Desenvolvimento de microgéis híbridos para a sua aplicação em tratamentos de hipertermia magnética

A adição de nanopartículas magnéticas a polímeros termossensíveis permite desenvolver sistemas híbridos com possíveis aplicações biomédicas no âmbito do diagnóstico e/ou da terapia. A variedade de aplicações ao nível biomédico advêm da capacidade de resposta a vários estímulos, podendo tornar estes sistemas multifuncionais. O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de microgéis híbridos termossensíveis com capacidade de resposta tanto à temperatura como ao campo magnético aplicado. Os microgéis híbridos sintetizados por polimerização por emulsão sem tensioativo (polimerização por precipitação) são constituídos por poli (N-isopropilacrilamida) (PNIPAAm) reticulado e quitosano (CS), sendo a componente inorgânica composta por nanopartículas magnéticas de óxido de ferro (IONPs), previamente sintetizadas por precipitação química. Foram sintetizados microgéis com diferentes percentagens (%m/m) de CS: 2, 10, 15, 20 e 40; bem como com diferentes percentagens (%m/m) de IONPs: 5 e 10%. Os microgéis sintetizados foram caracterizados de forma a otimizar o seu processo de produção. Para tal foi avaliada a sua estrutura, as propriedades físico-químicas e magnéticas e a capacidade de inchamento dos diferentes microgéis produzidos. Por último, foi avaliado o potencial destes microgéis híbridos funcionarem como agentes de hipertermia magnética. Confirmou-se que os microgéis obtidos apresentam uma morfologia esférica com diâmetros médios inferiores a um micrómetro. A introdução tanto do CS como das IONPs não alterou a termossensíbilidade dos microgéis, embora tenha provocado uma diminuição nas suas capacidades de inchamento. Verificou-se ainda que o encapsulamento das nanopartículas de óxido de ferro não alterou as propriedades superparamagnéticas das mesmas. Estes dados, em conjunto com os resultados de hipertermia magnética, revelam um potencial para a aplicação destes microgéis híbridos em hipertermia magnética.

Efeito da hipertermia na pancreatite aguda grave experimental

OBJETIVO: O objetivo deste estudo é avaliar os efeitos da hipertermia na pancreatite aguda (PA) grave experimental induzida por ácido taurocólico. MÉTODO: A PA grave foi induzida pela injeção retrógrada de ácido taurocólico a 2,5% ou 5% no ducto pancreático principal. Após a indução, os animais foram colocados numa gaiola contendo duas lâmpadas de 100 W. A temperatura corporal foi aumentada para 39,5ºC e mantida neste nível por 45 minutos. Foram estudados taxa de mortalidade em 72 horas, permeabilidade vascular no pâncreas, porcentagem de água no tecido pancreático, amilase sérica, histologia (edema, necrose acinar e infiltrado inflamatório) e níveis séricos de IL-6 e IL-10. RESULTADOS: Não houve alteração em nenhum dos parâmetros avaliados. CONCLUSÃO: Não há benefício da hipertermia na PA grave experimental induzida por ácido taurocólico.

Perfusão isolada de membro com hipertermia na trataento das metástases em trânsito do melanoma cutâneo

OBJETIVO: Avaliar a casuística do Setor de Tumores Cutâneos da Disciplina de Cirurgia Plástica da Escola Paulista de Medicina/ Universidade Federal de São Paulo em relação à Perfusão Isolada de Membro (PIM) para o tratamento das metástases em trânsito do melanoma cutâneo, bem como os resultados conseqüentes, comparando-os com a literatura internacional. MÉTODO: De maio de 1993 a abril de 2007, 41 pacientes portadores de metástases em trânsito do melanoma cutâneo submeteram-se a 44 PIM. Por meio da observação de seus prontuários, foram avaliados quanto à toxicidade regional e sistêmica, e resposta tumoral após a PIM. Após a coleta dos resultados, procedeu-se a comparação com a literatura internacional e as posteriores conclusões. RESULTADOS: Houve 43,2% de respostas completas, 36,4% de respostas parciais e 20,4% sem resposta ao tratamento proposto. A toxicidade regional aguda descrita foi, de modo geral, restrita a edema e eritema discretos, não havendo nenhum caso de complicação sistêmica grave. CONCLUSÃO: Os dados obtidos nessa casuística corroboram os descritos pela literatura internacional, demonstrando a importância e a possibilidade da PIM para o controle locoregional das metástases em trânsito do melanoma cutâneo também na realidade brasileira.

