Influência da interação dipolar nas fases magnéticas de nanopartículas esféricas com estrutura núcleo@camada

Bi-magnetic core@shell nanoparticle has attracted attention several researchers because great applicability that they offer. The possibility of combining different functionalities of magnetic materials make them a key piece in many areas as in data processing permanent magnets and biomagnetics sistems. These nanoparticles are controlled by intrinsic properties of the core and shell materials as well as the interactions between them, besides size and geometry effects. Thus, it was developed in this thesis a theoretical study about dipolar interaction contribution between materials different magnetic properties in bi-magnetic core@shell nanoparticles conventional spherical geometry. The materials were analyzed CoFe2O4, MnFe2O4 e CoFe2 in various combinations and sizes. The results show that the impact of the core dipole field in the shell cause reverse magnetization early its, before of the core, in nanoparticle of CoFe2O4(22nm)@CoFe2(2nm), thereby causing a decrease coercivity field of 65% in comparection with simple nanoparticle of CoFe2O4 (HC=13.6 KOe) of same diameter. The large core anisotropy in conventional nanoparticle makes it the a stable dipolar field source in the shell, that varies length scale of the order of the core radius. Furthermore, the impact of dipolar field is greatly enhanced by the geometrical constraints and by magnetics properties of both core@shell materials. In systems with core coated with a thin shell of thickness less than the exchange length, the interaction interface can hold reversal the shell occurring an uniform magnetization reversal, however this effect only is relevant on systems where the dipole field effects is weak compared with the exchange interaction.

Rugosidade superficial e adesão bacteriana em compósitos com nanopartículas após acabamento e polimento

Objective: To evaluate in vitro the surface roughness and bacterial adhesion of nanoparticle composites, after being subjected to different finishing and polishing systems. Materials and Methods: 66 specimens were prepared, and 30 with Filtek Z350 XT (3M ESPE, USA) and 30 with the resin IPS Empress Direct (Ivoclar Vivadent, USA), divided into 6 groups (n = 10 ). Six specimens were prepared for analysis in scanning electron microscopy (SEM) .Each kind of resin was subjected to finishing and polishing systems: Sof-Lex Pop-On discs (3M ESPE, USA) and AstropolTM system (Ivoclar Vivadent , USA), featuring the experimental group. The control group did not undergo any kind of finishing and polishing technique. The average roughness (Ra) in both groups was measured using a roughness in the setting of 0.25 mm (cut off) and surface images obtained with photomicrographs taken with a scanning electron microscope (SEM) magnified 500 times. Bacterial adherence was evaluated by determining the absorbance (OD) of the suspension of adhered cells by spectrophotometer at 570 nm. The results were submitted for analyzed with 2-way ANOVA at α=.05 and Tukey multiple comparison tests. Results: Statistically significant differences were found between the groups in terms of roughness and bacterial adhesion. Filtek Z350 XT for resin were no differences between the tested finishing and polishing systems, where the system of lowest surface roughness was the Sof-Lex Pop-On. To the resin IPS Empress Direct, the finishing and polishing system Astropol, had lower results of surface roughness. As for bacterial adhesion, the lowest optical density value for Filtek Z350 XT was for the group that used the finishing and polishing system Sof-Lex Pop-On and the resin IPS Empress Direct the group that used the Astropol system. In addition, there was a positive correlation between surface roughness and bacterial adhesion on polished surfaces (r = 0.612) Conclusions: surface roughness and bacterial adhesion are closely related. The finishing and polishing Sof-Lex Pop-On system is more suitable for nanoparticulate Filtek Z350 XT and the finishing and polishing system Astropol for resin nanohíbrida IPS Empress Direct.

