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Title: Desenvolvimento e caracterização de andaimes de blendas de Policaprolactona/Quitosana com N-metil-D-glucamina pelo método Solution Blow Spinning para aplicação em pacientes acometidos pela leishmaniose cutânea
Other Titles: Development and characterization of scaffolding of Polycaprolactone/Chitosan blends with N-methyl-D-glucamine by the Solution Blow Spinning method for application in patients affected by cutaneous leishmaniasis
Authors: Higino Neto, Miguel
Advisor: Alves, Salete Martins
Keywords: Andaimes;Nanofibras;Policaprolactona (PCL);Quitosana;Fiação por sopro em solução;Leishmaniose cutânea
Issue Date: 3-Sep-2021
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: HIGINO NETO, Miguel. Desenvolvimento e caracterização de andaimes de blendas de Policaprolactona/Quitosana com N-metil-D-glucamina pelo método Solution Blow Spinning para aplicação em pacientes acometidos pela leishmaniose cutânea. 2021. 68f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Têxtil) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021.
Portuguese Abstract: A preocupação com uma rápida cicatrização de feridas crônicas, como as observadas nas lesões cutâneas causadas por parasitos do gênero leishmania, se tornou a razão de diversos grupos de estudos desenvolverem curativos de alto desempenho. Esta nova abordagem da nanotecnologia têxtil busca desenvolver curativos que promovam a liberação controlada de fármacos diretamente no local da ferida de forma mais rápida e efetiva. Este estudo teve como objetivo desenvolver blendas de nanofibras pela técnica de fiação por sopro em solução (Solution Blow Spinning - SBS), a partir da combinação dos biopolímeros policaprolactona (PCL) e quitosana, com incorporação medicamentos a base de N-metil-D-glucamina, de escolha para tratamento da leishmaniose cutânea. Inicialmente, foi preparada uma solução contendo a concentração de 25% (m/v) e 75% (m/v) de quitosana e PCL, respectivamente, diluídos em ácido acético glacial 99.8%. Em uma segunda solução, nas mesmas condições foi incluída a medicamento (NMDG) a concentração de 6,7% (m/v). Ambas as soluções foram homogeneizadas sob agitação de barra magnética por 24h, em temperatura ambiente, e as soluções foram transferidas para seringa acoplada a bomba de ejeção para obtenção da nanofibra. A microscopia eletrônica de varredura (MEV), a espectroscopia de infravermelho (FTIR) foram utilizados para caracterização das nanofibras. A liberação do NMDG desse novo sistema foi analisada através da espectroscopia de luz visível (UV-VIS). O processo de produção desenvolvido nesta pesquisa permitiu a obtenção de andaimes de blendas pela combinação dos biopolímeros PCL e quitosana, sem e com o (NMDG), utilizando a técnica de fiação por sopro em solução (SBS). A partir das análises de MEV, foi possível observar diferenças significativas na média das nanofibras nos andaimes de blendas, que apresentaram valores de 320.9 ± 93.5 nm sem fármaco e 365.8 ± 113.2 nm para a nanofibra com o fármaco (p< 0,001). A caracterização FTIR indica nas fibras a presença de grupos funcionais característicos de cada material usado e produzido, permitindo, detectar a incorporação do fármaco com aumento de 6,2% na transmitância das nanofibras. A mistura de dois polímeros se mostrou uma técnica eficaz para obter um novo material com propriedades desejáveis, que podem ser relevantes para otimizar incorporação de fármacos e as propriedades de entrega e direcionamento de drogas. O estudo também comprovou a eficácia da técnica SBS para obtenção de nanofibras com quitosana. Embora estudos de atividade biológica in vitro e in vivo sejam necessários para comprovar a aplicação biológica das nanofibras, nossos dados apontam para o uso promissor da nanofibras de PCL/Quitosana incorporadas com NMDG para o tratamento da leishmaniose cutânea.
Abstract: The concern with rapid healing of chronic wounds, such as those observed in skin lesions caused by parasites of the leishmania genus, has become the reason why several study groups have developed high-performance dressings. This new approach to textile nanotechnology seeks to develop dressings that promote the controlled release of drugs directly at the wound site more quickly and effectively. This study aimed to develop nanofiber blends using the technique of spinning by blowing in solution (Solution Blow Spinning - SBS), from the combination of biopolymers polycaprolactone (PCL) and chitosan, with drug incorporation based on N-methyl-Dglucamine, of choice for the treatment of cutaneous leishmaniasis. Initially, a solution was prepared containing a concentration of 25% (m/v) and 75% (m/v) of chitosan and PCL, respectively, diluted in 99.8% glacial acetic acid. In a second solution, under the same conditions, a drug (NMDG) at a concentration of 6.7% (w/v) was included. Both solutions were homogenized under stirring with a magnetic bar for 24 hours, at room temperature, and the solutions were transferred to a syringe coupled to an ejection pump to obtain the nanofiber. Scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy (FTIR) were used to characterize the nanofibers. The release of NMDG from this new system was analyzed using visible light spectroscopy (UV-VIS). The production process developed in this research allowed to obtain scaffolding blends by combining PCL and chitosan biopolymers, without and with (NMDG), using the technique of spinning by blowing in solution (SBS). From the SEM analysis, it was possible to observe significant differences in the mean of nanofibers in the blend scaffolds, which presented values of 320.9 ± 93.5 nm without the drug and 365.8 ± 113.2 nm for the nanofiber with the drug (p<0.001). The FTIR characterization indicates in the fibers the presence of functional groups characteristic of each material used and produced, allowing the detection of drug incorporation with an increase of 6.2% in nanofiber transmittance. Mixing two polymers has proven to be an effective technique to obtain a new material with desirable properties, which may be relevant to optimize drug incorporation and drug delivery and targeting properties. The study also proved the effectiveness of the SBS technique for obtaining nanofibers with chitosan. Although in vitro and in vivo biological activity studies are needed to prove the biological application of nanofibers, our data point to the promising use of PCL/Chitosan nanofibers incorporated with NMDG for the treatment of cutaneous leishmaniasis.
URI: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/49131
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