Academic literature on the topic 'Dendrímeros'

O presente estudo tem como objetivo revisar a literatura e expor as diferentes aplicações odontológicas dos dendrímeros de poliamidoamina (PAMAM). Para tanto foram utilizadas as bases de dados PubMed, SciELO e Science Direct, abrangendo-se artigos desde 2013 até 2017, através dos descritores (inglês/português). Com base nos critérios de exclusão foram retirados do trabalho, pesquisas com metodologias não definidas ou com deficiência de informações, além de estudos não diretamente relacionados com o objetivo do projeto. Ficaram incluídas no estudo, pesquisas in vitro, assuntos relacionados à prática da odontologia restauradora e artigos que apresentaram resultados significativos. Ao todo foram obtidos 9 artigos dos quais 4 seguiram selecionados após análise de título e Resumo. Observou-se que os dendrímeros de Poliamidoamina de geração 4.0 (4G) podem ser absorvidos na superfície de esmalte desmineralizado e induzir a formação de cristais de hidroxiapatita, de mesma estrutura e orientação, para a remineralização do mesmo. Além disso, outros estudos apresentaram valores potenciais no uso de dendrímeros PAMAM 4G na biomineralização de túbulos dentinários desmineralizados. Concluímos que estudos laboratoriais do uso de Dendrímeros PAMAM já vêm sendo desenvolvidos para testar seus efeitos positivos ou negativos na aplicação odontológica, no entanto, embora conceitualmente promissora, necessita ser extensivamente avaliada em análises laboratoriais e clínicas antes que seja incluída na rotina odontológica.Palavras-chave: Dendrimers. Dentistry. Biopolymers.

En este trabajo se revisan las características y aplicaciones de los dendrímeros. Estos son polímeros tridimensionales con características únicas en el campo de los nanomateriales, que incluyen: arquitectura simétrica, estable y bien definida; tamaño monodisperso en el rango de los nanómetros; estructura ramificada multivalente y multifuncional; grupos superficiales de tipo, carga y cantidad controlada; relación área/volumen extremadamente alta; y elevada solubilidad en agua. Asimismo, han demostrado incrementar la solubilidad, estabilidad y biodisponibilidad de las drogas con las que interaccionan, por lo que se han convertido en nanotransportadores de drogas de relevancia. Sumado a ello, los dendrímeros son el único tipo de nanopartículas con las características adecuadas para ser utilizados en una gran variedad de vías de administración, incluyendo la intravenosa, transdérmica, oral e intranasal. Además, los dendrímeros han demostrado actuar como nanodrogas per se, presentando actividad como anti-bacterianos, anti-virales, anti-inflamatorios, inhibidores de enzimas, e inhibidores de la agregación de proteínas.

El diseño y síntesis de macromoléculas orgánicas conjugadas es de interés en el área de la optoelectrónica, para la fabricación de dispositivos optoelectrónicos, tales como celdas solares orgánicas, celdas solares tipo perovskita, OLEDS, Transistores delgados de efecto de campo orgánicos, sensores, etc. En este trabajo se reporta la simulación molecular mediante DFT de un dendrímero de tipo resorcinareno con segmentos de quinolina y tiofeno en la periferia, designado como D. El dendrímero se sintetizo siguiendo el método convergente de acoplamiento del dendrón quinolínico al centro. El dendrímero D fue caracterizado mediante espectroscopia de 1H-RMN, FT-IR. El estudio de las propiedades ópticas se realizó mediante espectroscopia de UV vis y Fluorescencia estática y dinámica, los resultados indican que el dendrímero presenta una emisión máxima a 574 nm que se ubica en la región verde del espectroelectromagnético. El cálculo del band gap óptico y teórico fue de 2.78 y 3.3 eV respectivamente lo que ubica a este material, dentro de los semiconductores orgánicos. Los valores teóricos de los niveles de energía de los orbitales frontera HOMO y LUMO de 5.52 y 2.18 eV, sugieren su posible aplicación como HTL (hole transfer layer) en la fabricación de una celda solar orgánica de heterounión.

Resumen: Actualmente, estamos en una etapa en la que las ciencias biom.dicas buscan mejorar el diagnóstico y la terapia de varias enfermedades, por medio del empleo de novedosos dispositivos a escala nanométrica. Micelas poliméricas, liposomas, dendrímeros y nanopartículas biodegradables, son algunos ejemplos de nanomateriales que se investigan en los laboratorios, que están en fase pre-clínica o ya se emplean en la clínica. En este momento se cuenta con numerosos nuevos sistemas nanoestructurados con múltiples y potenciales aplicaciones en el área biomédica. Sin embargo, a pesar de que en muchos casos se han realizado caracterizaciones fisicoquímicas de los mismos, no se ha estudiado su interacción con diferentes sistemas biológicos y con las nanobiomoléculas que los componen. En este artículo, mostramos la evolución del trabajo que estamos llevando a cabo en nuestro laboratorio. En primera instancia, describimos las investigaciones que hemos realizado estudiando diferentes nanobiomoléculas. Nuestro objetivo es intentar entender la señalización y regulación de procesos biológicos como la síntesis de proteínas en el sistema nervioso o la síntesis de ARN en el núcleo celular. En segunda instancia, describimos estudios que estamos realizando utilizando dendrímeros y analizando sus posibles aplicaciones en el tratamiento de enfermedades como el parto prematuro, el cáncer o la diabetes. Por último, describimos brevemente la microscopía de fuerza atómica y sus aplicaciones en ciencias biológicas y biomédicas, finalizando con un ejemplo concreto de nuestra investigación.

