Nanogéis compósitos de ouro para libertação controlada de fármacos por ação de radiação

Abstract

Neste trabalho sintetizaram-se e caraterizaram-se nanoprismas triangulares de ouro sem utilização de tensioativos usando como estabilizantes o κ-carragenano e o alginato. De seguida sintetizaram-se dois nanogéis termossensíveis por complexação polieletrolítica dos biopolímeros κ-carragenano e alginato com quitosano. Nos nanogéis compósitos dispersaram-se os nanoprismas de ouro previamente preparados. Estudou-se o efeito dos nanoprismas de ouro nas propriedades óticas e térmicas dos nanogéis compósitos preparados. Os compósitos sintetizados apresentavam as propriedades óticas dos nanoprismas de ouro incorporados. Nos dois sistemas, a adição dos nanoprismas contribui para a diminuição das temperaturas de transição gel-sol para o intervalo entre 37-45˚C, tornando-os mais adequados à libertação controlada de fármacos. Realizaram-se ensaios de exposição das nanopartículas de ouro, estabilizadas em κ-carragenano e alginato, a radiação NIR utilizando um laser de 785nm de comprimento de onda. Estes ensaios mostraram que as nanopartículas preparadas podem ser utilizadas na indução de aquecimento localizado quando expostos a este tipo de radiação devido ao efeito fototérmico. Finalmente, procedeu-se à realização de ensaios de libertação do azul-de-metileno a partir dos nanogéis de κ-carragenano/quitosano à temperatura fisiológica, com e sem a ação de radiação como estímulo externo. Verificou-se que, sob a ação de radiação NIR, a libertação é tanto maior quanto mais elevado é o teor de nanoprismas de ouro nos nanogéis compósitos. Posteriormente estudou-se a cinética de libertação através de equações/modelos descritos na literatura, como as equações de cinética de ordens 0 e 1 e os modelos de Korsmeyer-Peppas e Higuchi. Os perfis de libertação obtidos demonstram que, de um modo geral, o modelo de Korsmeyer-Peppas e a equação de cinética de ordem 1 se ajustam bem aos resultados experimentais permitindo concluir acerca dos mecanismos de libertação associados.

In this work gold triangular nanoprisms, without the use of surfactants using κ-carrageenan and alginate as stabilizers, were prepared and characterized. Then two thermosensitive nanogels were prepared and characterized by polyelectrolyte complexation of κ-carrageenan and alginate with chitosan. In the composite nanogels the gold nanoprisms previously prepared were dispersed. The effect of gold nanoprisms in the optical and thermal properties of composite nanogels was studied. The synthesized composites showed the optical properties of incorporated gold nanoprisms. In both systems, the addition of nanoprisms contributes to the decrease of the gel-sol transition temperatures into the 37-45˚C range, making them more suitable for controlled drug release. The exposure of gold nanoparticles, stabilized in κ-carrageenan and alginate, to NIR radiation of a 785 nm laser was investigated. These studies revealed that the gold nanoparticles can be used to induce localized heating when exposed to this kind of radiation due to the photothermal effect. Finally, release experiments of a methylene blue from κ-carrageenan/chitosan nanogels were carried out at physiological temperature and with and without the action of NIR radiation as external stimulus. It was found that, upon the action of NIR radiation, the release is greater as the content of gold nanoprisms in the composite nanogels increases. Subsequently the release kinetics was studied using some equations/models described in the literature, as the kinetic equations of orders 0 and 1 as well as the Korsmeyer-Peppas and Higuchi models. The obtained methylene blue release profiles demonstrate that, overall, the Korsmeyer-Peppas model and the zero-order kinetic equation fit well to the experimental data and allow to conclude about the release mechanisms associated.