de biomateriais. Além disso, tem sido amplamente reportado a obtenção de hidrogéis utilizando esses polissacarídeos. Os hidrogéis de quitosana e pectina podem ser excelentes matrizes para AuNPs pois suas cadeias arranjadas tridimensionalmente exibem grupos capazes de executar a síntese in situ assim como fornecer um ambiente estável para o nanomaterial. Com base nisso, o presente trabalho propõe um método simples para obtenção de compósitos de pectina-AuNPs/quitosana a qual foi testado como matriz para crescimento celular. Inicialmente foi realizada a síntese in situ de AuNPs em solução de pectina por meio da mistura do precursor de ouro (HAuCl4) com o polissacarídeo sob aquecimento a 65°C. Diferentes concentrações de soluções de polissacarídeo e HAuCl4 foram testadas. Em seguida, hidrogéis de pectina-AuNPs e quitosana 1% (m/v), diluída em HCl 0,1 mol.L-1, foram obtidos também a 65°C. As AuNPs em pectina foram caracterizadas por espectroscopia visível, a qual foi verificado aparecimento de bandas características de ressonância de plasmon de superfície localizado para AuNPs. Os compósitos foram caracterizados por meio de espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS), difração de raio-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e ponto de carga zero (pHpcz), as quais comprovaram sua obtenção. Sob ensaio de desintegração/degradação em PBS, foi observado que a conjugação de pectina com quitosana permitiu a obtenção de hidrogéis estáveis na proporção 60:40 (pectina:quitosana), se empregada solução de pectina 2,5% (m/v) com e sem AuNPs inclusas na matriz 3D. Os hidrogéis sem adição HAuCl4 apresentou intumescimento em torno 4500%. Os compósitos tiveram intumescimento de aproximadamente 3000%, quando a maior quantidade de precursor de ouro foi testada. A presença de AuNPs fizeram os hidrogéis mais rígidos. Testes de crescimento celular mostraram que o compósito apresentou 84% de viabilidade celular para células ADSCs em comparação com controle positivo (placa de titânio). Isso indica que o material produzido apresenta propriedades favoráveis para aplicação na área biomédica de renovação tecidual. Vale ressaltar que o caminho de obtenção do compósito, considerando a síntese in situ de AuNPs em pectina seguida da conjugação com quitosana, ainda não tem sido reportada na literatura.
Abstract: The composites production based on polysaccharide and gold nanoparticles (AuNPs) has been the focus of many current research. It has been reported that the materials of this nature has bactericidal and anti-carcinogenic properties, besides serving as matrices for cell growth. Natural polysaccharides, such as chitosan and pectin, usually exhibit low cytotoxicity and are biocompatible. Then, they are suitable for use in the production of biomaterials. In addition, the hydrogels obtainment with these polysaccharides has been widely reported. The pectin/chitosan hydrogels can be excellent matrices for AuNPs because their 3D-organized chains can be able to perform an in situ synthesis as well as provide a stable environment for the nanomaterial. Based on this, the present work is a simple method to obtain pectin-AuNPs/chitosan composites, which was tested as a matrix for cell growth. Initially, it was an in situ synthesis of AuNPs in pectin solution by mixing the gold precursor (HAuCl4) with the polysaccharide under heat at 65°C. Different concentrations of polysaccharide and HAuCl4 solutions were tested. Then, pectin-AuNPs hydrogels and 1% (w/v) chitosan, diluted in 0,1 mol.L-1 HCl, were also obtained at 65°C. As the pectin AuNPs were characterized by spectroscopy, surface resonance bands localized to AuNPs were highlighted. The compounds were characterized by infrared spectroscopy (FTIR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and zero charge point (pHpcz), as companies have proven their success. The disintegration assay by injection in PBS showed that the pectin-AuNPs/chitosan association allowed the production of stable hydrogels in the ratio 60:40 pectin-AuNPs:chitosan (B0 and B3), when pectin 2,5% (w/v) and 1% (w/v) chitosan solutions were used with and without AuNPs included in the 3D matrix . The hydrogels, without the addition of HAuCl4 (B0), showed swelling around 4500%. The composites had approximately 3000%, when the largest amount of gold precursor was tested. The presence of AuNPs made the hydrogels more rigid. Cell growth tests showed that the composite presented 84% cell viability for ADSC cells compared to positive control (titanium plate). This indicates that the material produced has favorable properties for application in the biomedical area of tissue renewal. It is noteworthy that the path of obtaining the composite, considering the in situ synthesis of AuNPs in pectin followed by conjugation with chitosan, has not yet been reported in the literature.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4047
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