Materiais híbridos orgânico-inorgânico: espécies de interesse farmacológico imobilizadas em hidróxidos duplos lamelares [thesis]

Vanessa Roberta Rodrigues da Cunha
AGRADECIMENTO Aos meus pais e irmãos, por todo o amor, compreensão, paciência e apoio dedicados durante todos esses anos. À Profa. Vera, pelo grande apoio, carinho, paciência e confiança fornecidos durante esses anos. À Profa. Marianna (University of Waterloo, Canadá), Chilbert e Marina pela ajuda e colaboração com os experimentos de tamanho de partícula, medidas de potencial Zeta e os testes biológicos realizados no Programa de Doutorado Sanduíche (PDEE) financiados pela CAPES. Ao Fabrice e
more » ... ES. Ao Fabrice e Christine (Université Blaise Pascal, França) pelos registros e análises dos espectros de RMN do estado sólido e as simulações dos difratogramas de raios X. À Profa. Helena e Philippe (IF-USP) pelos cálculos computacionais DFT que auxiliaram na interpretação dos resultados de parte do trabalho. Ao Prof. José Roberto da Universidade Federal do Piauí (UFPI) pelo apoio, dicas e amizade. Às minhas amigas Daniela e Tamara que estiveram sempre ao meu lado em momentos difícies me apoiando e incentivando, obrigada. Às minhas amigas de longos anos Ana Lucia, Angélica, Andrea e Patrícia pelo grande apoio, conselhos, ajuda, e apesar de longe, estarem sempre ao meu lado. Às minhas amigas Michele e Ana Mangoni pela enorme ajuda, apoio e companhia. Aos meus colegas de trabalho e amigos Gustavo, Alfredo, Douglas, Leonardo, João, Iguatinã, Filipe, Philippe, Rafael, Chilbert, Samih, Rania, Constanze, Mahmoud e Marina pelos momentos de descontração, conselhos, ajuda e conhecimento fornecidos para o desenvolvimento do meu projeto. À Profa. Marcia, Celly e Rômulo (IQ-USP) pelo registro e colaboração na interpretação dos espectros Raman. À Cida e ao Ricardo pela amizade, apoio técnico e ajuda constante. Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, CNPq, pela bolsa concedida. À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES, pela bolsa e auxílios concedidos no Programa de Doutorado no País com Estágio no Exterior (PDEE). À Rede Nanobiomed-CAPES (Avanços, Benefícios e Riscos da Nanobiotecnologia Aplicada à Saúde) pelos auxílios concedidos para participação em Congresso e curso no Exterior. À Secretária de Pós-Graduação (IQ-USP) em especial a Cibele e ao Milton pela assistência e eficiência na entrega dos documentos requiridos. A todos que de alguma forma contribuíram direta ou indiretamente para a realização deste trabalho. Palavras-chave: hidróxido duplo lamelar, pravastatina, ácido coumárico, ácido lipóico, espectroscopia vibracional e compostos de intercalação. ABSTRACT (Cunha, V.R.R.) Organic-inorganic hybrid materials: species of pharmacological interest immobilized into layered double hydroxide 2012. 134 p. PhD Thesis -Graduate Program in Chemistry. The intercalation of species with pharmacological activity in Layered Double Hydroxide (LDHs) has been explored frequently not only because it is biocompatible, but also by others effects as reported in recent studies: (i) sustained release of the drug by changes in pH, (ii) increasing the solubility of poorly water soluble substances, (iii) increase of the chemical stability of substance against light, heat, moisture, molecular oxygen etc. The main goal of this work is the intercalation of substances of therapeutic interest (in their anionic forms) as Pravastatin, Prav (antihyperlipidemic), and the antioxidants coumaric acid, Cou, and lipoic acid, Lip, in LDHs of magnesium-aluminum and zinc-aluminum by coprecipitation using different experimental conditions (pH, post-synthesis treatment and molar ratio anion/Al 3+ ). Solid samples were characterized by elemental analysis (CHN and metals), Xray diffraction, spectroscopic methods (Vibrational Infrared, Raman and Nuclear Magnetic Resonance of 13 C in solid state), thermal analysis, scanning electron microscopy, measurements of particle size and Zeta potential. The pharmacological activity of LDHs of Mg 2 Al composition was investigated by the biological assay with the dye Sulforhodamine B in the melanoma cell line A-375. The usage of different molar ratio Pravastatin/Al 3+ (1, 2 and 3) did not significantly alter the amount of organic substance present in the inorganic carrier. The LDH of composition Zn 2+ /Al 3+ promoted an increase in the crystallinity of the material and in the amount of organic (52 % w/w) compared to the Mg 2+ /Al 3+ material (32 % w/w). Pravastatin forms a bilayer into the interlayer region. The mean particle size and Zeta potential of the Mg 2 Al1Prav (molar ratio Prav -/Al 3+ = 1) are 126 nm and + 22.9 mV, respectively. The Pravastatin and the material Mg 2 Al1Prav decreased cell growth of strain A-375 melanoma by 20 % after treatment. The composition of the LDH intercalated with coumarate ions is dependent of the molar ratio anion/Al 3+ used in the synthesis. The composition Zn 2+ /Al 3+ promoted an increase in the crystallinity and amount of the organic (36 % w/w) compared to Mg 2+ /Al 3+ material (32 % w/w). The organic divalent anions, visualized by the Raman spectra results, assume a monolayer arrangement with the inclination of the carboxylate group related to the layer. Elemental and thermal analysis suggest the grafting/coordination of the organic ions into the layers of LDH. The aqueous suspension of the Zn 2 Al3Cou shows moderate stability against agglomeration (Zeta potential value + 39.6 mV) and particle size of 226 nm. In the case of LDHs-Lip, it was observed that excess of lipoate ions from the synthesis, as well as, the stirring time pos-synthesis did not alter the crystallinity and the organic amount (39 % w/w) material. The organic anions are organized in an interdigitated bilayer into the interlayer region. The aqueous suspension of the Mg 2 Al1Lip material shows moderate stability against the agglomeration (zeta potential value equal to + 34.3 mV) and a particle size of about 110 nm.
doi:10.11606/t.46.2012.tde-03052013-095150 fatcat:jdphyd45afa5zmcgujpp2tp6o4