Síndrome distérmica (hipertermia) em bovinos associada à intoxicação por Claviceps purpurea

Descrevem-se três surtos de síndrome distérmica (hipertermia) associada à intoxicação por Claviceps purpurea, em bovinos de leite durante o verão de 1999-2000, em três estabelecimentos do Rio Grande do Sul. De um total de 66 bovinos que ingeriram a ração contaminada com o fungo, 37 (56%) adoeceram até 3 meses após a introdução da ração contaminada. Os principais sinais clínicos foram temperatura retal elevada, pêlos compridos, longos e sem brilho, salivação intensa, respiração ofegante, com a boca aberta e, em alguns casos, com a língua para fora da cavidade oral. Os animais acometidos procuravam sombra ou permaneciam dentro d'água. Houve diminuição de 10 a 30% no consumo de alimentos e perda de peso. A redução na produção de leite foi de 30 a 50%. Os sinais clínicos se intensificavam durante o dia e eram diretamente proporcionais à elevação da temperatura ambiental. Os achados de necropsia em um bovino que foi eutanasiado, incluíram leve enfisema pulmonar, principalmente na região dorsal dos lobos pulmonares diafragmáticos. Histologicamente havia moderada hipertrofia da musculatura lisa dos bronquíolos e ruptura de septos alveolares formando cotos alveolares em clava. Nos três estabelecimentos onde ocorreram os surtos, escleródios de C. purpurea foram observados nas amostras de ração fornecida aos bovinos. Os animais afetados recuperaram-se após aproximadamente 60 dias da retirada da ração contaminada. O diagnóstico baseou-se em dados epidemiológicos, sinais clínicos, na presença de escleródios de C. purpurea na ração fornecida aos animais, nos achados de necropsia e na histopatologia. A patogenia e o quadro clínico-patológico observados são discutidos e comparados com outros relatos dessa enfermidade.

Concentrações hormonais e desenvolvimento folicular de vacas leiteiras em hipertermia sazonal e aguda

Avaliaram-se as concentrações hormonais e os parâmetros de desenvolvimento folicular de vacas leiteiras expostas ao calor sazonal e agudo. Dividiram-se os animais em quatro grupos: verão (n=5), outono (n=5), inverno com hipertermia aguda (grupo câmara climática, (CC), n=5) e inverno (n=9). Os animais foram abatidos no sétimo dia após a ovulação, e os parâmetros de desenvolvimento folicular avaliados. O líquido folicular do maior folículo foi aspirado e armazenado para posterior análise de hormônios esteróides e inibina. O número de células da granulosa vivas no verão e no outono foi 40 e 45% respectivamente, menor que no inverno (P<0,05). A concentração de estradiol (E2) no inverno foi 62% maior que no outono (P<0,05) e 34% superior ao grupo verão (P<0,06). Houve um aumento na quantidade de androstenediona no verão em relação aos grupos inverno (P<0,08) e outono (P<0,05). A concentração de inibina foi maior no inverno do que no verão e CC (P<0,05). A exposição ao calor sazonal e agudo modificou os parâmetros de desenvolvimento do folículo e as concentrações hormonais no líquido folicular, podendo explicar em parte a queda nas taxas de concepção no verão.

HIPERTERMIA EM RATOS INDUZIDA PELA LESAO ELETROLITICA DO MESENCEFALO: PARTICIPACAO DAS PROSTAGLANDINAS

The present studies were conducted to determine the role of prostaglandins in the etiology of a rise of body temperature observed in rats after electrolytic lesion made on the dorsal mesencephalic areas. This hyperthermia was abolished by intraperitoneal administration of indomethacin, an inhibitor of prostaglandins synthesis. These results strengthen the suggestion of a similar mechanism for both neurogenic hyperthermia and the fevers produced by pyrogens. However, until further experiments are carried out, the possibility of lesion in producing hyperthermia by different mechanisms cannot be ruled out.