En las dos últimas décadas ha resurgido la química de la poli(2-oxazolina) debido a su fácil síntesis y capacidad para modular su estructura química, así como sus propiedades. Además, las poli(2-oxazolina)s son biocompatibles y muchas responden a un cambio de la temperatura. Los macromonómeros de 2-oxazolina usualmente son empleados como material de partida para realizar la síntesis a medida de copolímeros injertados, copolímeros de tipo estrella y dendrímeros. También los macromonómeros son introducidos en la síntesis de materiales con estructuras más complejas como los hidrogeles o nanogeles. Es motivo por el que, en este manuscrito se dan a conocer aspectos químicos fundamentales e importantes sobre la polimerización y preparación de los macromonómeros de 2-oxazolina, por el método del iniciado y terminador de la polimerización viviente. Se analiza la importancia del iniciador, el terminador y del sustituyente en la 2-oxazolina.

La manipulación de las condiciones de síntesis permite el control racional del tamaño y la forma de las partículas y provee los medios para adaptar las propiedades de los materiales a una aplicación específica. En este trabajo se describen los principales métodos de síntesis de nanomateriales. En la aproximación de “arriba hacia abajo”, que involucra principalmente métodos físicos que describen la evaporación térmica, la preparación de clusters gaseosos, la implantación de iones, el depósito químico en fase vapor y la molienda o activación mecanoquímica. Por otro lado, la aproximación «de abajo hacia arriba» involucra principalmente métodos químicos. Los métodos de esta aproximación que se describen en este trabajo son el método coloidal, la reducción fotoquímica y radiolítica, la irradiación con microondas, la utilización de dendrímeros, la síntesis solvotermal y el método sol-gel. Además, se describen algunos métodos para depositar nanopartículas sobre soportes (principalmente sobre óxidos), como son: la impregnación, la adsorción iónica, el depósito-precipitación, el depósito de coloides y el depósito fotoquímico.

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FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas
CVRD - Companhia Vale do Rio Doce
A primeira parte deste trabalho aborda a simulação computacional de dinâmica molecular clássica da interação de sistemas matriciais constituídos de nanofios paralelos de Au simuladas em função do tempo. Como resultados foram encontrados os tempos de colisões entre os fios da matriz. A segunda parte deste trabalho utiliza dinâmica molecular clássica para simular cinco gerações de dendrímeros PAMAM, cada qual interagindo individualmente com um nanotubo de carbono em função do tempo resultando num motor molecular. Além disso, foram calculados os espectros de absorção deste sistema e foi verificado que eles são nanomotores controlados pela luz. Para todos estes sistemas foram calculadas energias cinética, potencial, total, velocidade, propriedades termodinâmicas como variação de entropia molar, capacidade molar térmica e temperatura in situ. Estas grandezas nos forneceram valiosas informações sobre o comportamento destes sistemas.
First part of this work is about the classical molecular dynamics simulation of the interaction of matrix systems of parallel nanowires of Au as a function of time. The results find the time of collision between the wires of the array. The second part of this work is using classical molecular dynamics simulation for five generations of PAMAM dendrimers, each interacting individually with a carbon nanotube as a function of time resulting in a molecular motor. Furthermore, it were calculated the absorption spectra of this system and it was found that they could be nanomotors controlled by light. For all these systems were calculated kinetic energy, potential, speed, thermodynamic properties as molar entropy variation, molar heat capacity and temperature in situ. These quantities provide us with valuable information about the behavior of these systems.

A evolução da ciência tem proporcionado novas oportunidades que resultaram num prolongamento e aumento da qualidade da vida humana. Uma dessas descobertas foi a utilização de células estaminais para terapia celular, com o intuito de ajudar a reparar, substituir ou regenerar tecidos ou órgãos. As células estaminais apresentam duas propriedades especiais: o potencial de se diferenciarem em múltiplas linhagens e a capacidade de se auto-renovarem. Existem dois tipos principais de células estaminais, as embrionárias e as adultas. Entre estas últimas, estão as células estaminais mesenquimais que são detentoras de um potencial multipotente, o que as torna muito atractivas para aplicações clínicas, além de serem livres de objecções éticas. Os dendrímeros são macromoléculas esféricas, com uma estrutura bem definida e com uma superfície multivalente. Os dendrímeros de poli(amidoamina) (PAMAM) foram os primeiros a ser sintetizados, caracterizados e comercializados. Estes podem apresentar diferentes grupos funcionais à superfície que fazem variar as suas propriedades. De facto, à semelhança do que acontece com outros nanomateriais, é cada vez mais comum a utilização de dendrímeros em associação com as células estaminais mesenquimais, com o intuito de se encontrarem novas abordagens terapêuticas e metodologias de diagnóstico. Posto isto, o objectivo principal desta tese foi verificar se a capacidade de diferenciação osteogénica e adipogénica destas células não era afectada na presença de dendrímeros PAMAM. Desta forma, procedeu-se ao estudo do efeito do tipo de funcionalização à superfície, do número de geração e da concentração de dendrímeros na diferenciação celular. Foi avaliada a citotoxicidade através do teste de redução da resazurina e a capacidade de diferenciação através de marcadores bioquímicos e histoquímicos clássicos comummente utilizados na caracterização de culturas de osteoblastos e adipócitos. Constatou-se que a viabilidade celular é inferior quando as culturas se encontram em contacto com dendrímeros carregados positivamente, enquanto que com dendrímeros aniónicos ou neutros não sofre nenhuma alteração. Em termos da diferenciação, mostrou-se que esta não é directamente afectada pela exposição aos dendrímeros.
The evolution of science has provided new opportunities that resulted in prolonged and improved quality of life. One of these findings was the use of stem cells for cellular therapies, with the aim of repairing, substitute or regenerate tissues or organs. Stem cells present two major properties: the capacity of differentiation into multiple lineages and the capacity of self-renew. There are two types of stem cells, the embryonic and the adult. Among the latter are the mesenchymal stem cells which are multipotent and free of ethical issues, being thus attractive for clinical applications. The dendrimers are spherical macromolecules with a very well defined structure and with a multivalent surface. The poly(amidoamine) (PAMAM) dendrimers were the first ones being synthesized, characterized and commercialized. They can present different surface groups which are responsible for their properties. In fact, in similarity with what happens with other nanomaterials, the use of dendrimers in association with mesenchymal stem cells is becoming common for finding new diagnostic methodologies and therapeutic strategies. The main goal of this thesis was, then, to evaluate if the osteogenic and adipogenic differentiation potential of mesenchymal stem cells was not affected by the presence of PAMAM dendrimers. For that purpose, the effect of the type of surface functional groups, generation number and concentration of dendrimers on cellular differentiation was studied. Cell viability was assessed by the resazurin reduction assay and the differentiation capacity through classic biochemical and histochemical parameters commonly used in the characterization of osteoblasts and adipocytes in culture. Results have shown that cell viability was lower when the cultures were in contact with cationic dendrimers, whereas, with anionic and neutral dendrimers there was no change. On the other hand, cell differentiation was not directly affected by exposure to dendrimers.

