Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10400.18/2831
Título: Biological Effects of Acrylic Engineered Particulate-Systems
Autor: Graça, Diogo
Orientador: Bettencourt, Ana
Silva, Maria João
Palavras-chave: Particulate-Systems
PMMA
Eudragit
Particle Characterization
Biological Effects
In vitro Toxicity
Genotoxicidade Ambiental
Caracterização de Partículas
Sistemas de Partículas
Efeitos Biológicos
Toxicidade In vitro
Data de Defesa: Nov-2014
Resumo: [ENG] Polymeric particulate-systems are of great relevance due to their possible biomedical applications, among them as carriers for the nano- or microencapsulation of drugs. However, due to their unique specific properties, namely small size range, toxicity issues must be discarded before allowing its use on health-related applications. Several polymers, as poly(methylmethacrylate) (PMMA), have proved to be suitable for the preparation of particulate-systems. However, a major drawback of its use refers to incomplete drug release from particles matrix. Recent strategies to improve PMMA release properties mention the inclusion of other acrylic polymers as Eudragit (EUD) on particles formulation. Though PMMA and EUD are accepted by the FDA as biocompatible, their safety on particle composition lacks sufficient toxicological data. The main objective of this thesis was to evaluate the biological effects of engineered acrylic particulate-systems. Preparation, physicochemical characterization and in vitro toxicity evaluation were assessed on PMMA and PMMA-EUD (50:50) particles. The emulsification-solvent evaporation methodology allowed the preparation of particles with spherical and smooth surfaces within the micrometer range (±500 nm), opposing surface charges and different levels of hydrophobicity. It was observed that particles physicochemical properties (size and charge) were influenced by biological media composition, such as serum concentration, ionic strength or pH. In what concerns to the in vitro toxicological studies, particle cellular uptake was observed on different cell lines (macrophages, osteoblasts and fibroblasts). Cytotoxicity effects were only found after 72 h of cells exposure to the particles, while no oxidative damage was observed neither on osteoblasts nor fibroblasts. Also, no genotoxicity was found in fibroblast using the comet assay to assess DNA damage. This observation should be further confirmed with other validated genotoxicity assays (e.g. Micronucleus Assay). The present study suggests that the evaluated acrylic particles are biocompatible, showing promising biological properties for potential use as carriers in drug-delivery systems.
[PT] Os sistemas de partículas poliméricas têm adquirido uma grande relevância devido às suas possíveis aplicações biomédicas, entre elas para nano- ou microencapsulação de fármacos. No entanto, as propriedades específicas destas partículas, designadamente o reduzido tamanho, tornam necessário a avaliação da sua toxicidade de modo a garantir a sua utilização segura. Muitos polímeros têm demonstrado potencial para este tipo de aplicações, designadamente o poli(metil metacrilato) (PMMA). Contudo, a sua aplicação é muitas vezes limitada pela libertação incompleta dos fármacos através da matriz polimérica. De modo a aumentar a permeabilidade das partículas de PMMA, estratégias recentes têm vindo a incluir outros polímeros acrílicos na formulação, designadamente o Eudragit (EUD), visando melhorar a libertação dos fármacos. Apesar dos polímeros referidos serem aceites pela FDA como biocompatíveis, não existem estudos suficientes relacionados com a sua toxicidade na forma de partículas. O principal objectivo desta tese foi avaliar os efeitos biológicos de partículas acrílicas. Em particular, realizou-se a preparação, caracterização físico-química e a avaliação de efeitos tóxicos em culturas celulares de partículas de PMMA e de PMMA-EUD (50:50). As partículas, obtidas pelo método de emulsão-simples por evaporação de solvente, demonstraram uma distribuição de tamanhos semelhantes (±500 nm), cargas de sinal contrário e diferentes níveis de hidrofobicidade. Foi também observado que o tamanho e a carga das partículas eram influenciados pela composição do meio biológico (concentração do soro, força iónica e o pH). Relativamente aos ensaios de toxicidade, a internalização das partículas foi confirmada em várias linhas celulares (macrófagos, osteoblastos e fibroblastos). Só foram observados efeitos citotóxicos após 72 h de exposição às partículas. Não foi detetada a produção de espécies reativas de oxigénio em osteoblastos nem em fibroblastos. Também não foram observados quaisquer efeitos genotóxicos através da avaliação de lesões no ADN de fibroblastos através do ensaio do cometa. Estes resultados devem ser confirmados através de ensaios já validados para avaliação de genotoxicidade (ex: Ensaio dos Micronúcleos). O presente estudo sugere que as partículas acrílicas avaliadas são biocompatíveis, tendo sido demonstrado que apresentam propriedades biológicas interessantes para uma possível aplicação em veiculação de fármacos.
Descrição: Dissertação de mestrado em Bioquímica (Biologia), apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa, 2014
Maria João Silva, Investigadora no Departamento de Genética Humana do INSA
Peer review: yes
URI: http://hdl.handle.net/10400.18/2831
Versão do Editor: http://hdl.handle.net/10362/13943
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