Prevalência de equinos quarto de milha portadores das mutações causadoras da miopatia por acúmulo de polissacarídeo tipo 1, paralisia periódica hipercalêmica e hipertermia maligna no Brasil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Contribución al estudio de sistemas de hipertermia óptica y su aplicación en muestras biológicas

Las nanopartículas de metales nobles (especialmente las de oro) tienen un gran potencial asociado al desarrollo de sistemas de terapia contra el cáncer debido principalmente a sus propiedades ópticas, ya que cuando son irradiadas con un haz de luz sintonizado en longitud de onda con su máximo de Resonancia de Plasmón Superficial, absorben de manera muy eficiente dicha luz y la disipan rápidamente al medio en forma de calor localizado. Esta característica por tanto, puede ser aprovechada para conseguir elevar la temperatura de células tumorales hasta sobrepasar umbrales a partir de los cuales se produciría la muerte celular. Partiendo de estos principios, esta tesis se centra en el desarrollo y la caracterización de una serie de prototipos de hipertermia óptica basados en la irradiación de nanopartículas de oro con un haz de luz adecuado, así como en la aplicación in vitro de la terapia sobre células cancerígenas. Además, el trabajo se orienta a identificar y comprender los procesos mecánicos y térmicos asociados a este tipo de hipertermia, y a desarrollar modelos que los describan, estudiando y planteando nuevas formas de irradiación, para, en última instancia, poder optimizar los procesos descritos y hacerlos más efectivos. Los resultados obtenidos indican que, el uso de nanopartículas de oro, y más concretamente de nanorods de oro, para llevar a cabo terapias de hipertermia óptica, permite desarrollar terapias muy efectivas para inducir muerte en células cancerígenas, especialmente en tumores superficiales, o como complemento quirúrgico en tumores internos. Sin embargo, los efectos de la toxicidad de las nanopartículas de oro, aún deben ser detalladamente estudiados, ya que este tipo de terapias sólo será viable si se consigue una completa biocompatibilidad. Por otro lado, el estudio exhaustivo de los procesos térmicos que tienen lugar durante la irradiación de las nanopartículas ha dado lugar a una serie de modelos que permiten determinar la efectividad fototérmica de las nanopartículas y además, visualizar la evolución de la temperatura tanto a escala nanométrica como a escala macrométrica, en función de los parámetros ópticos y térmicos del sistema. El planteamiento de nuevas formas de irradiación y el desarrollo de dispositivos orientados a estudiar los fenómenos mecánicos que tienen lugar durante la irradiación pulsada de baja frecuencia y baja potencia de nanopartículas de oro, ha dado lugar a la detección de ondas de presión asociadas a procesos de expansión termoelástica, abriendo la puerta al desarrollo de terapias de hipertermia que combinen la muerte celular producida por calentamiento con la muerte derivada de los fenómenos mecánicos descritos.VII Noble metal nanoparticles (especially gold ones), have a huge potential in the development of therapy systems against cancer mainly due to their optical properties, so that, when these particles are irradiated with a light that is syntonized in wavelength with their maximum of Surface Plasmon Resonance, they effectively absorb and dissipate the light to the surrounding medium as localized heat. We can take advantage of this characteristic for rising the temperature of cancer cells above the threshold at which cellular death would occur. From these principles, this thesis is oriented to the development and characterization of a series of optical hyperthermia prototypes based on the irradiation of gold nanoparticles using the suitable light, and on the in vitro application of this therapy over cancer cells, to understand the mechanical and thermal processes associated with this kind of hyperthermia, developing descriptive models, and to study and to approach new ways of irradiation in order to, ultimately, optimize the described processes and make them more effective. The obtained results show that, the use of gold nanoparticles, and more specifically, of gold nanorods, to carry out optical hyperthermia therapies, allows the development of very effective therapies in order to induce death in VIII cancer cells, especially in superficial tumors, or like surgical complement in more internal tumors. However, the toxicity effects of the gold nanoparticles still need to be studied more detail, because this kind of therapies will be feasible only if a complete biocompatibility is achieved. On the other hand, the exhaustive study of the thermal processes that take place during the irradiation of the nanoparticles resulted in a series of models that allow the determination of the photothermal efficiency of the nanoparticles and also the visualization of the temperature evolution, both at nanoscale and at macroscale, as a function of the optical and thermal parameters of the system. The proposal of new ways of irradiation and the development of devices oriented to study the mechanical effects that take place during the low frequency and low power pulsing irradiation of gold nanoparticles has led to the detection of pressure waves associated to thermoelastic expansion processes, opening the door to the development of hyperthermia therapies that combine the cellular death due to the heating with the death derived from the described mechanical phenomena.