Submitted by Margareth Ribeiro (meg@unifei.edu.br) on 2018-09-04T17:17:38Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_0033355.pdf: 3127162 bytes, checksum: 13fd68a53c999f44bbcba16c0795057a (MD5)
Made available in DSpace on 2018-09-04T17:17:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_0033355.pdf: 3127162 bytes, checksum: 13fd68a53c999f44bbcba16c0795057a (MD5) Previous issue date: 2008
Hoje em dia, os dendrímeros representam um interessante e promissor material orgânico sendo usado em desenvolvimento de novos materiais para a indústria farmacêutica, tais como sistemas de liberação de drogas e, mais recentemente, como propriedades sensoras para proteínas e hemometabólitos. As propriedades intrínsecas dos dendrímeros como a monodispersividade, elevados grupos funcionais periféricos em macromoléculas e boas propriedades biocompatíveis destas nanopartículas, tem conduzido para sua difusão e usados em uma variedade de aplicações na medicina e biotecnologia. Neste trabalho foram desenvolvidos biossensores de glicose, colesterol e uréia baseados em poliglicerol bioconjugado (PGLD), poli(propileno imina) (PPID) e dendrímeros de quitosana (CHD). Os dendrímeros PGLD, PPID e CHD foram bioconjugados com as enzimas glicose oxidase (GOx), colesterol oxidase (COx) e urease para obter dendrímeros com propriedades sensoras de glicose, colesterol e uréia. Os dendrímeros bioconjugados PGLD, PPID e CHD foram atraídos em nanotubos de polianilina (PANINT ́s) durante polimerização eletroquímica template de anilina. Os PANINT ́s foram usados como mediadores de elétrons, devido sua alta habilidade para promover as reações de transferência de elétrons, envolvendo catálise enzimática. A resposta de corrente observada em enzimas transformadas na interface do eletrodo demonstrou que nanotubos de polianilina são eficientes mediadores para desenvolver biossensores. As respostas de corrente para as propriedades dos hemometabólitos glicose, colesterol e uréia bioconjugados com PGLD, PPID e CHD, e GOx, COx e urease, ocorreram às tensões de 400 mV, 700 mV e 600 mV, respectivamente. Foi obtido que a corrente resposta para os bioconjugados PGLD, PPID e CHD facilmente atinge o estado de saturação. Os resultados correspondentes à corrente de saturação é mais acentuada para o biossensor de PGLD do que para os bioconjugados CHD e PPID. A constante aparente de Michaelis–Menten(KappM) dá indicações da cinética enzima-substrato para os bioconjugados PPID, CHD e PGLD e foi calculada a partir da equação eletroquímica de Lineweaver–Burk. O biossensor baseado em PGLD, PPID e CHD mostrou uma boa performance em concentrações de interesse clínico de glicose, colesterol e uréia. A afinidade enzimática para o substrato (KappM), indica que a atividade catalítica enzimática decai na ordem PGLD>CHD>PPID. O resultado mostra que o PGLD aparenta ser um candidato bastante promissor para o desenvolvimento de biossensores de alta performance, em comparação com os dendrímeros CHD e PPID. Uma rede neural artificial, tipo Back-Propagation com três camadas de neurônios, foi treinada e aplicada, predizendo a quantia dos hemometabólitos glicose, colesterol e uréia através da resposta de corrente dos biossenssores desenvolvidos. A rede neural desenvolvida para determinação de hemometabólitos mostrou-se ser eficiente em ambas fases, de treinamento e teste, respectivamente.