Síntesis de Fosfatos de Calcio en Presencia de Surfactantes Iónicos, Fosfolípidos y Nanopartículas de Sílice Mesoporosa para Controlar la Mesoestructura de la Biocerámica

Actualmente, hay un gran interés en el desarrollo de nuevos biomateriales debido a su enorme contribución a las demandas de una sociedad cada vez más envejecida que necesita alternativas para el tratamiento del cáncer o las enfermedades de los tejidos duros, Los primeros biomateriales se desarrollaron para que fuesen lo más bioinertes posible, A partir de los años 70's y 80's del siglo XX, comenzaron a investigarse biomateriales bioactivos o biodegradables, incluyendo algunos fosfatos de calcio y los vidrios bioactivos, En la actualidad, el interés se enfoca hacia la síntesis de biomateriales con mesoestructura controlada y funcionalizados para mejorar y adaptar su comportamiento en el cuerpo, Por otra parte, para aplicaciones de ingeniería de tejido óseo, los biomateriales se procesan como andamios 3D capaces de ser funcionalizados con señales bioquímicas y células. Asimismo, algunas estrategias recientes para la terapia del cáncer se basan en nanopartículas mesoporosas que son capaces de transportar drogas o material genético cuando se inyectan en el torrente sanguíneo, sin ser retiradas de la circulación por los macrófagos...

Sistemas semissólidos à base de nanopartículas lipídicas

As nanopartículas lipídicas foram desenvolvidas no início dos anos 90 e, atendendo às vantagens que apresentam comparativamente a outros sistemas coloidais, têm-se demonstrado muito promissoras, tanto para uso cosmético como farmacêutico. No entanto, atualmente apenas existem comercializados produtos cosméticos à base de nanopartículas lipídicas, o que pode ser justificado pelas restrições regulamentares relacionadas com a introdução de medicamentos no mercado. Existem dois tipos de nanopartículas lipídicas, as nanopartículas de lípidos sólidos (Solid Lipid Nanoparticles, SLN) e os vetores lipídicos nanoestruturados (Nanostructured Lipid Carriers, NLC), consistindo ambos em dispersões aquosas de nanopartículas sólidas. A baixa viscosidade destes sistemas dificulta a sua aplicação tópica. Neste contexto, têm sido desenvolvidas várias formulações semissólidas à base de nanopartículas lipídicas para aplicação tópica, nomeadamente cutânea, ocular, nasal e vaginal. A primeira parte desta dissertação consiste na revisão bibliográfica relativa ao estado da arte dos sistemas semissólidos à base de nanopartículas lipídicas, para uso farmacêutico e cosmético, baseada nos estudos realizados por diversos autores, entre 2012 e 2016. Na segunda parte, são apresentados resultados do trabalho experimental relativo ao desenvolvimento e caraterização de uma formulação semissólida à base de nanopartículas lipídicas.

Tintado de superficies y efectos visuales mediante el uso de micro y nanopartículas metálicas

Sistema de coloración de superficies mediante el empleo de soluciones de partículas nanoscópicas metálicas depositadas sobre la superficie del objeto a tintar. Al no suponer un recubrimiento completo de la superficie, como el que se da en depósitos moleculares, sino un depósito discreto de partículas, dejará pasar los detalles originales de la superficie. Este método presenta la ventaja de que el color se controla mediante la elección del tipo de partícula o mezcla de ellas y no únicamente mediante el control del espesor de la lámina depositada, en el caso de deposiciones moleculares. Lo parámetros de control y diseño son: forma de las partículas, tamaño de las partículas, relación de aspecto de las mismas, naturaleza material de las partículas, concentración de partículas, relación de mezcla de las partículas.

Efecto in vitro del peróxido de hidrógeno al 35% sobre el sellado marginal de restauraciones con resina compuesta de nanopartículas

Tesis de pregrado

Síntese de sensores, funcionalização de nanopartículas e fibras óticas para reconhecimento de aniões

