Obtenção de nanohíbridos a partir da montmorilonita para aplicação na liberação modificada de fármacos tuberculostáticos

dc.contributor.advisorFernandes, Nedja Suely
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0001-7948-405Xpt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9563490368583906pt_BR
dc.contributor.authorDamasceno Júnior, Elmar
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2593926180886946pt_BR
dc.contributor.referees1Silva, Isabel do Nascimento
dc.contributor.referees2Castro, Pollyana Souza
dc.contributor.referees3Barbosa, Raquel de Melo
dc.contributor.referees4Pergher, Sibele Berenice Castella
dc.date.accessioned2025-03-25T23:49:45Z
dc.date.available2025-03-25T23:49:45Z
dc.date.issued2024-08-27
dc.description.abstractTuberculosis (TB) is a severe infectious disease and one of the leading causes of preventable deaths worldwide. TB treatment is complex, involving multiple drugs, such as isoniazid (INH) and rifampicin (RIF), which present severe side effects due to the high dosages required. These adverse effects are among the factors that compromise treatment adherence, potentially leading to the emergence of multidrug-resistant bacterial strains. In this context, the search for new drug delivery strategies is crucial to improve treatment efficacy and reduce side effects. Clay-drug nanohybrid systems have gained prominence in the literature due to their potential to enhance the bioavailability of biomolecules, including drug protection against degradation and promoting controlled and pH-responsive release. This study aimed to develop montmorillonite nanohybrids, as well as bionanocomposites incorporating polysaccharides, for the modified release of tuberculostatic drugs, aiming to mitigate the severe side effects associated with these medications. Montmorillonite was used in its natural form and associated with the polysaccharides carboxymethyl cellulose (CMC) and the polysaccharide extracted from chia seeds (Salvia hispanica L.). In the first stage, the montmorillonite-rifampicin nanohybrid was obtained and tested for pHresponsive release of the drug. A 24 factorial design was applied to optimize the rifampicin incorporation process, identifying pH as the most influential variable. The optimized drug incorporation dose was 9860 ± 1,21 mg/g, and in vitro release studies demonstrated controlled release of 70% of the drug after 16 hours in simulated intestinal fluid. Kinetic analysis indicated prolonged release, fitting the Higuchi model. In the second stage, isoniazid was incorporated into montmorillonite, followed by the preparation of bionanocomposites coated with CMC and chia polysaccharide. The isoniazid incorporation efficiency was optimized through experimental design, and the materials obtained were characterized using techniques such as XRD, FTIR, TGA, and SEM. In vitro release studies confirmed the potential of the bionanocomposites for prolonged and controlled drug release at different pH levels, simulating the gastrointestinal environment. The results indicate that the developed nanohybrids and bionanocomposites are promising for the modified release of tuberculostatic drugs, presenting robust physical and chemical stability, as well as controlled release, which can reduce toxicity and side effects associated with conventional treatment.pt_BR
dc.description.resumoA tuberculose (TB) é uma doença infecciosa grave e uma das principais causas de morte evitáveis no mundo. O tratamento da TB é complexo, envolvendo múltiplos medicamentos, como isoniazida (INH) e rifampicina (RIF), que apresentam efeitos colaterais severos devido às altas dosagens necessárias. Esses efeitos adversos são um dos fatores que comprometem a adesão ao tratamento, o que pode levar ao surgimento de cepas multirresistentes da bactéria. Nesse contexto, a busca por novas estratégias de liberação de fármacos torna-se crucial para melhorar a eficácia do tratamento e reduzir os efeitos colaterais. Sistemas baseados em nanohíbridos argilafármaco têm ganhado destaque na literatura devido ao seu potencial para melhorar a biodisponibilidade de biomoléculas, incluindo a proteção de fármacos contra degradação e a promoção de liberação controlada e pH-responsiva. Este trabalho teve como objetivo desenvolver nanohíbridos de montmorilonita, assim como bionanocompósitos incorporando polissacarídeos, para liberação modificada de fármacos tuberculostáticos, visando a mitigação dos efeitos colaterais severos associados a esses medicamentos. A montmorilonita foi utilizada em sua forma natural e associada aos polissacarídeos carboximetilcelulose (CMC) e polissacarídeo extraído de sementes de chia (Salvia hispânica L.). Na primeira etapa, o nanohíbrido montmorilonita-rifampicina foi obtido e testado quanto à liberação pH-responsiva do fármaco. Um planejamento fatorial 24 foi aplicado para otimizar o processo de incorporação da rifampicina, identificando o pH como a variável mais influente. A dose otimizada de fármaco incorporado foi de 98,60 ± 1,21 mg/g, e estudos de liberação in vitro demonstraram uma liberação controlada de 70% do fármaco após 16 horas em fluido intestinal simulado. A análise cinética indicou uma liberação prolongada, ajustando-se ao modelo de Higuchi. Na segunda etapa, a isoniazida foi incorporada na montmorilonita, seguida pela obtenção de bionanocompósitos revestidos com CMC e polissacarídeo de chia. A eficiência de incorporação da isoniazida foi otimizada por meio de um planejamento experimental, e os materiais obtidos foram caracterizados utilizando técnicas como DRX, FTIR, TGA, e MEV. Os estudos de liberação in vitro confirmaram o potencial dos bionanocompósitos para a liberação prolongada e controlada do fármaco em diferentes valores de pH, simulando o ambiente gastrointestinal. Os resultados indicam que os nanohíbridos e bionanocompósitos desenvolvidos são promissores para a liberação modificada de fármacos tuberculostáticos, apresentando estabilidade física e química robusta, além de uma liberação controlada, que pode reduzir a toxicidade e os efeitos colaterais associados ao tratamento convencional.pt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqpt_BR
dc.identifier.citationDAMASCENO JÚNIOR, Elmar. Obtenção de nanohíbridos a partir da montmorilonita para aplicação na liberação modificada de fármacos tuberculostáticos. Orientadora: Dra. Nedja Suely Fernandes. 2024. 173f. Tese (Doutorado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/63238
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectQuímicapt_BR
dc.subjectNanohíbridos argila-fármacopt_BR
dc.subjectMontmorilonitapt_BR
dc.subjectIsoniazidapt_BR
dc.subjectRifampicinapt_BR
dc.subjectBionanocompósitospt_BR
dc.subjectLiberação pH-responsivapt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICApt_BR
dc.titleObtenção de nanohíbridos a partir da montmorilonita para aplicação na liberação modificada de fármacos tuberculostáticospt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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