Síntese e caracterização de nanoestruturas superparamagneticas baseadas em óxidos de ferro e glicosaminoglicanos

Abstract

Neste trabalho, foram desenvolvidos dois complexos superparamagnéticos nanoestruturados formados por nanopartículas de óxido de ferro (ION) e os glicosaminoglicanos sulfato de condroitina (ChS) ou glucosamina (GLU), visando o desenvolvimento de plataformas de carreamento desses glicosaminoglicanos para uma maior eficácia no tratamento da osteoartrite. A estrutura e a morfologia dos complexos foram elucidadas por difratometria de raios-X (DRX), espectroscopias no infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR), Raman e fotoeletrônica de raios-X (XPS), espalhamento dinâmico de luz (EDL), mobilidade eletroforética, microscopia eletrônica de transmissão (MET), medidas de magnetização e análise termogravimétrica (TG). A citotoxicidade dos complexos foi avaliada por ensaios de viabilidade celular pelo método de MTT em células de polpa dentária humana. Os complexos de ION-ChS foram preparados por co-precipitação alcalina de íons Fe(II)/Fe(III), 1:2, na presença de ChS. Estes se apresentaram como nanopartículas aproximadamente esféricas, com diâmetro médio de ~ 8 nm (com diâmetro hidrodinâmico 105,7 nm) e caráter superparamagnético (com magnetização de saturação de 53 emu/g à temperatura ambiente). A espectroscopia Raman evidenciou a predominância da fase de magnetita nas nanopartículas, enquanto que a espectroscopia no infravermelho permitiu observar a coordenação dos grupos carboxilato da ChS aos íons Fe(II) da superfície das ION. Esta coordenação conferiu às nanopartículas alta estabilidade em meio biológico (DMEM). Para esse complexo, o estudo de citotoxicidade mostrou que, até a maior concentração estudada (0,250 g L-1 de ChS), os complexos são biocompatíveis com células de polpa dentária humana. Os complexos ION-GLU foram obtidos por sequência de funcionalizações sobre nanopartículas de magnetita (~ 6 nm) preparadas previamente por coprecipitação. As nanopartículas de magnetita foram primeiramente funcionalizadas com grupos citrato, que em seguida serviram de sítio de ancoragem covalente da GLU, por meio da formação de uma ligação amida. Os dados de espectroscopias FT-IR, Raman e XPS confirmaram a identidade dos grupos funcionais introduzidos em cada passo de funcionalização. O fluído magnético produzido também apresentou alta estabilidade inclusive em meio biológico. Ainda, os dados de magnetização confirmaram o superparamagnetísmo à temperatura ambiente. A biocompatibilidade foi atestada pelo ensaio de MTT, em que se observou não somente um aumento da viabilidade celular em células de polpa dentária humana, mas também uma modulação da viabilidade quando comparada à glucosamina livre. Esta modulação estaria relacionada com a necessidade da quebra da ligação amida para liberação da GLU e sua posterior utilização pela célula. Diante dos resultados obtidos, observa-se que os complexos nanoestruturados aqui sintetizados possuem propriedades e características desejáveis para aplicações biológicas, tornando-os plataformas promissoras de entrega de sulfato de condroitina ou glucosamina.