Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10773/27762
Title: Desenvolvimento de microagulhas intumescíveis biopoliméricas para extração de fluido intersticial
Author: Pereira, Bárbara Andreia Rodrigues
Advisor: Freire, Carmen Sofia Rocha
Vilela, Carla Andreia Cunha
Keywords: Microagulhas
Fluido intersticial
Hidrogéis
Carboximetilcelulose
Ácido cítrico
Celulose microcristalina
Defense Date: 2019
Abstract: O desenvolvimento de ferramentas de amostragem minimamente invasivas para diagnóstico e outros cuidados de saúde, que sejam mais aceites pelo paciente e permitam a monitorização fisiológica rápida e frequente, têm recebido muita atenção nos últimos anos. A extração e análise minimamente invasiva do fluido intersticial da pele surge como uma alternativa à recolha de sangue, pois este reflete com precisão as concentrações de fármacos e substâncias endógenas encontradas no plasma. As microagulhas (MAs) são sistemas que permitem a extração de fluido intersticial de forma minimamente invasiva, com a vantagem adicional da autoaplicação. Por outro lado, o uso de biopolímeros tem sido amplamente descrito para aplicações biomédicas, pois são biocompatíveis, não tóxicos e possuem propriedades únicas. Neste contexto, este estudo tem como objetivo o desenvolvimento de MAs biopoliméricas intumescíveis para extração de fluido intersticial da pele, compostas por carboximetilcelulose, ácido cítrico (como agente reticulante) e celulose microcristalina (como reforço mecânico), e preparadas por micromoldagem. Os sistemas de microagulhas preparados foram caracterizados relativamente à sua morfologia e propriedades mecânicas. Os resultados mostram que as MAs que exibem melhores características morfológicas e mecânicas são aquelas com 7,5% (% m/v) de carboximetilcelulose e 10% (% m/v) de ácido cítrico. A adição de celulose microcristalina aumentou a resistência mecânica das MAs, mas os resultados obtidos não apresentam evidências que justifiquem a adição de mais de 5% de celulose microcristalina às MAs. Desta forma, 7,5% (% m/v) de carboximetilcelulose ,10% (% m/v) de ácido cítrico e 5% (% m/v) de celulose microcristalina, produzem as melhores MAs em termos morfológicos e mecânicos. Posteriormente, avaliaram-se as MAs compostas por 7,5% (% m/v) de carboximetilcelulose e 10% (% m/v) de ácido cítrico, com e sem adição de 5% (% m/v) de celulose microcristalina no que respeita ao seu intumescimento e citotoxicidade. As MAs com 5% (% m/v) de celulose microcristalina apresentaram maior grau de intumescimento e menor perda de massa. Ambas as amostras mostraram ser não citotóxicas para uma linha celular de queratinócitos humanos (células HaCaT). Globalmente, todos os parâmetros indicam que as MAs com 7,5% (% m/v) de carboximetilcelulose, 10% (% m/v) de ácido cítrico e 5% (% m/v) de celulose microcristalina são aquelas que apresentam as melhores características morfológicas, mecânicas e de intumescimento. E uma vez que são não citotóxicas, apresentam enormes potencialidades para aplicações biomédicas, nomeadamente na extração não invasiva de fluido intersticial.
The need to develop minimally invasive sampling tools for healthcare and diagnostic that might be more accepted by the patient and allow a quick and frequent physiological monitoring has received a lot of attention. The minimally invasive extraction and analysis of interstitial fluid is presented as an alternative to blood sampling, given that it reflects with precision the concentrations of free drugs and endogenous substances found in plasma. Microneedles (MNs) arise as a vehicle that enables the extraction of skin interstitial fluid in a minimally invasive way with the added advantage of self-application. Additionally, the use of biopolymers has been well described for biomedical applications, given they are biocompatible, nontoxic and have unique properties. Within this framework, this study aims the development of biopolymeric hydrogel-forming MN arrays for skin interstitial fluid extraction, composed of carboxymethylcellulose, citric acid (as cross-linker) and microcrystalline cellulose (as mechanical reinforcement), and prepared by micromolding. The obtained microneedle systems have been characterized morphologically and mechanically. The results show that MNs with 7.5% (% w/v) of carboxymethylcellulose and 10% (% w/v) of citric acid exhibit the best morphological and mechanical characteristics. The addition of microcrystalline cellulose increased the MNs mechanical strength, but the results obtained do not present enough evidence to justify the addition of more than 5% (% w/v) of microcrystalline cellulose. In this way, 7.5% (% w/v) of carboxymethylcellulose and 10% (% w/v) of citric acid and 5% (%w/v) of microcrystalline cellulose, produce the best MNs in terms of morphology and mechanical performance. Subsequently, MNs with 7.5% (% w/v) of carboxymethylcellulose, 10% (% w/v) of citric acid, with and without 5% (% w/v) of microcrystalline cellulose, were evaluated in terms of swelling behavior and cytotoxicity. Those with 5% (% w/v) of microcrystalline cellulose showed a higher swelling degree and a lower weight loss. Both MN samples showed no cytotoxicity to human keratinocytes cell line (HaCaT cells). Overall, all parameters indicate that MNs with 7.5% (% w/v) of carboxymethylcellulose, 10% (% w/v) of citric acid and 5% (% w/v) of microcrystalline cellulose are those with the best morphological, mechanical and swelling characteristics. Since they are non-cytotoxic, these MNs can be used in biomedical applications, namely on the non-invasive extraction of interstitial fluid.
URI: http://hdl.handle.net/10773/27762
Appears in Collections:DQ - Dissertações de mestrado
UA - Dissertações de mestrado

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