O câncer de mama constitui o segundo tipo de câncer mais frequente no mundo e o mais comum entre as mulheres, devido ao seu alto grau de malignidade. A quimioterapia é utilizada no tratamento de câncer de mama com presença de metástase, dentre os fármacos mais utilizados está o paclitaxel, que atua na desestabilização dos microtúbulos na divisão celular, levando a célula neoplásica a apoptose, porém, o paclitaxel é uma molécula extremamente lipofílica, solubilizada em Cremophor® EL, um tensoativo altamente tóxico utilizado na formulação comercial. O objetivo deste trabalho foi desenvolver complexos dendriméricos com paclitaxel para a otimização da terapia do câncer de mama. Para a quantificação do paclitaxel nos sistemas de liberação desenvolvidos foram validados métodos analíticos por espectrofotometria UV-Vis e por cromatografia líquida de alta eficiência. Os métodos foram seletivos, linear, precisos e exatos. Para a obtenção de uma formulação concentrada os complexos foram liofilizados. O complexo PAMAM-G4-NH2-Paclitaxel foi obtido em diversos meios reacionais, com diferentes faixas de pH, sendo o tampão Hepes, pH 7,4, e água; os meios que obtiveram melhores resultados de complexação, posteriormente foram analisados por DLS e NTA, com diâmetro médio de partícula em 160 nm e potencial zeta catiônico. A caracterização do complexo obtido foi realizada por análises de espectrofotometria no infravermelho e ressonância magnética nuclear. O estudo in vitro de liberação do paclitaxel a partir dos complexos dendriméricos foi realizado utilizando membrana de acetato de celulose e quantificação por CLAE. O perfil de liberação demonstrou que após 156 horas, no máximo 35% do fármaco foi liberado. A liberação lenta representa uma vantagem para o tratamento de tumores sólidos, pois idealmente o sistema de liberação deve manter o fármaco encapsulado durante a circulação sanguínea e liberá-lo uma vez acumulado passivamente no sítio tumoral. A citotoxicidade foi avaliada na linhagem tumoral 4T1, através do ensaio do MTT. O complexo PAMAM-G4-NH2-Paclitaxel apresentou citotoxicidade 5 vezes maior que a formulação comercial. Na avaliação antitumoral in vivo do complexo, foram avaliados a curva do crescimento tumoral, o registro de peso, a sobrevivência dos animais e a proliferação celular com o anticorpo ki 67. O complexo dendrimérico teve efeito estatisticamente significativo na redução do volume tumoral e, através da análise de imunohistoquimica foi confirmada a redução da proliferação celular. Portanto, o complexo PAMAM-G4-NH2-Paclitaxel pode representar uma estratégia promissora para o tratamento de câncer de mama e posteriormente deverá ser avaliada por meio de estudos clínicos.
Breast cancer is the second most common type of cancer worldwide and the most common among women, due to its high degree of malignancy. Chemotherapy is used to treat breast cancer metastasis, among the most widely used drugs are paclitaxel, which operates in the microtubules destabilization in cell division, resulting in neoplastic cell apoptosis, however, paclitaxel is a highly lipophilic molecule which is solubilized in Cremophor® EL, a highly toxic surfactant used in the commercial formulation. The aim of this study was to develop dendrimeric complex with paclitaxel for the optimization of breast cancer therapy. To quantify the paclitaxel in the developed delivery systems, the analytical method was validated by UV-Vis spectrophotometry and high-performance liquid chromatography. The methods were selective, linear, accurate and precise. To obtain a concentrated formulation, the complexes were lyophilized. The PAMAM-G4-NH2-paclitaxel complex was obtained in various reaction media with different pH ranges, with the HEPES buffer, pH 7.4, and water. The media with obtained the best complexation were subsequently analyzed by DLS and NTA, and the mean particle diameter was 160 nm with a cationic zeta potential. The characterization of the obtained complex was performed by infrared and nuclear magnetic resonance spectrophotometric analysis. The in vitro release study of paclitaxel from the dendrimeric complex was evaluated using membranes of cellulose acetate and quantified by HPLC. The release profile showed that after 156 hours at most 35% of the drug was released. The extended release is an advantage for the solid tumors treatment, because ideally the release system should keep the drug encapsulated during blood circulation and release it over time passively accumulated in the tumor site. Cytotoxicity was assessed in tumor cell line 4T1, using the MTT assay, the PAMAM-G4-NH2 paclitaxel complex showed cytotoxicity 5 times greater than the commercial formulation. In in vivo antitumor evaluation of the complex were evaluated curve of tumor growth, the weight record, the animal survival and cell proliferation with the antibody ki 67. Dendrimer complex had statistically significant effect in reducing tumor volume and through the immunohistochemical analysis the results were confirmed the reduction of cell proliferation. Therefore, the PAMAM-G4- NH2-paclitaxel complex can represent a promising strategy for the breast cancer treatment and should be further evaluated by means of clinical studies

El trabajo que se presenta se enmarca dentro de la química de los metalodendrímeros. El interés por el estudio de la química de estas macromoléculas ha crecido mucho en los últimos años debido a sus potenciales aplicaciones en campos como el de la catálisis, la electroquímica, la fotoquímica o el magnetismo. En este trabajo se han sintetizado dendrímeros con esqueleto carbosilano funcionalizados en la periferia con grupos -PPh2. La capacidad de este grupo de coordinar una gran variedad de metales de transición ha permitido la obtención de metalodendrímeros de rodio, iridio y retenio de primera y de tercera generación. Además, se han ensayado las propiedades catalíticas de estos compuestos en procesos de catálisis homogénea. Concretamente, los metalodendrímeros de rodio resultaron ser catalizadores activos del proceso de hidrogenación catalítica del 1-hexeno mientras que los de rutenio se ensayaron como catalizadores en el proceso de transferencia de hidrogeno del 2-propanol a la ciclohexanona y se obtuvieron buenos resultados en términos de actividad. Asimismo, se han sintetizado dendrímeros funcionalizados en la periferia con dos capas metálicas. El interés en la obtención de este tipo de sistemas con diferentes metales en la misma estructura dendrítica recae en su posible aplicación en procesos de catálisis en cascada. La estrategia utilizada para la obtención de este tipo de sistemas ha consistido en modificar la periferia de dendrímeros funcionalizados con una primera capa metálica de rutenio (anteriormente mencionados) mediante la introducción de un ligando ditópico, como por ejemplo la 4-piridildenilfosfina. Este ligando es capaz de coordinar el centro metálico de rutenio de manera selectiva a través del nitrógeno piridínico, por lo que la función -PPh2 permanece en la periferia del dendrímero inalterada.