O trabalho descrito nesta dissertação envolve a síntese e caracterização de novos macrociclos tetrapirrólicos e afins com potencial aplicação como quimiossensores de aniões, tanto em solução como quando suportados em diferentes materiais. As porfirinas e ftalocianinas ocupam um lugar de destaque nesta dissertação, pelo que no primeiro capítulo, é feita uma revisão bibliográfica acerca das suas metodologias de síntese bem como das suas principais características e aplicações, nomeadamente como quimiossensores de aniões. No segundo capítulo é discutida a síntese e caracterização dos compostos porfirínicos e ftalocianinicos com grupos amina ou poliamina, posteriormente utilizados como hospedeiros de aniões. Descrevem-se, pormenorizadamente, os métodos de síntese, purificação e caracterização estrutural dos diversos compostos sintetizados. No terceiro capítulo realizaram-se os estudos de complexação com aniões em solução e determinaram-se as respetivas constantes de afinidade. Os compostos sintetizados apresentam capacidade de interagir com diferentes aniões. As porfirinas testadas apresentam elevadas constantes de afinidade para o anião di-hidrogenofosfato, mesmo em soluções aquosas quando testadas com cristais piezoelétricos. No caso das ftalocianinas verificou-se que estas interagem com vários aniões e apresentam propriedades cromogénicas, podendo mesmo distinguir aniões cianeto em soluções contendo água. No quarto capítulo estudou-se a imobilização dos quimiossensores, que demonstraram maior eficácia nos estudos de reconhecimento em solução, em diferentes materiais. Primeiro foi estudada a imobilização dos quimiossensores em nanopartículas de sílica (com e sem núcleo magnético) e testada a sua capacidade como sensor de aniões em solução. Numa segunda parte foi estudada a imobilização em fibras óticas. Estas, além das suas excecionais propriedades físico-químicas, têm a vantagem de poderem ser integradas em diferentes estruturas e/ou equipamentos de análise. Na ultima parte desta dissertação encontra-se a descrição da síntese e caracterização de novos conjugados porfirina-C60-OligoDNA com potencial aplicação em transferência eletrónica. Foram sintetizados e caracterizados novos compostos porfirina-OligoDNA e C60-OligoDNA. Esta parte do trabalho foi realizada no “Institute of Advanced Energy” na Universidade de Quioto, Japão.

Produção de nanopartículas contendo peptídeos bioativos de microalgas

A produção de peptídeos bioativos de distintas fontes de proteínas vem ganhando espaço na produção científica e tecnológica, despertando interesse do setor empresarial. Paralelamente a isso, devido à elevada concentração de proteínas na biomassa das microalgas Spirulina e Chlorella, estas apresentam grande potencial para a extração de biocompostos com alto valor agregado, como biopeptídeos de microalgas. As proteínas são uma importante fonte de peptídeos bioativos, mas estes não estão ativos na proteína precursora e devem ser liberados para que apresentem efeitos fisiológicos desejados. Essa liberação pode ser feita através de hidrólise enzimática a partir de proteases, sendo um dos métodos mais utilizados para a produção destes biocompostos. Dentro deste contexto, vários estudos vêm mostrando o uso da tecnologia por secagem em spray dryer para a obtenção de nanopartículas que contenham compostos bioativos, sendo, essa técnica, amplamente utilizada para transformar líquidos em pós, podendo ser aplicada em materiais sensíveis à temperatura. Este estudo teve como objetivo obter peptídeos bioativos através da reação enzimática, tendo como substrato a biomassa de Spirulina sp. LEB 18 e Chlorella pyrenoidosa e, na sequência, obter nanopartículas contendo os biopeptídeos. Primeiramente, foram testadas as 3 proteases comerciais (Protemax 580 L, Protemax N 200 e pepsina) para a produção de hidrolisados proteicos de microalgas, para isso foram realizados 3 delineamentos compostos centrais para cada microalga em estudo (Chlorella e Spirulina). Os delineamentos utilizados foram do tipo 23 com três repetições no ponto central, variando-se a concentração de enzima (5 a 10 U.mL-1), a concentração de substrato (5 a 10 %) e o tempo de reação (60 a 240 min). Após, realizou-se 2 delineamentos compostos rotacionais do tipo 22 com pontos centrais, um para cada microalga, utilizando-se para a hidrólise a enzima Protemax 580L (5 U.mL-1) variando-se a concentração de substrato e tempo de reação, para todos ensaios estudou-se a solubilidade, capacidade de retenção de água, atividade antioxidante e digestibilidade. Foi selecionado um ensaio para cada microalga, levando em conta os melhores resultados. Então nova hidrólise enzimática foi realizada sendo o sistema reacional composto pela enzima Protemax 580 L (5 U.mL-1) e pela biomassa de Spirulina sp. LEB 18 ou Chlorella pyrenoidosa (4% de proteína) durante tempo de 200 min. Os hidrolisados foram purificados por filtração a vácuo com membranas millipores de diferentes tamanhos (0,45; 0,2 e 0,1 µm) e por colunas com membrana vertical Amicon® Ultra 0.5 (3K e 10K), sendo que após cada etapa, foi realizado teste de atividade antioxidante pelos métodos de poder redutor, DPPH e ABTS, a fim de verificar a permanência da atividade antioxidante. Utilizou-se nano spray dryer Büchi modelo B 90 para a secagem das amostras, sendo o tamanho das partículas obtidas analisados por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Por fim, conclui-se que a biomassa de microalgas pode ser utilizada como fonte de produção de peptídeos bioativos com elevada atividade antioxidante e que dentre as microalgas estudadas, Spirulina sp. LEB 18 apresentou melhores resultados, em todas as análises realizadas, quando comparada com Chlorella pyrenoidosa. Esse estudo, também visou utilizar a nanobiotecnologia para obtenção de nanoparículas contendo os biopeptídeos, para tal, utilizou-se o nano Buchi Spray Dryer B-90, o qual gerou partículas nanométricas de 14 a 18 nm para o hidrolisado de Spirulina e de 72 a 108 nm para o hidrolisado de Chlorella.

