Encapsulamento simultâneo de nanopartículas magnéticas (NPMS) com ftalocianina de zinco (ZNPC) via polimerização em miniemulsão

Abstract

Uma das alternativas mais promissoras para o tratamento do câncer é a Terapia Fotodinâmica (TFD). A Ftalocianina de Zinco (ZnPc) é um fotossensibilizante de segunda geração com caráter hidrofóbico e necessita ser incorporado em um sistema de liberação adequado para ser injetado sistemicamente. Nanopartículas magnéticas, NPMs, constituída principalmente de magnetita (Fe3O4) apresentam alto valor de magnetização com grande potencial de aplicação no tratamento do câncer por hipertermia. O encapsulamento simultâneo de fármacos com NPMs tem sido reconhecido como uma técnica promissora para o tratamento do câncer por possibilitar a ação sinergética dos diferentes tipos de tratamento. O objetivo deste trabalho foi a síntese, caracterização e avaliação da toxicidade e fototoxicidade das NPMs, do encapsulamento da NPMs e ZnPc e o encapsulamento simultâneo de ZnPc com NPMs via polimerização em miniemulsão. As NPMs com ácido oléico (AO) foram preparadas pelo método de co-precipitação em meio aquoso e a análise de DRX mostrou picos característicos da magnetita (Fe3O4) com diâmetro médio de nanopartículas de 13nm. As NPMs apresentaram um alto valor de magnetização de saturação (Ms) (64 emu/g óxido de ferro). O encapsulamento das NPMs foi realizado via polimerização em miniemulsão com metacrilato de metila (MMA). As NPMs encapsuladas apresentaram um diâmetro aproximado de 100nm com valor de Ms de 34 emu/g de óxido de ferro. Para o encapsulamento da ZnPc utilizou-se duas técnicas de encapsulamento. A primeira foi a técnica de miniemulsão com auxílio da técnica de nanoprecipitação (PMMA/ZnPc)(FA)) e a segunda utilizou-se apenas a técnica de miniemulsão direta (PMMA/ZnPc(FO)). O teor de ZnPc nas nanopartículas poliméricas foi um pouco superior na amostra PMMA/ZnPc(FA) (3,7µg/mg) do que na amostra de PMMA/ZnPc(FO) (3,0 µg/mg). Ambas as técnicas resultaram em um tamanho médio de aproximadamente 100nm. Ao encapsular a ZnPc simultaneamente com as NPMs (PMMA/ZnPc/NPMs) não alteração em relação ao tamanho das nanopartículas (100nm), concentração de ZnPc (3,6 µg/mg) e propriedades magnéticas (31 emu/g de óxido de ferro) em relação ao encapsulamento em separado da ZnPc e NPMs. A liberação da ZnPc das nanopartículas poliméricas foi sustentada e lenta. Nas primeiras 20 horas cerca de 5-10% do ZnPc contida nas nanopartículas poliméricas foi liberada em todas as amostras. No ensaio de toxicidade (ausência de luz), as nanopartículas encapsuladas mostraram baixa toxicidade. No ensaio de atividade fotobiológica, observou-se, que a luz isoladamente (sem nanopartículas contendo ZnPc) não foi capaz de induzir efeito citotóxico sobre a cultura de células. Ao utilizar nanopartículas contendo ZnPc observou-se uma redução acentuada da viabilidade celular para 22% (PMMA/ZnPc(FA)) e 30% (PMMA/ZnPc/NPMs).<br>

Abstract : Photodynamic therapy (TFD) is one of the most promising alternatives for the treatment of the cancer. Zinc phtalocyanine (ZnPc) is a second generation photosensitizer with hydrophobic character that should be incorporated in a suitable delivery system to be injected systemically. Magnetics nanoparticles (NPMs) consisting mainly of magnetite (Fe3O4) present high value of magnetization with great potential of application in the treatment of the cancer by hyperthermia. The simultaneous encapsulation of drugs with NPMs has been recognized as one promising technique for the treatment of the cancer making possible a synergetic action of the different types of treatment. The objective of this work was the synthesis, characterization and evaluation of the toxicity and phototoxicity of the NPMs, the encapsulation of the NPMs and ZnPc and the simultaneous encapsulation of ZnPc with NPMs by miniemulsion polymerization. The NPMs with oleic acid (AO) had been prepared by the co-precipitation method in aqueous solution. DRX analysis showed characteristic peaks of magnetite (Fe3O4) with average particle diameter of 13nm. The NPMs had presented high value of magnetization of saturation (Ms) (61 emu/g of iron oxide). The encapsulation of the NPMs was carried through methyl methacrylate (MMA) miniemulsion polymerization. The polymeric particles with NPMs encapsulated presented an average diameter of 100nm with value of Ms of 34 emu/g of iron oxide. Two techniques of encapsulation were employed for the encapsulation of ZnPc. The first one was the miniemulsion polymerization with the nanoprecipitation technique (PMMA/ZnPc) (FAN)) and second one used only the miniemulsion polymerization technique (PMMA/ZnPc (FO)). The amount of ZnPc in polymeric nanoparticles was higher in PMMA/ZnPc(FA) sample (3,7µg/mg) when compared to the sample of PMMA/ZnPc (FO) (3,0 µg/mg). Both techniques resulted in polymeric nanoparticles with an average diameter of approximately 100nm. The simultaneous encapsulation of ZnPc with NPMs (PMMA/ZnPc/NPMs) presented very similar values of average particle size (100nm), concentration of ZnPc (3,6 µg/mg) and magnetic properties (31 emu/g of iron oxide) when compared to the single encapsulation of ZnPc and NPMs. The release of the encapsulated ZnPc was supported and slow. In the first 20 hours approximately 5-10% of the encapsulated ZnPc was released in all samples. In the toxicity assay (light absence), the encapsulated nanoparticles had shown low toxicity. In the assay of phototoxicity activity, it was observed that the light (without polymeric nanoparticles containing ZnPc) was not able to induce cytotoxic effect on the culture of cells. When using polymeric nanoparticles with encapsulated ZnPc an accentuated reduction of the cellular viability of 22% (PMMA/ZnPc (FA)) and 30% (PMMA/ZnPc/NPMs) was observed.