A Cubebina (CB) é uma lignana da classe das dibenzilbutirolactonas presente em uma ampla variedade de espécies vegetais espalhadas pelo mundo. Nos últimos anos, vários estudos têm demonstrado seu potencial para o tratamento de doenças como Leishmaniose e Doença de Chagas, além de possuir ação antiinflamatória e analgésica. Entretanto, apesar da CB apresentar diversas potencialidades terapêuticas, sua utilização ainda é limitada devido à sua baixa solubilidade em água, que compromete sua biodisponibilidade. Os dendrímeros são estruturas quase esféricas, de dimensão nanométrica, com grande número de subgrupos funcionais reativos e espaços interiores protegidos. São capazes de complexar com moléculas e, dessa forma, aumentar a solubilidade do fármaco. De forma semelhante, as ciclodextrinas (CDs) são oligossacarídeos cíclicos que possuem a capacidade de interagir com moléculas hidrofóbicas através de sua cavidade que também é hidrofóbica. Isso as torna capazes de aumentar a solubilidade de fármacos pouco solúveis aumentando sua biodisponibilidade. Nesse trabalho foram obtidos complexos dessas macromoléculas com a CB por diferentes métodos. Metodologias de quantificação da CB, nas formas livre e complexada, foram desenvolvidas utilizando técnicas de espectrofotometria e de cromatografia líquida de alta eficiência. Esses sistemas foram caracterizados utilizando técnicas apropriadas como estudos de solubilidade de fase, espectroscopia no IV, difração de raios X, RMN H1 e simulações de modelagem e dinâmica molecular. Os resultados demonstraram que tanto os dendrímeros quanto as ciclodextrinas são capazes de gerar complexos solúveis com a CB sendo os melhores resultados obtidos com a HP--CD. Os resultados desse trabalho permitiram concluir que tanto dendrímeros quanto CDs são estruturas adequadas e promissoras para a veiculação da CB, aumentando assim o seu potencial para aplicações biológicas, visando o tratamento de diversas patologias.
Cubebin (CB) is a lignan from the class of dibenzylbutyrolactones present in a wide variety of plant species around the world. Its known for its anti-inflammatory and analgesic effects. In recent years, several studies have demonstrated its potential to treat diseases such as leishmaniasis and Chagas. Although the CB shows several potential therapeutics, its use is still limited due to its low water solubility which compromises its bioavailability. The dendrimers are nearly spherical structures, nanometer-sized, with large number of reactive functional groups and protected inner. They are capable of complexing with molecules and thereby increase the solubility of the drug. Similarly, cyclodextrins (CDs) are cyclic oligosaccharides that have the ability to interact with hydrophobic molecules through the cavity which is also hydrophobic. This makes them capable of increasing the solubility of poorly soluble drugs by increasing their bioavailability. In this work, complexes of macromolecules with CB were obtained by different processes. Methodologies for quantification of free and complexed CB were developed by spectrophotometry and high performance liquid chromatography. Moreover, these systems were characterized by techniques such Phase Solubility Studies, IR spectroscopy, X-ray diffraction, NMRH1, modeling and molecular dynamics simulation. The results showed that both dendrimers and cyclodextrins are capable to form soluble complexes with CB. Best results were obtained with HP--CD. The findings of this study indicate that both dendrimers and CDs are appropriated structures to release the CB and also increase its potential for biological applications, focusing on the treatment of various diseases.

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O presente estudo tem o objetivo de demonstrar os resultados iniciais da utilização do dendrímero de poliglicerol (PGLD) como sistema transportador de clorofila a (Chl-a) para utilização como agente fotossensibilizador na terapia fotodinâmica (TFD) do câncer epidermóide de cabeça e pescoço. O câncer na cavidade oral foi escolhido, uma vez que as estatísticas apontam que essa é considerada hoje um problema de saúde pública a nível mundial, requerendo urgentemente o desenvolvimento de novas tecnologias para sua terapia clínica. O dendrímero PGLD foi sintetizado a partir da síntese de Williamsom e a Chl-a foi imobilizada na periferia do PGLD utilizando o método de Steglich em reação de esterificação catalisada por N,N-Diciclo-hexilcarbodiimida (DCC) e 4-Dimethylaminopyridine (DMAP).O sistema PGLD-Chl-a foi caracterizado por técnicas espectroscópicas (espectroscopia no infravermelho por transformadas de Fourier-FTIR, e espectroscopia ultravioleta-visível-UV/Vis), térmicas (análise termogravimétrica-TG, calorimetria exploratória diferencial-DSC) e cromatográficas (cromatografia de camada delgada-CCD). O estudo da citotoxicidade e atividade fotodinâmica do conjugado PGLD-Chl-a foi efetuado utilizando linhagem celular derivada de carcinoma epidermóide oral SCC9 em ensaios in vivo. Os métodos físicoquímicos de análise indicaram que o acoplamento químico entre a clorofila e o PGLD foi atingido com sucesso em um nível bom de rendimento e parece não alterar significativamente as características óticas de Chl-a, mantendo a absorção em aproximadamente 660nm, considerado adequado para a “janela fototerapêutica” da TFD. Os resultados das análises térmicas indicaram que a estabilidade térmica e temperatura de transição vítrea do sistema PGLD-Chl-a são adequadas para utilização na TFD. Os resultados preliminares da química quântica computacional indicam que o PGLD-Chl-a é uma molécula hidrofílica, ideal para o direcionamento do conjugado para o tecido alvo. O ensaio-TUNEL sugere que o sistema PGLD-Chl-a pode atuar como um eficiente fotossensibilizador na TFD de carcinomas epidermoide de cabeça e pescoço (SCC9), causando a morte celular por apoptose. Entretanto, estudos futuros são necessários com o objetivo de se avaliar a nível molecular a atuação do PGLD-Chl-a na redução/eliminação do tumor.