Estudo da influência da morfologia de nanopartículas de sílica mesoporosa na liberação do anticancerígeno indol-3-carbinol

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ceilândia, Programa de Pós-graduação em Ciências e Tecnologias em Saúde, 2015.

Remoción de la hemoglobina por adsorción sobre nanopartículas magnéticas de Fe3O4/TiO2

La remoción de la hemoglobina (Hb) por adsorción de la proteína sobre nanopartículas (Nps) magnéticas de Fe3O4/TiO2 (núcleo/coraza) aplicando un campo magnético externo, fue investigada mediante espectroscopia ultravioleta en el rango del ultravioleta y visible (UV-VIS). Durante la etapa de contacto de las Nps con la Hb se varió la concentración de las Nps y la temperatura, complementariamente durante la etapa de remoción del complejo Fe3O4/TiO2-Hb se varió la intensidad del campo magnético externo. Con una concentración inicial de Nps de 8 mg ml-1, el valor de la absorbancia del sobrenadante disminuye en un 11% con respecto a la solución inicial de Hb (0,8 g l-1) y al aumentar en un 50% la concentración de Nps, el valor disminuye hasta un 17%. Al incrementar la temperatura de 25 a 35ºC disminuye la adsorción de la Hb pero no se observa indicios de desnaturalización de la misma. Durante la etapa de remoción del complejo Fe3O4/TiO2-Hb, al incrementar la fuerza magnética se logra una caída en la intensidad de la absorbancia, casi un 30%. Finalmente, se determinó la demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) de la solución inicial de Hb y del sobrenandante, el valor para la solución inicial de Hb fue de 100 mg ml-1 y los resultados obtenidos para todas las soluciones tratadas fueron inferiores (62 mg ml-1) verificando el impacto que tuvo el uso de las Nps magnéticas de Fe3O4/TiO2 en la remoción de la Hb.

