Preparação e caracterização de nanopartículas magnéticas multifuncionais para imageamento e liberação controlada de fármacos

Nanopartículas magnéticas têm sido alvo de grande interesse em aplicações biológicas, principalmente devido ao seu caráter multifuncional. Nanopartículas de óxido de ferro, por exemplo, podem atuar como agente de contraste em ressonância magnética de imagem e como veículo guiado magneticamente, transportando o fármaco até um local específico no organismo. Por outro lado, ciclodextrinas desempenham papéis importantes em muitos campos, como em sistema de entrega de fármacos através da formação de compostos de inclusão. No presente trabalho, nanopartículas de óxido de ferro funcionalizadas com 2-hidroxi-propil-ß-ciclodextrina (HPbetaCD) e ß-ciclodextrina (BetaCD) foram obtidas pelo método de co-precipitação e em seguida revestidas com o ânion citrato. Neste caso, o sistema foi testado para liberação do fármaco aprovado para uso clínico em seres humanos, o irinotecano (IRI), que é um agente antineoplásico administrado por via intravenosa, mas ainda com muitos efeitos colaterais. Assim, foram preparados quatro tipos de dispositivos diferentes: ferrita-betaCD-IRI, ferrita-HPbetaCD-IRI, ferrita-betaCD-citrato-IRI e ferrita-HPbetaCD-citrato-IRI. Nesse contexto, pode-se entender como ferrita o óxido de ferro com fórmula Fe3O4, apesar do termo ¿ferrita¿ abranger também óxidos de ferro contendo outros metais divalentes.As nanopartículas preparadas foram caracterizadas por FTIR, medições de tamanho e potencial Zeta com base na técnica de espalhamento de luz dinâmico, difração de raios X, microscopia eletrônica de transmissão, termogravimetria, análise elementar de CHN, medidas de magnetização e espectroscopias Mössbauer e de absorção atômica. O perfil de liberação in vitro do irinotecano e ensaios biológicos de citotoxicidade em células tumorais (A431) pelo método MTT também foram avaliados. Os resultados mostraram que as nanopartículas têm morfologia esférica com diâmetros entre 8-10 nm, apresentando comportamento superparamagnético à temperatura ambiente. O recobrimento com citrato se mostrou importante na proteção contra oxidação e na diminuição da agregação das nanopartículas, garantindo também uma maior interação com o fármaco e uma cinética de liberação ligeiramente mais lenta. A funcionalização das ferritas com ß-ciclodextrina se mostrou mais eficiente do que com a 2-hidroxi-propil-ß-ciclodextrina, possuindo um percentual em massa desses dois componentes em torno de 6% e 3%, respectivamente. Os ensaios de MTT mostraram que todos os dispositivos apresentaram citotoxicidade dose-dependente frente à linhagem de células tumorais A431 com IC50 próximo à do fármaco puro.Magnetic nanoparticles are being extensively studied for biomedical applications due to their multifunctional character. Nanoparticles of iron oxide, for example, can act not only as a contrast agent in MRI but also as magnetically guided vehicle, taking the drug to a specific part of the body. On the other hand, cyclodextrins play major roles in many fields such as drug delivery system through the inclusion compounds formation. In the present work, iron oxide nanoparticles functionalized with -cyclodextrin (betaCD) and2-hydroxy-propyl--cyclodextrin (HPbetaCD) were obtained by coprecipitation method and coated with the anion citrate. In this case, the system was tested to deliver the drug approved for use in humans, irinotecan (IRI), which is an intravenous antineoplasic agent, but still with many side effects. Thus, were prepared four different devices: ferrite-betaCD-IRI ferrite-HPbetaCD-IRI, ferrite-betaCD-citrate-IRI and ferrite-HPbetaCD-citrate-IRI. In this context, one can understand the ferrites as iron oxides with the formula Fe3O4, although the ferrite term includes iron oxides with other divalent metals. The nanoparticles were characterized by FTIR, measurements of particles size and Zeta potential based on dynamic light scattering principle technique, X-ray diffraction, transmission electron microscopy, thermogravimetric analysis, elemental analysis of CHN, measurements of magnetization, Mössbauer and atomic absorption spectroscopy. The in vitro irinotecan release profile and its cytotoxicity biological assays, in cancer cells, were assessed by the MTT method. The results showed that the nanoparticles have a spherical morphology, with diameters varying between 8-10 nm, with superparamagnetic behavior at room temperature. The citrate coating proved important against the oxidations and for a reduced aggregation of the nanoparticles, also assuring a higher interaction with the drug and slightly slower release kinetics. The ferrites functionalization with betaCD has proven better than with HPbetaCD, with a mass percentage of these two compounds of 6% and 3%, respectively. The MTT assay showed that all devices have a concentration-dependent cytotoxicity toward the A431 linage of cancer cells, with IC50 near of the pure drug