A terapia fotodinâmica (TFD) associada à administração tópica de agentes fotossensibilizantes é uma terapia promissora para o tratamento tópico do câncer de pele. A protoporfirina IX (PpIX) é uma substância fotodinamicamente ativa usada na TFD, entretanto, devido a sua alta lipofilia ela forma agregados em meio aquoso, o que diminui sua atividade fotodinâmica e dificulta sua administração na pele. Assim, sistemas de liberação nanoparticulados vêm sendo investigados para melhorar a distribuição da PpIX na pele e facilitar sua penetração até as células tumorais. Os dendrímeros de poliamidoamina (PAMAM) representam uma nova geração de nanosistemas que tem despertado grande interesse nos últimos anos. Eles são uma classe especial de polímeros que apresentam estrutura muito ramificada e regular e que interagem com a PpIX formando complexos (nanopartículas dendriméricas de PpIX-PAMAM). A aplicação de uma corrente elétrica de baixa intensidade, conhecida como iontoforese, pode influenciar na penetração cutânea dessas nanopartículas, direcionando-as para o interior das células. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da iontoforese e de nanopartículas de PAMAM de geração 4 hidroxilado (PAMAM G4-OH) com a PpIX na localização subcelular e penetração deste agente fotossensibilizante em tumores cutâneos. Assim foram preparados complexos de PpIX-PAMAM, os quais foram caracterizados em função do tamanho de partículas e potencial zeta. A localização subcelular da PpIX a partir dos complexos foi investigada em carcinoma de células escamosas. A influência dos complexos na geração de oxigênio singleto quando a PpIX sofre irradiação também foi avaliada. Por fim, a penetração da PpIX a partir dos complexos PpIX-PAMAM foi avaliada, in vivo, em pele sadia e em tumores induzidos em camundongos Nude BalbC, com e sem aplicação da iontoforese. O tamanho médio das nanopartículas dendriméricas contendo a PpIX dispersas em meio aquoso foi de aproximadamente 220 nm. Quando avaliadas em função do tempo, este tamanho sofreu um aumento de apenas 5% depois de 24 h, permanecendo constante por 7 dias. O potencial zeta das dispersões foi de 10 mV, em pH 7, e de 30 mV, em pH 5,5, possibilitando a contribuição da eletromigração durante a iontoforese. Nos estudos em cultura de células tumorais observou-se que a complexação com o PAMAM aumentou 30 vezes a localização da PpIX na mitocôndria quando comparada a PpIX livre. Além disso, a quantidade de oxigênio singleto gerada foi semelhante para a PpIX livre não agregada e complexada, 4,3 x 10-3 e 4,6 x 10-3 , respectivamente, sugerindo que o PAMAM manteve a atividade fotodinâmica da PpIX. Nos experimentos in vivo, em pele sadia, verificou-se que a PpIX administrada a partir do complexo com o PAMAM se distribuiu homogeneamente pela pele, enquanto que a PpIX livre apresentou uma fluorescência localizada em apenas algumas área da superfície da pele. A iontoforese facilitou a penetração da PpIX para as camadas mais profundas da pele. Finalmente, no tratamento dos tumores cutâneos, a administração tópica dos complexos por apenas 30 min possibilitou a penetração da PpIX até os tumores localizados abaixo da pele, em concentrações semelhantes para a aplicação passiva e iontoforética. Portanto, a complexação da PpIX com o PAMAM é um sistema de liberação nanoparticulado promissor para o tratamento tópico de tumores cutâneos por TFD.
Photodynamic therapy (PDT) associated with topical administration of photosensitizer agents is a promising therapy for topical treatment of skin cancer. Protoporphyrin IX (PpIX) is a photosensitizer commonly used in PDT; however, due to its high lipophilicity it aggregates in aqueous medium, which decreases its photodynamic activity and hinders its penetration through the skin. In this way, nanoparticles have been designed to improve the distribution of PpIX in the skin and enhance its tumor cell penetration. The polyamidoamine dendrimers (PAMAM) represent a new generation of nanosystems that has aroused great interest in recent years. They are hyberbranched polymers capable to form complexes with PpIX (PpIX-PAMAM), increasing PpIX aqueous solubility. The application of a low intensity electrical current, known as iontophoresis, may influence the nanoparticles skin penetration, directing them to the tumor cells. Therefore, the aim of this study was to evaluate the influence of iontophoresis and PpIX-PAMAM G4-OH complexes in PpIX subcellular localization and penetration into skin tumors. The complexes were prepared and characterized as a function of particle size and zeta potential. The subcellular localization of PpIX from the complexes was investigated in squamous cell carcinoma. The influence of PpIX-PAMAM on the generation of singlet oxygen after irradiation was also evaluated. Finally, the penetration of PpIX from the PpIX-PAMAM complexes was evaluated in vivo in healthy skin and in tumors induced in BalbC nude mice with and without application of iontophoresis. The average size of PpIX-PAMAM nanoparticles dispersed in aqueous medium was approximately 220 nm. When evaluated as a function of time, this size was increased only 5% after 24 h and remained constant for 7 days. The zeta potential of the dispersions was 10 mV at pH 7 and 30 mV at pH 5.5, allowing the contribution of electromigration during iontophoresis. In studies in culture tumor cells it was observed that complexation with PAMAM increased 30 times the localization of PpIX in the mitochondria compared to free PpIX. Furthermore, the amount of singlet oxygen generated when PpIX-PAMAM was irradiated was similar to that generated by the irradiation of the non-aggregated free PpIX, 4.6 x 10-3 and 4.3 x 10-3, respectively, suggesting that PAMAM did not modify the photodynamic activity of PpIX. In vivo experiments on healthy skin have shown that PpIX from the PpIX-PAMAM was homogeneously distributed throughout the skin, whereas free PpIX fluorescence was visualized only in some restricted areas of the skin surface. Iontophoresis facilitated PpIX diffusion to deep layers of the skin. Finally, the treatment of skin tumors have shown that the topical administration of the PpIX-PAMAM for only 30 min, passively or by iontophoresis, allowed the penetration of PpIX into the tumors located below the skin. Therefore, the PpIX complexation with PAMAM is a promising nanoparticle delivery system for the topical treatment of skin tumors by PDT.