Nanopartículas hibrídas para sistemas de drug delivery inteligentes

A nanotecnologia é uma ciência multidisciplinar que consiste na otimização das propriedades da matéria permitindo assim o desenvolvimento de sistemas com um tamanho manométrico. A aplicação da nanotecnologia na medicina surge como um campo de pesquisa que esta a gerar um grande interesse, principalmente em sistemas de libertação controlada de fármacos. A nanotecnologia, e a sua aplicação na área da nanomedicina, em particular em drug delivery systems, tem sido alvo de um desenvolvimento acentuado. A administração de fármacos ocorre sobretudo por via oral ou por injeção direta no organismo. O percurso destes fármacos desde do local de entrada no organismo até ao tecido-alvo obriga que estes entrem em contato com os outros tecidos podendo interagir com eles. Deste modo, esta interação química pode produzir efeitos indesejáveis no organismo e reduzir a capacidade de ação do fármaco. Tem-se verificado, nas últimas décadas, um grande desenvolvimento de sistemas que contornam estes problemas, tais como a quantidade e o período de administração do fármaco bem como o seu local de libertação e atuação específicos. Este estudo surge com esta necessidade de se desenvolver sistemas de libertação controlada de fármacos. O objetivo destes sistemas inteligentes é controlar a libertação de fármacos por um dado período de tempo, a dose, a diminuição da toxidade, o aumento da permanência em circulação e o aumento da eficácia terapêutica através da libertação progressiva e controlada do fármaco por administrações menos frequentes. Além de todas estas vantagens, a administração destes sistemas possibilita a libertação dos fármacos em locais específicos, tais como em tumores e, assim, minimizar os efeitos colaterais indesejados dos fármacos em outros tecidos. O presente trabalho visa o desenvolvimento de novos biomateriais utilizando nanopartículas mesoporosas de sílica (MSN) e nanopartículas (NPs) metálicas de ouro para a aplicação a sistemas de libertação controlada de fármacos. Para isto, estudou-se a libertação de doxorrubicina (DOX) encapsulada em NPs e nanocápsulas mesoporosas de sílica tanto em solução como em superfícies como em vidro. Os resultados obtidos mostraram que as NPs apresentam uma grande capacidade de encapsulação com 36 ng DOX/mg partícula. O tempo de libertação em superfície (vidro) foi estimado em 50 horas enquanto que em solução obteve-se um período inferior a 10 horas. Em relação as NPs de ouro pode-se observar como estas promovem a libertação do fármaco ao serem irradiadas mediante um laser. Deste modo, estas NPs podem ser úteis para sistemas de libertação controlada de fármacos e para várias aplicações na nanomedicina.

Nanopartículas poliméricas de administración intranasal para la liberación de activos en el sistema nervioso central

Objetivos: Analizar la situación actual de las investigaciones relacionadas con las nanopartículas poliméricas como sistemas de liberación de fármacos, así como los estudios que muestran las aplicaciones de fármacos incorporados en dichos sistemas y liberados en el sistema nervioso central mediante la administración intranasal. Métodos: Se utilizó, entre otras, como principal fuente la base de datos de la National Library of Medicine, Washington, DC (MEDLINE: PubMed) para realizar la búsqueda de artículos de investigación más importantes publicados sobre el tema. Resultados: Muchos de los fármacos utilizados para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas no son capaces de atravesar la barrera hematoencefálica (BHE) y llegar al cerebro en concentraciones suficientes para ejercer su efecto terapéutico. Es por ello que surge la idea de desarrollar nanopartículas poliméricas para ser administradas por vía nasal. Gracias a la utilización de dichos sistemas, numerosos estudios han puesto de manifiesto una mejora en la utilidad clínica del fármaco, permitiendo reducir la dosis y la frecuencia de dosificación a la vez que se reducen los efectos secundarios. Conclusiones: Pese a los avances realizados, demostrándose un aumento de la concentración de fármacos incorporados en sistemas nanoparticulados que llegan al cerebro, aún son necesarias investigaciones que solventen los problemas de toxicidad presentados por estos sistemas y su variabilidad de dosis absorbida.