Caracterización y mejora de equipo para hipertermia magnética

El presente Trabajo de Fin de Grado es fruto de la colaboración en una investigación sobre la hipertermia magnética entre el Centro de Electrónica Industrial de la ETSII UPM (CEI) y el Centro de Tecnología Biomédica UPM (CTB). La hipertermia magnética es un tratamiento contra el cáncer que se encuentra en fase de desarrollo en distintos lugares alrededor del mundo. Se trata de una terapia que consiste en elevar la temperatura de las células cancerígenas hasta valores de entre 42 y 46ºC con el fin de destruirlas. Esto es posible pues por lo general, las células cancerígenas presentan una mayor sensibilidad ante efectos de hipertermia que el resto de células, por lo que una vez alcanzada la temperatura deseada se destruirían las células anómalas y las sanas quedarían intactas. Si se induce al paciente fiebre hasta los 39 ºC, tan sólo sería necesario alcanzar incrementos de temperatura de 3 o 4ºC para que el tratamiento tuviera éxito. El calentamiento se produce gracias al movimiento de nanopartículas magnéticas (NPMs) situadas en dichas células mediante técnicas médicas ya estudiadas. A su vez este movimiento se da gracias a la aplicación de un campo magnético sobre las NPMs. El equipo electrónico del que se dispone en esta investigación y que genera el campo magnético, está constituido esencialmente por un inversor de potencia en puente completo con carga inductiva, una placa de control y una fuente de tensión continua. A lo largo de este trabajo se abordarán y estudiarán varias cuestiones en línea con la continuidad de la investigación en este tratamiento y en aspectos de la misma como el estudio del equipo disponible y su mejora. En primer lugar se lleva a cabo un estudio de caracterización térmica del equipo del que se dispone, con el objetivo de conocer los parámetros de los que depende su funcionamiento y que permitirán verificar y dar consistencia a los resultados de los posteriores ensayos que con él se harán. Así mismo se realiza una fase de ensayos con el objetivo de optimizar el equipo, determinando cuales son los parámetros más relevantes y los valores de los mismos, que llevan al equipo a su máximo rendimiento en términos de incrementos de temperatura de las NPMs y por tanto hacia el éxito de la terapia. Tras la caracterización y optimización del equipo de hipertermia, se diseña una nueva fase de ensayos que tiene como fin la comparación de los resultados experimentales con el modelo físico teórico de calentamiento de las NPMs. Además se busca la comprobación de ciertas hipótesis extraídas de los mismos resultados experimentales, como la influencia de la forma de onda de la señal excitadora en el incremento de temperatura. Finalmente y con el fin de mejorar el rendimiento del equipo, se elabora un conjunto de posibles geometrías para la carga inductiva que incluya un núcleo de hierro, pues hasta el momento la bobina de la que se disponía tenía núcleo de aire. Se simulan las nuevas geometrías de la bobina con núcleo de hierro y se estudia cómo influyen los cambios en el campo magnético. Los avances en la investigación llevados a cabo en este Trabajo de Fin de Grado han permitido dar un paso más en el rendimiento, la fiabilidad de resultados y la mejora del equipo de hipertermia magnética, abriendo las puertas a ensayos in vitro y posteriormente in vivo para una terapia que podría estar más cerca de dar tratamiento eficaz a una de las enfermedades más implacables de nuestro tiempo.

Nanopartículas superparamagnéticas encapsuladas com polímeros para tratamento de câncer por hipertermia

O câncer é uma das maiores causas de mortalidade no Brasil e no mundo, com potencial de crescimento nas próximas décadas. Um tipo de tratamento promissor é a hipertermia magnética, procedimento no qual as células tumorais morrem pelo efeito do calor gerado por partículas magnéticas após a aplicação de campo magnético alternado em frequências adequadas. Tais partículas também são capazes de atuar como agentes de contraste para imageamento por ressonância magnética, um poderoso método de diagnóstico para identificação de células neoplásicas, formando a combinação conhecida como theranostics (terapia e diagnóstico). Neste trabalho foram sintetizadas nanopartículas de óxido de ferro por método de coprecipitação com posterior encapsulação por técnica de nano spray drying, visando sua aplicação no tratamento de câncer por hipertermia e como agente de contraste para imageamento por ressonância magnética. Para a encapsulação foram utilizadas matrizes poliméricas de Maltodextrina com Polissorbato 80, Pluronic F68, Eudragit® S100 e PCL com Pluronic F68, escolhidos com o intuito de formar partículas que dispersem bem em meio aquoso e que consigam atingir alvo tumoral após administração no corpo do paciente. Parâmetros de secagem pelo equipamento Nano Spray Dryer, como temperatura, solvente e concentração de reagentes, foram avaliados. As partículas formadas foram caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Varredura, Difração de Raios-X, Análise Termogravimétrica, Espalhamento de Luz Dinâmico, Espectroscopia de Infravermelho, magnetismo quanto a magnetização de saturação e temperatura, citotoxicidade e potencial de aquecimento. Tais procedimentos indicaram que o método de coprecipitação produziu nanopartículas de magnetita de tamanho em torno 20 nm, superparamagnéticas a temperatura ambiente, sem potencial citotóxico. A técnica de nano spray drying foi eficiente para a formação de partículas com tamanho em torno de 1 μm, também superparamagnéticas, biocompatíveis e com propriedades magnéticas adequadas e para aplicações pretendidas. Destaca-se a amostra com Pluronic, OF-10/15-1P, que apresentou magnetização de saturação de 68,7 emu/g e interação específica com células tumorais.