A protoporfirina IX (PpIX) é uma substância fotodinâmicamente ativa, entretanto, devido a sua alta lipofilia apresenta dificuldades para penetrar nas camadas mais profundas da pele, não sendo administrada topicamente. Assim, o objetivo deste trabalho é estudar a influência de diferentes tipos de dendrímeros de poliamidoamina (PAMAM) na solubilidade, penetração cutânea e penetração celular da PpIX com o intuito de melhorar a terapia fotodinâmica tópica (TFD) com esta substância. Os estudos de solubilidade da PpIX na presença dos dendrímeros PAMAM G4, G4.5 e G4-OH mostraram que o dendrímero PAMAM G4.5, foi o que solubilizou a maior quantidade de PpIX seguido do PAMAM-OH G4> PAMAM G4 > tampão HEPES. A partir dos estudos de solubilidade foi possível identificar que a PpIX na presença dos dendrímeros PAMAM G-4.5 e G4-OH apresentam diagramas de solubilidade tipo BS, e BI quando na presença do PAMAM G4. Os estudos de varredura em espectroscopia UV-VIS e fluorescência indicaram a presença de agregados principalmente nos complexos PpIX-PAMAM G-4.5 obtidos. Os complexos solúveis PpIX-PAMAM G4-OH apresentaram tamanho médio de 13,2 nm, e potencial zeta de -3,41. Já os complexos com o dendrímero PAMAM G-4.5 apresentaram uma população bidispersa, com tamanhos de 31 e 391 nm e um potencial zeta de -17,3. A análise de DSC e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourrier mostraram alterações nas características da PpIX em solução e quando complexada com os dendrímeros. Nos estudos de permeação e retenção cutânea passiva com os complexos contendo 0,006 mg/mL de PpIX, estes não aumentaram a penetração cutânea do fármaco. No entanto, a complexação permitiu que maiores quantidades de PpIX ficassem disponíveis na solução doadora, e um aumento significativo na penetração da PpIX foi observado quando experimentos com 1 mg/mL de PpIX complexada foram conduzidos; ademais notou-se uma possível ação promotora do dendrímero PAMAM G4-OH. Nos estudos de iontoforese verificou-se que a corrente elétrica não aumentou a penetração da PpIX em relação aos experimentos passivos quando o complexo PpIX-PAMAM G4.5 foi estudado, provavelmente devido a maior liberação da PpIX do complexo na presença da corrente elétrica, aumentando os agregados que são grandes o suficientes para não penetrar na pele. Por outro lado, a iontoforese anódica aumentou a penetração do complexo PpIX-PAMAM G4-OH por eletrosmose até as camadas mais profundas da pele, levando a PpIX inclusive até a solução receptora. Os estudos de cultura de células tumorais confirmaram a capacidade dos dendrímeros em aumentar a penetração da PpIX através de membrana. A complexação melhorou a distribuição da PpIX no interior das células e aumentou significativamente a fotocitotoxicidade desta porfirina.
Protoporphyrin IX (PpIX) is a photodynamic active drug that is not topically administered due to its high lipophilicity and consequent low penetration in deep skin layers. The aim of this work is to study the influence of different types of polyamidoamine dendrimers (PAMAM) in PpIX solubility, skin and cell penetration to enhance topical photodynamic therapy (PDT). The solubility studies of PpIX in the presence of PAMAM dendrimers G4, G4.5 and G4-OH demonstrated that the G4.5 solubilized the greatest amount of PpIX, followed by PAMAM G4-OH> PAMAM G4> HEPES buffer. Solubility studies showed that the PpIX in the presence of PAMAM dendrimers G-4.5 and G4-OH presented solubility diagrams of BS type, and BI type in the presence of PAMAM G4. Studies of scanning UV-VIS and fluorescence indicated the presence of aggregates mainly in PpIX-PAMAM G-4.5 solution. The PpIX-PAMAM G4-OH complexes showed a mean size of 13.2 nm and zeta potential of -3.41; the complexes with PAMAM dendrimer G-4.5 had a bi-dispersed population, with sizes of 31 and 391 nm and a zeta potential of -17.3. The analysis of DSC and Fourier transform infrared Fourier showed changes in the characteristics of PpIX when it was complexed with the dendrimers. Passive skin permeation and retention studies with the complexes containing 0.006 mg/ml PpIX had not increased PpIX penetration, however, the complexation allowed greater amounts of PpIX to become available in the donor solution, and experiments with 1 mg/mL of PpIX increased significantly the penetration of the drug. Moreover, dendrimer PAMAM G4-OH seemed to act as a penetration enhancer. Iontophoresis did not increase skin penetration of PpIX compared to passive studies when the PpIX-PAMAM G4.5 was studied, likely because the electric current increased PpIX release from the complexes, forming aggregates large enough to not penetrate through the skin. On the other hand, anodic iontophoresis increased significantly the penetration of the PpIX-PAMAM G4-OH by eletrosmosis, spreading the drug to deep skins layers, also reaching the receiver solution. Studies in cell culture confirmed the ability of dendrimers to increase the penetration of PpIX through the membrane. The complexation improved the distribution of PpIX within the cells and significantly increased photocytotoxic of the porphyrin.