Evaluación fitoquímica y microbiológica de extractos naturales y su incorporación en nanopartículas poliméricas para su aplicación odontológica

La caries dental es la principal enfermedad oral que padece la población a nivel mundial. Su prevención se basa en educación sobre higiene oral, además del uso complementario de agentes antimicrobianos. Entre las alternativas de prevención una área prometedora incluye el empleo de extractos de plantas como agentes antimicrobianos incorporados en nanopartículas poliméricas (NP), las cuales, puedan funcionar como vehículos de liberación de extractos, mejorando el desempeño de estos agentes activos naturales. El objetivo de este trabajo fue obtener extractos de plantas de Ocimum basilicum (Albahaca) Calendula officinalis (Cálendula) y aceites esenciales de Syzigium aromaticum (Clavo) y Thymus vulgaris (Tomillo). Se realizó su caracterización fitoquímica y se evaluó su actividad antimicrobiana mediante dilución en tubo contra células plantónicas de Streptococcus gordonii, Streptococcus mutans y Candida albicans (ATCC), determinando la concentración mínima inhibitoria (CMI). El extracto con mayor actividad fue incorporado en NP mediante el método de nanoprecipitación (NP) y las nanopartículas se caracterizaron en base a su tamaño e índice de polidispersidad por espectroscopia de relación fotónica; el porcentaje y la eficiencia de encapsulación y mecanismo de liberación del eugenol contenido en el aceite encapsulado, se realizó mediante cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas (GSMC). En la presente investigación, se determinó que el aceite esencial de clavo mostró la mayor actividad antimicrobiana con respecto a los demás extractos evaluados. Por medio de GSMC se identificó al eugenol como el componente principal del aceite esencial obtenido por hidrodestilación. Se obtuvieron NP esféricas con tamaño alrededor de 157 nm, el porcentaje y la eficiencia de encapsulación de eugenol presente en el aceite encapsulado fue de 73.16 % y 47 % respectivamente; además de mostrar una liberación in vitro de eugenol del 50 % a las 24 horas. Finalmente, la CMI del aceite de clavo sin encapsular e incorporado en NP, correspondió a 125 y 75 μg/mL respectivamente. En base a los resultados obtenidos, es factible incorporar extractos vegetales en NP para su liberación sostenida, siendo una terapia antimicrobiana prometedora dentro del área odontológica.

Actividad bactericida, antifúngica y antiviral de nanopartículas de bismuto contra patógenos orales

De acuerdo con un anuncio publicado por el NIH (National Institute of Health, EUA), los biofilms o biocapas son un problema de salud pública muy importante en el área médica, ya que representan más del 80% de las infecciones microbianas en el cuerpo humano. Los tratamientos antimicrobianos estándar, típicamente fallan para erradicarlos. Por tanto, existe una creciente necesidad de desarrollo de nuevos fármacos con nuevas y mejores capacidades que puedan controlar a los biofilms. Hoy en día, la nanoterapeútica ofrece opciones innovadoras para controlar enfermedades infecciosas incluyendo la cavidad oral, contrarrestando el crecimiento de microorganismos patógenos tales como, Streptococcus mutans, Candida albicans y herpesvirus. En el área médica, algunos derivados del bismuto, como el subsalicilato, han sido empleados en el área médica para contrarrestar el vómito, náuseas, diarrea y dolor de estómago. En esta investigación determinamos la actividad antimicrobiana de nanopartículas de bismuto (BiNPs) contra patógenos orales. La actividad antibacteriana y antifúngica lo evaluamos por el ensayo de MTT y microscopía de fluorescencia. Demostramos que las BiNPs inhibieron el crecimiento de Streptococcus mutans con un 69% de efectividad así mismo obtuvimos un 85% de inhibición con Candida albicans, además fueron capaces de inhibir la formación del biofilm de ambas cepas. Por otra parte, determinamos la actividad antiviral en un modelo de rotavirus mediante el ensayo de inmunoperoxidasa presentando 90% de control de infección con el tratamiento de BiNPs. Finalmente, se evaluó la posible citotoxicidad de BiNPs en células epiteliales de riñón de mono mediante microscopía de fluorescencia y no mostró evidencias de citotoxicidad a 24 horas de exposición.