Polystyrene-b-poly (acrylic acid) nanovesicles coated by modified chitosans for encapsulation of minoxidil

Abstract In this work, polystyrene-b-poly (acrylic acid) (PS-b-PAA) nanovesicles were coated by modified chitosans aiming at studying its physicochemical parameters. The chitosan (CS) was chemically modified to add hydrophilic and/or hydrophobic groups, obtaining three modified chitosans. The PS-b-PAA nanovesicles were obtained by organic (1,4-dioxane) cosolvent method in water, resulting in nanovesicles with less than 150 nm of diameter (polydispersibility index - PDI at 90° = 0.106), measured by dynamic light scattering (DLS) and transmission electron microscopy (TEM), and negative zeta potential (-37.5 ± 3.2 mV), allowing the coating of its surface with oppositely charged polysaccharides, such as the CS and the modified chitosans. The coating process was made by mixing the colloidal suspensions with the CS and the modified chitosans at specific ENT#091;CS-xENT#093;/ENT#091;PS-b-PAAENT#093; ratios (0.001 to 1.0 wt %) and measuring the change in size and surface charge by DLS and zeta potential. Upon reaching maximum adsorption, the zeta potential parameter was positively stabilized (+26.7 ± 4.1 mV) with a hydrodynamic diameter slightly longer (< 200 nm of diameter). The encapsulation efficiency (EE) of minoxidil, quantified by capillary electrophoresis, was 50.7%, confirming their potential as drug delivery carriers and the coating process showed the possibility of controlling the surface charge nature of these nanovesicles

Optimal immobilization of Beta-glucosidase into chitosan beads using response surface methodology

Background: β-Glucosidase is known as an effective catalyst for the hydrolysis of various glycosides and immobilization is one of the most efficient strategies to improve its activity recovery and properties. Results: Crosslinking-adsorption-crosslinking method was employed to immobilize β-glucosidase into chitosan beads and response surface methodology (RSM) was used to optimize the immobilized conditions of the maximum activity recovery. Enzyme concentration and adsorption time were found to be significant influence factors, and the maximum activity recovery (50.75%) obtained from response surface methodology was in excellent agreement with experimental value (50.81%). Furthermore, various characteristics of immobilized β-glucosidase were evaluated. Compared to the free β-glucosidase, the immobilized enzyme exhibited broader pH and temperature ranges, enhanced thermal stability, better storage stability and reusability and higher accessibility of the substrate to the immobilized β-glucosidase. Conclusion: Response surface methodology (RSM) was proved to be much economical for optimum immobilization of β-glucosidase into chitosan beads.

Avaliação in vitro e in vivo de matrizes de quitosana como arcabouço tridimensional para regeneração óssea / Evaluation in vitro and in vivo matrix of chitosan as three-dimensional framework for bone regeneration

Na primeira parte desse estudo, foi avaliada in vitro a influência de 2 diferentes graus de N-acetilação (DA) de matrizes tridimensionais (3D) de quitosana sobre a viabilidade, adesão, distribuição e proliferação de células mesenquimais extraídas da medula óssea de ratos (rBMSC's), assim como, a influência do soro autólogo de rato (RS), sobre os mesmos aspectos, como fonte de proteínas e fatores de crescimento. Para tanto, 10 animais foram utilizados para extração do RS e das rBMSC's. As células foram semeadas e induzidas a osteodiferenciação sobre matrizes 3D de quitosana, com FBS (Soro Fetal Bovino) e sem adição do RS. Na segunda parte dessa análise, foi analisado in vivo o comportamento biológico de matrizes 3D de quitosana para a regeneração óssea, com DA's de 4 e 15 por cento, quando implantadas em defeitos com morfologia e dimensões críticas, criados em calvária de rato. Utilizou-se 80 animais, distribuídos em 4 grupos, com 5 animais cada, avaliados nos pontos biológicos de 7, 15, 45 e 120 dias. Os grupos foram divididos em: GI Controle - Sem implantação de biomaterial; Gil - Implantação de matriz de quitosana 4 por cento; GIII - Implantação de matriz de quitosana 15 por cento; GIV - Implantação de matriz de colágeno tipo I. Os espécimes foram fixados e incluídos em blocos de resina e cortados em micrótomo de alto impacto, para tecidos não descalcificados e corados em H/E, Picrosírius Red e Tricrômio de Masson Goldner para avaliação histológica em microscopia de Luz. Também, foram confeccionados blocos em parafina para análise imunohistoquímica da formação vascular utilizando-se PECAM-1. Os resultados in vitro demonstraram que as rBMSC's apresentaram-se viáveis quando cultivadas nos 2 tipos de soro. Mais ainda, as rBMSC's aderiram e proliferaram sobre as matrizes de quitosana, em especial sobre a de 4 por cento. Em adição, os achados sugeriram que o RS apresenta as proteínas e fatores necessários para o crescimento das rBMSC's. Quando analisado o comportamento biológico das matrizes 3D in vivo, concluiu-se que, muito embora, as matrizes tenham sido consideradas biocompatíveis, e que tenham tido a sua região central permeada por vasos sangüíneos, não foi encontrada formação óssea de novo nos sítios de implantação.

