Desenvolvimento de nanopartículas de quitosana / sulfato de condroitina para nanoencapsulação da curcumina visando sua liberação controlada e avaliação de sua atividade antitumoral

Abstract

Este estudo teve como objetivo avaliar a utilização da técnica de gelatinização iônica no desenvolvimento de nanopartículas poliméricas constituídas dos biopolímeros quitosana e sulfato de condroitina, avaliando este sistema como nanocarreador da curcumina, verificando o comportamento de liberação da curcumina associada às nanopartículas em soluções fisiológicas simuladas com o intuito de melhorar a viabilidade celular no tratamento de câncer. O método de gelatinização iônica consistiu em uma técnica simples, rápida, reprodutível e eficaz, possibilitando a obtenção de nanopartículas com baixo índice de polidispersão (0,151 ± 0,03 a 0,563 ± 0,07), diâmetro na faixa de 175,7 ± 2,5 a 710,2 ± 8,9 nm e com um potencial zeta positivo com valor em módulo relativamente alto, o que favorece a interação com a membrana celular e junções da pele carregadas negativamente. No entanto, observou-se que estas características foram influenciadas diretamente pelo pH, pela concentração da solução de quitosana e pelo volume de sulfato de condroitina adicionado no preparo das nanopartículas. As nanopartículas apresentaram relativa estabilidade físico-química nas diferentes temperaturas de acondicionamento (-2ºC e 25ºC) durante o período de 120 horas e maior estabilidade térmica quando comparada aos seus respectivos constituintes. Observou-se ainda a formação de nanopartículas esféricas, compacta e com morfologia heterogênea, que de forma eficiente conseguem associar a curcumina. A taxa de associação da curcumina às nanopartículas variou de 62,3 ± 0,21% a 68,5 ± 0,18%, sendo esta dependente do pH da solução da quitosana. A liberação da curcumina por meio das nanopartículas ocorreu de forma lenta e gradual, via mecanismo de difusão, observando-se uma liberação do corante mais acelerada quando a liberação foi conduzida em solução de H2SO4 0,1 mol L-1 em pH 6,8. Embora a curcumina na forma livre tenha demonstrado maior eficiência citotóxica que associada as nanopartículas, pôde-se observar por meio da avaliação citotóxica in vitro utilizando a linhagem de célula tumoral humana de pulmão (A549), que as nanopartículas e seus respectivos constituintes não são tóxicos para a célula e que o sistema apresentou boa estabilidade físico-química sob condições fisiológicas, o que indica a possível aplicabilidade deste material nanoestruturado como sistema de liberação controlada de fármacos. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

This study had like objective to evaluate the use of ionic gelation technique in the development of polymeric nanoparticles composed of biopolymers chitosan and chondroitin sulfate, evaluating this system as curcumin nanocarrier, checking the behavior associated with the release of curcumin nanoparticles in simulated physiological solutions with In order to improve cell viability in cancer treatment. The ionic gelation method consisted of a simple, fast, reproducible and effective, allowing the obtaining of nanoparticles with low polydispersity index (0.151 ± 0.03 to 0.563 ± 0.07), diameter in the range of 175.7 ± 2.5 to 710.2 ± 8.9 nm and a positive zeta potential in absolute value with relatively high, it favors the interaction with the cell membrane and joins the skin negatively charged. However, it was observed that these characteristics directly influenced by the pH, the concentration of the chitosan solution and the volume of chondroitin sulphate added in the preparation of nanoparticles. The nanoparticles present on physical and chemical stability at different packaging temperatures (-2°C and 25°C) during the period of 120 hours and had higher thermal stability compared to their respective constituents. We also observed the formation of spherical nanoparticles, compact and heterogeneous morphology, which can efficiently associate curcumin. The rate of association of curcumin into the nanoparticles ranged from 62.3 ± 0.21% a 68.5 ± 0.18%, this rate dependent on the pH of the chitosan solution. The release of curcumin through nanoparticles occurred slowly and gradually, via diffusion mechanism, observing a faster release of the colorant when the release was conducted in a solution of H2SO4 0.1 mol L-1 at pH 6.8. Although curcumin in its free form has demonstrated a greater efficiency of cytotoxic compared to its form associated nanoparticles, could be observed through cytotoxicity evaluation in vitro using the lineage of human lung tumor cell (A549), that the nanoparticles and their constituents are not toxic to the cell and the system showed good physical and chemical stability at physiological conditions, which indicates the possible applicability of this nanostructured material as a system of controlled drug release.