Síntese e caracterização de nanopartículas magnéticas de Co e Ni com aplicação em magneto hipertermia

Nanoparticles are importante for the study of new phenomena and for the development of new applications. Metallic magnetic nanoparticles like Cobalt and Nickel are important for their applications in nanoscience and nanotechnology. In this work, we report on the synthesis and characterization of Ni and Co nanoparticles. The nanoparticles were prepared by the modi- ed sol-gel method and were formed in the pore-network of the biopolymer quitosan. The reduction occurred in absence of H2 ux. The metallic particles and their monoxides have a face-centered- cubic structure. The metallic particles sizes ranged from 59 to 77 nm and from 19 to 50 nm for Ni and Co, respectively. Their monoxides chemically passivated the metallic cores, and after several weeks we have not observed further increase in oxidation. The synthesis method was tuned to obtain mainly the ferromagnetic phase. The system behaves like a core/shell structure with a ferromagnetic core and an antiferromagnetic shell. Exchange bias e ect was observed at temperatures below the Néel temperature. Both systems were submitted to an alternated magnetic eld and the heat released by the particles increased the temperature to 140°C in an interval of 5 min. Similar studies in samples dispersed in water increased the temperatures to 40-59°C, these results suggest that these materials are candidates for magnetic hyperthermia.

Hipertermia materna intraparto: factores de riesgo clínicos, manejo y resultados maternos y perinatales

Programa de doctorado: Patología quirúrgica. Reproducción humana y factores psicológicos y el el proceso de enfermar. La fecha de publicación es la fecha de lectura

Desidratação e recomendações para a reposição hídrica em crianças fisicamente ativas

OBJETIVO: A prática de exercícios físicos, devido à produção inerente de calor, pode conduzir à desidratação. A maioria dos estudos que abordam os riscos da desidratação e fornecem recomendações de reposição hídrica é direcionada a indivíduos adultos residentes em regiões de clima temperado, porém, em regiões tropicais, pouco é conhecido sobre as necessidades de reposição hídrica em crianças fisicamente ativas. Esta revisão discute as recomendações para esta população e estabelece os riscos da prática esportiva em ambiente de clima tropical. FONTES DE DADOS: Análise sistemática com levantamento da literatura nacional (SciELO) e internacional (Medline) de artigos publicados entre 1972 e 2009, com os seguintes descritores isolados ou em combinação: hidratação, crianças, desidratação e reposição hídrica. Foram selecionados artigos publicados nas línguas portuguesa e inglesa. SÍNTESES DE DADOS: Observou-se que há riscos de desidratação e possível desenvolvimento de um quadro de hipertermia principalmente se as crianças são submetidas a condições climáticas desfavoráveis sem reposição hídrica adequada. O principal fator desencadeante da hipertermia é a menor adaptação das crianças aos extremos de temperatura, em comparação aos adultos, por possuírem área maior de superfície corporal e capacidade menor de termorregulação por evaporação. CONCLUSÕES: Conhecidos os fatores intervenientes da desidratação, a melhor recomendação, perante uma condição climática sabidamente desfavorável, é estabelecer um plano impositivo de hidratação com bebida com sabor e acréscimo de carboidratos e sódio, evitando-se uma perda hídrica significativa, diminuição da performance e, principalmente, com o objetivo de reduzir os riscos à saúde impostos pela hipertermia e desidratação a crianças fisicamente ativas.