Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86472
Type: Tese
Title: Nanopartículas à base de quitosana e polietilenoglicol para encapsulamento do 5-fluorouracil
Title in English: Chitosan and polyethylene glycol-based nanoparticles for encapsulation of 5-fluorouracil
Authors: Paiva Junior, José Ribamar
Advisor: Feitosa, Judith Pessoa de Andrade
Keywords in Brazilian Portuguese : Nanopartícula;Polietilenoglicol;5-Fluorouracil
Keywords in English : Nanoparticle;Polyethylene glycol;5-Fluorouracil
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Issue Date: 2025
Citation: PAIVA JUNIOR, José Ribamar. Nanopartículas à base de quitosana e polietilenoglicol para encapsulamento do 5-fluorouracil. 2025. 113 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Abstract in Brazilian Portuguese: O câncer vem se tornando uma séria ameaça à saúde pública. Dentre as doenças não transmissíveis é a que mais se destaca por todo o mundo. Os tratamentos convencionais para o câncer incluem a quimioterapia, a radioterapia, e em casos mais graves a intervenção cirúrgica. Entre os quimioterápicos utilizados, o 5-fluorouracil (5-FU) é muito aplicado em diferentes tipos de câncer (colón, estômago e outros). Entretanto, ele apresenta alguns problemas, quais sejam: tempo de meia vida muito curto, baixa biodisponibilidade, e múltiplos efeitos colaterais, incluindo lesões no fígado e nos rins. O nanoencapsulamento é uma alternativa para contornar essas adversidades. As nanopartículas (NP) apresentam excelentes características para aplicações na liberação controlada de medicamentos. Elas podem ser preparadas das mais diversas técnicas, sendo geleificação ionotrópica uma das mais utilizadas. Nela combina-se polímeros de carga oposta e onde um deles funciona como ente de reticulação. Quitosana (QT) é um polissacarídeo natural, carregado positivamente, extensivamente utilizado na obtenção de sistema de liberação de fármacos. Tripolifosfato (TPF) pode ser o seu agente reticulante na obtenção de nanopartículas. Polietilenoglicol é um polímero sintético que proporciona um maior tempo de circulação intravenosa, uma melhor difusão das NPs no tecido e evita interações com outros elementos sanguíneos, aumentando a biodisponibilidade do encapsulado. Neste trabalho foram desenvolvidos 8 sistemas nanoparticulados, quatro sem 5-FU e quatro com 5-FU. Os sistemas apresentaram eficiência de encapsulamento variando de 9% - 28% e capacidade de carreamento de 8,4% - 12,2%. Os espectros de FTIR dos sistemas apresentaram todas as bandas características dos materiais de partida. O diâmetro das nanopartículas sem 5-FU variou de 146 nm e 303 nm e com 5-FU variou entre 187 nm e 396 nm. A liberação apresentou burst release e liberou aproximadamente 55% em 48 horas de ensaio com cinética de liberação adequada ao modelo do mecanismo de difusão. Já a microscopia eletrônica de varredura as nanopartículas apresentaram uma morfologia esférica. Os sistemas com PEG não apresentaram interação significativa com a proteína, sugerindo um possível maior tempo de circulação visando uma aplicação intravenosa. Já a viabilidade celular mostrou que o 5-FU encapsulado apresentou uma maior eficiência frente à linhagem celular HCT-116, com os sistemas QT/TPF/PEG1450/5-FU e QT/TPF/PEG3350/5-FU sendo os que mais se destacaram nas avaliações realizadas, com o QT/TPF/PEG1450/5-FU apresentando inclusive o surgimento da ação do 5-FU encapsulado frente à linhagem MDA-MB-231, mostrando ter um grande potencial para aplicação anticâncer.
Abstract: Cancer is becoming a serious threat to public health. Among non-communicable diseases, it is the most prevalent worldwide. Conventional cancer treatments include chemotherapy, radiotherapy, and, in more severe cases, surgery. Among the chemotherapeutic agents used, 5-fluorouracil is widely used in various types of cancer (colon, stomach, and others). However, it presents some problems, including a very short half-life, low bioavailability, and multiple side effects, including liver and kidney damage. Nanoencapsulation is an alternative to overcome these challenges. Nanoparticles (NPs) have excellent characteristics for controlled drug release applications. They can be prepared using a variety of techniques, with ionotropic gelation being one of the most widely used. This combines oppositely charged polymers, with one of them acting as a cross-linking agent. Chitosan (CH) is a naturally occurring, positively charged polysaccharide extensively used in drug delivery systems. Tripolyphosphate (TPP) can be used as a crosslinking agent to produce nanoparticles. Polyethylene glycol is a synthetic polymer that provides longer intravenous circulation time, better diffusion of NPs in tissue, and prevents interactions with other blood components, increasing the bioavailability of the encapsulated material. In this study, eight nanoparticle systems were developed: four without 5-FU and four with 5-FU. The systems showed encapsulation efficiencies ranging from 9% to 28% and carrying capacities of 8.4% to 12.2%. The FTIR spectra of the systems displayed all the characteristic bands of the starting materials. The diameter of the nanoparticles without 5-FU ranged from 146 nm to 303 nm, and with 5-FU, it ranged from 187 nm to 396 nm. The release presented burst release, releasing approximately 55% within 48 hours of the assay, with release kinetics consistent with the diffusion mechanism model. Scanning electron microscopy revealed that the nanoparticles had a spherical morphology. The PEG-containing systems did not exhibit significant interaction with the protein, suggesting a possible longer circulation time for intravenous administration. Cell viability, however, showed that encapsulated 5-FU was more effective against the HCT-116 cell line, with the systems CH/TPP/PEG14505-FU and CH/TPP/PEG3350/5-FU being the most effective in the evaluations performed. The system CH/TPP/PEG1450/5-FU also demonstrated the emergence of encapsulated 5-FU against the MDA-MB-231 cell line, demonstrating great potential for anticancer applications.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86472
Author's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4359-4836
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/9338124792660709
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4466-0452
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/5607366782144472
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:DQOI - Teses defendidas na UFC

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
2025_tese_jrpaivajunior.pdf3,38 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Los ítems de DSpace están protegidos por copyright, con todos los derechos reservados, a menos que se indique lo contrario.