A administração tópica de colírios é a maneira mais conveniente de se tratar doenças oculares. O grande desafio para a tecnologia farmacêutica é garantir que o fármaco administrado nessa forma farmacêutica chegue ao local de ação em concentrações adequadas, com efeitos adversos reduzidos, tempo de ação prolongado e dose única. Para tanto, o desenvolvimento de sistemas de liberação e de estratégias adequadas de administração tornam-se necessários. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da iontoforese na penetração ocular de dendrímeros de poliamidoamina (PAMAM) de geração 4, com diferentes grupos superficiais (PAMAM G4, catiônico e PAMAM G3.5, aniônico), preparar complexos desses dendrímeros com um anti-inflamatório modelo, a dexametasona (Dexa), e avaliar a influência da associação de dendrímeros e iontoforese na penetração corneal da Dexa em modelos ex vivo e in vivo. Complexos Dexa-PAMAM foram obtidos e caracterizados por espectroscopia de infravermelho e ressonância magnética nuclear (H1-RMN, 13C-RMN e DOSY), espalhamento dinâmico de luz e espectroscopia UV/vis para avaliar a formação dos complexos, seu tamanho e potencial zeta, além de alterações na solubilidade da Dexa. A velocidade de liberação da Dexa dos complexos foi verificada por estudos de liberação in vitro utilizando membrana sintética. A penetração e distribuição dos PAMAMs na córnea e sua influência na penetração da Dexa foi avaliada ex vivo utilizando córnea de porco, microscopia confocal de varredura a laser (MCVL) e cromatografia de ultra performance aliada a um detector de massas para quantificação do fármaco permeado. A citotoxicidade dos PAMAMs foi avaliada em cultura de células epiteliais da retina e células epiteliais da córnea. Por fim, verificou-se in vivo a influência da iontoforese e dos PAMAMs sobre a quantidade de Dexa no humor aquoso de olhos de coelhos. Os estudos de caracterização indicaram que a Dexa foi incorporada aos PAMAMs e que esses complexos apresentaram cerca de 50 nm de tamanho médio pela técnica de NTA, com a presença de partículas pequenas e agregadas quando dispersos em meio fisiológico e potencial zeta de + 6,4 mV e -18,5 mV para Dexa-PAMAM G4 e Dexa-PAMAM G3.5, respectivamente. A solubilidade aparente da Dexa aumentou 3,9 e 10,3 vezes nos complexos com PAMAM G4 e PAMAM G3.5, respectivamente. O PAMAM G3.5 e PAMAM G4 diminuiram 82 e 1,7 vezes, respectivamente, o coeficiente de difusão da Dexa. Os estudos ex vivo indicaram que a iontoforese foi capaz de direcionar os dendrímeros para dentro da córnea, além de aumentar 2,9, 5,6 e 3,0 vezes a quantidade de Dexa permeada a partir das formulações que continham Dexa livre, Dexa-PAMAM G4 e Dexa-PAMAM G3.5, respectivamente. Aumentou também a quantidade de Dexa retida na córnea em aproximadamente 2 vezes para todas as formulações. Os experimentos de citotoxicidade evidenciaram a maior toxicidade do PAMAM G4 e sua dependência da concentração e tempo de incubação. Por fim, os experimentos in vivo mostraram que a iontoforese aumentou a concentração de Dexa no humor aquoso cerca de 2, 2,5 e 6,6 para a Dexa livre, Dexa-PAMAM G4 e Dexa-PAMAM G3.5, respectivamente. Portanto, a associação de dendrímeros PAMAM com a iontoforese representa uma estratégia promissora para a administração tópica direcionada e sustentada de fármacos na córnea.
Topical administration of eye drops is the most convenient way for treatment of eye diseases. The challenge for the pharmaceutical technology is to ensure that the drug administered in the eye drops reaches the site of action in appropriate concentrations with reduced side effects, prolonged effect and single dose. Therefore, the development of drug delivery systems and appropriate strategies become necessary. The objective of this work was to evaluate the influence of iontophoresis in the ocular penetration of generation 4 polyamidoamine dendrimers (PAMAM) with different surface groups (PAMAM G4, cationic, and PAMAM G3.5, anionic), prepare complexes of these dendrimers with an anti-inflammatory drug model, dexamethasone (Dexa), and evaluate the influence of dendrimers and iontophoresis association on Dexa cornea penetration using ex vivo and in vivo models. Dexa-PAMAM complexes were obtained and characterized by infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance (H1-NMR, 13C-NMR and DOSY), dynamic light scattering and UV/VIS spectroscopy to evaluate the formation of the complexes, their size and zeta potential, as well as changes in drug solubility. Dexa release rate from complexes was determined from the in vitro release studies using synthetic membrane. The penetration and distribution of PAMAMs into the cornea and their influence in the ex vivo Dexa penetration was assessed using pig\'s cornea, confocal scanning laser microscopy (CSLM) and ultra performance chromatography coupled to a mass spectrometer for quantification of the drug permeated. PAMAMs cytotoxicity was assessed in culture of retina epithelial cells and cornea epithelial cells. Finally, the influence of iontophoresis and PAMAMs on Dexa concentration in the aqueous humor of rabbit eyes was evaluated in vivo. The characterization results showed that Dexa was incorporated to PAMAMs and that these complexes had an average size of approximately 50 nm using the NTA technique, with the distribution of small particles and aggregates when dispersed in physiological medium. The zeta potential of Dexa-PAMAM G4 and Dexa PAMAM G3.5 complexes were +6.4 mV and -18.5 mV, respectively. PAMAM G4 and G3.5 PAMAM enhanced Dexa solubility by 3.9 and 10.3-fold, respectively. PAMAM G3.5 and PAMAM G4 decreased by 82 and 1.7-fold Dexa diffusion coefficient. The ex vivo studies indicated that iontophoresis directed dendrimers into the cornea, increasing the amount of Dexa permeated by 2.9, 5.6 and 3.0-fold for the formulations containing free Dexa, Dexa-PAMAM G4 and Dexa-PAMAM G3.5, respectively. Iontophoresis also increased approximately 2-fold the amount of drug retained into the cornea for all formulations. The cytotoxicity experiments revealed that PAMAM G4 toxicity was dependent on the concentration and incubation time. Finally, the in vivo experiments showed that iontophoresis increased Dexa concentration in the aqueous humor by 2, 2.5 and 6.6-fold for free Dexa, Dexa-PAMAM G4 and Dexa-PAMAM-G3.5, respectively. Therefore, the combination of iontophoresis with PAMAM dendrimers represents a promising strategy for targeted and sustained topical drug delivery to the cornea.