Efeitos da quitosana sobre alguns parâmetros nutricionais e bioquímicos em ratos / Effects of chitosan over some nutritional and biochemical parameters in rats

The recommendation for a larger intake of food fiber has been an important strategy for the control and prevention of obesity and its co-morbidities. Chitosan, an animal fiber, has been related to the reduction of fat uptake by the intestine, serum cholesterol and glucose, as well as appetite inhibition and weight loss. This study evaluated the effects of consuming powdered chitosan on some nutritional and biochemical parameters in adult female rats. Adult female Wistar rats (n=14) were divided in control group (GC): fed a diet based on casein and microcrystaline cellulose (AIN 93 G) for 10 days; and chitosan group(GQ): fed a diet based on casein and powdered chitosan (5%) substituting microcrystalline cellulose for 10 days. No differences were observed I the food intake, evolution of the body weight, liver weight, fat depots in the abdomen and in the carcass. Also, there were no differences in the glucose and total protein serum concentrations or in the lipid profile.The GQ presented smaller stomach and intestine (with contents) weights.However, these findings are insufficient to suggest any effect on saciety since no difference was observed in the food intake between the groups

El aumento de la ingestión de fibra alimentar ha sido una importante estrategia para el control de la obesidad y sus comorbidades. La quitosana,una fibra de origen animal, está siendo responsabilizada por reducir la absorción de grasas a nivel intestinal, disminución del colesterol y la glucosa séricos y también por la inhibición del apetito y reducción del peso corporal. Este estudio evaluó el efecto de la incorporación de quitosana en polvo, en dietade ratas adultas, sobre algunos parâmetros nutricionales y bioquímicos. Ratas Wistar (n=14) fueron divididas en grupo control (GC), raciónAIN-93G, a base de caseína y celulosa microcristalina (5%) y grupo quitosana e (GQ),ración AIN-93G y quitosana en polvo (5%) em substitución de la celulosa micro cristalina, por10 días. No se observaron diferencias en el consumo alimentar ni en la evolución de los pesos corporal o del hígado, de los depósitos de grasa abdominal y de la carcasa, ni tampoco en las concentraciones séricas de glucosa,proteínas totales y perfil lipídico. Sin embargo, el grupo GQ presentó menores pesos de estómago e intestino delgado (con su contenido). No obstante, estos resultados son insuficientes para deducir algún efecto en la saciedade considerando que no se observó diferencia en el consumo de ración de los grupos

O maior consumo de fibra alimentar tem sido uma das importantes estratégias para o controle e prevenção da obesidade e suas co-morbidades. A quitosana, fibra de origem animal, vem sendo relacionada à redução da absorção de gorduras em nível intestinal, do colesterol e glicose séricos e, também, com inibição do apetite e redução de peso corporal. Este estudo avaliou os efeitos do uso de quitosana em pó, na ração de ratas adultas, sobre alguns parâmetros nutricionais e bioquímicos. Ratas Wistar adultas (n=14) foram divididas em grupo controle (GC): ração AIN-93G, à base de caseína e celulose microcristalina (5%) e grupo quitosana (GQ): dieta AIN-93G e quitosana em pó (5%), em substituição à celulose microcristalina, por 10 dias. Não se observaram diferenças no consumo alimentar, na evolução do peso corporal, do fígado, dos depósitos de gordura abdominal e da carcaça, e, nem tampouco nas concentrações séricas de glicose, proteínas totais e no perfil lipídico. O GQ apresentou menor peso do estômago e do intestino delgado (com conteúdo) sendo, entretanto esses resultados, insuficientes para inferir sobre algum efeito na saciedade, tendo em vista que não foi observada diferença no consumo de ração entre os grupos