Nanopartículas de óxidos de ferro e nióbio com diferentes recobrimentos: síntese, caracterização e avaliação do potencial biológico / Iron oxide nanoparticles with different coatings and niobium oxide nanoparticles: synthesis, characterization and assessment of biological potential

Nanopartículas (NPs) tem ganhado notoriedade crescente em aplicações biomédicas. Podendo ser constituídas de diversos materiais, NPs tem sido empregadas como agentes de contraste, na liberação direcionada e controlada de fármacos, em terapia para tratamento de câncer, em catálise heterogênea, entre outras aplicações. As nanopartículas magnéticas de óxido de ferro (MNP) destacam-se pela multiplicidade de aplicações, apesar de serem pouco caracterizadas quanto à toxicidade celular. Outras nanopartículas com excelente potencial são as constituídas de óxido de nióbio (NbONPs), as quais merecem atenção especial, pois o Brasil é detentor de 98% das reservas comercialmente viáveis deste elemento. Neste trabalho NPs destes dois metais de transição (ferro e nióbio) foram sintetizadas, almejando entender suas interações com materiais, biomoléculas e meios biológicos. Diversas metodologias foram desenvolvidas e testadas com intuito de otimizar a morfologia e o rendimento da preparação, resultando na escolha de decomposição térmica para MNP e, para NbONPs, escolheu-se a impregnação do óxido de nióbio sobre uma matriz de MNPs recobertas com sílica. No caso das MNPs, procedeu-se ao recobrimento das mesmas com lipídeos zwitteriônicos (Dioleilfosfatidilcolina (DOPC)) e carregados positivamente (Brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB)). Foram inicialmente caracterizadas as suas propriedades em diversos ambientes biológicos para posteriormente realizarmos ensaios de citoxicidade em queratinócitos humanos (HaCaT). Avaliamos também a degradação das NPs em diferentes pH, bem como, a interação das mesmas com membranas miméticas de vesículas gigantes unilamelares (GUVs - Giant Unilamellar Vesicles), com visualização microscópica. As MNPs recobertas com DODAB mostraram-se mais tóxicas para os queratinócitos em cultura e também causaram lise das GUVs. No caso das NbONPs, avaliou-se a acidez proveniente do Nb2O5 e o seu potencial em catálise heterogênea, bem como a avaliação da citotoxicidade em HaCaT revelou um potencial uso biomédico

Nanoparticles (NPs) have received increasing attention in biomedical applications. NPs can be constituted by different materials and have been used as contrast agents, in drug delivery, in cancer therapy, in heterogeneous catalysis, among other applications. Magnetic iron oxide nanoparticles (MNP) are notable for their multiplicity of applications, although they are poorly characterized for cellular toxicity. Other nanoparticles with excellent potential are made of niobium oxide (NbONPs), which deserve special attention, since Brazil holds 98% of the commercially viable reserves of this element. In this Thesis, NPs of these two transition metals (iron and niobium) were synthesized, aiming to understand their interactions with materials, biomolecules and media biological. Several methodologies were developed and tested to optimize the morphology and yield of the preparation, resulting in the choice of thermal decomposition for MNPs and, for NbONPs, the impregnation of niobium oxide on a matrix of silica-coated MNPs. In the case of MNPs, they were also coated with lipid zwitterionics (Dioleoyl phosphocholine (DOPC)) and positively charged (Dimethyldioctadecylammonium bromide (DODAB)) lipids. Its properties were initially characterized in several biological environments for later cytotoxicity assays in human keratinocytes (HaCaT). It evaluated the degradation of the NPs in different pH, as well as their interaction with giant unilamellar vesicle (GUVs) mimetic membranes, with microscopic visualization. MNPs coated with DODAB were more toxic to keratinocytes in culture and caused lysis of GUVs. In the case of NbONPs, acidity from Nb2O5 was evaluated in heterogeneous catalysis, as well as the evaluation of HaCaT cytotoxicity revealed a potential biomedical use

Efeito da adição de partículas de vidro niobofosfato bioativo à guta-percha: desenvolvimento, caracterização, resistência de união à dentina e influência na formação de biofilmes microbianos / Effect of the addition of the niobophosphate bioactive glass in the gutta-percha: Development, characterization, bond strength to dentin and influence on biofilm formation

Os objetivos deste estudo foram desenvolver e caracterizar um compósito para obturação endodôntica à base de guta-percha e vidro niobofosfato. Foi avaliado a resistência de união à dentina radicular do compósito experimental, da guta EndoSequence BC, ambos sem o uso de cimento além do cimento AH Plus associado a guta-percha através do ensaio de push-out. A análise dos padrões de fratura foi realizada com auxílio de MEV. Análises usando EDX and MEV-EDS foram realizadas para verificar a composição e distribuição das partículas de vidro na superfície e no interior da matriz de guta-percha dos materiais testados. Os resultados foram analisados estatisticamente pelos testes ANOVA e Tukey, sendo considerado significante quando p < 0,05. Foi avaliado também a influência do compósito experimental, do vidro niobofosfatos bioativo, diferentes tipos de gutapercha e hidroxiapatita na adesão e formação de biofilme por bactérias orais com coloração Live/dead usando um microscópio confocal à laser. O biofilme multiespécies foi formado na superfície de discos de hidroxiapatita - HA, vidro niobofosfato - VNB, guta-percha Obtura - OBT, guta-percha Protaper - PTP, EndoSequence BC guta-percha - GBC e o compósito experimental guta-percha associado com o vidro niobofosfato - GNB. O biovolume total (mm3), biovolume de bacterias viáveis (mm3), e porcentagem de bactérias viáveis (%) foram quantificados...

The objectives of this study were to develop and characterize a composite for endodontic obturation based gutta-percha and niobium phosphate glass. The study evaluated the composites micropush-out bond strength to root dentine of the experimental gutta-percha and niobium phosphate glass composite applied with thermoplastic technique to the root canals without sealer in a moist environment and compare to the conventional root canal obturation Ah Plus and gutta-percha, and a commercial bioceramic gutta without sealer. Additionally, the cores materials were characterized using Scanning Electron Microscopic/Energy-dispersive X-ray (SEM/EDS) and Energy Dispersive X-ray fluorescence spectrometry (EDX) analysis. The failure mode was analyzed with SEM. Analysis using EDX and SEMEDS was carried out to verify the composition and distribution of the particles of the tested materials. Data were statistically analyzed by one-way ANOVA and Tukeys test (p < 0,05). Also was analysed the influence of different types of gutta-percha and bioactive niobium phosphate glass on the adherence and biofilm formation by oral bacteria from human dental plaque with Live/dead staining assay using confocal laser scanning microscopy (CLSM). The multispecies biofilm was grown from plaque bacteria on discs of hydroxyapatite - HA, niobium phosphate bioactive glass- VNB, Obtura pellets - OBT, Protaper gutta-percha - PTP, EndoSequence BC gutta-percha - GBC and gutta-percha associated with niobium phosphate glass - GNB in brain-heart infusion broth for 3,14 and 30 days. After the growth induction periods, specimens were stained by using Live/Dead, and the images were analyzed under a CLSM...