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Jul 05, 2023

pH

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 7818 (2023) Citar este artigo 947 Acessos 1 Citações 1 Detalhes de métricas altmétricas Neste estudo, preparamos um hidrogel nanocompósito responsivo ao pH à base de

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 7818 (2023) Citar este artigo

947 Acessos

1 Citações

1 Altmétrico

Detalhes das métricas

Neste estudo, preparamos um hidrogel nanocompósito responsivo ao pH à base de quitosana enxertada com monômero de acrilamida e nanopartículas de ouro utilizando o método de irradiação gama (Cs-g-PAAm/AuNPs). O nanocompósito foi aprimorado com uma camada de revestimento de nanopartículas de prata para melhorar a liberação controlada do medicamento anticancerígeno fluorouracil, enquanto aumenta a atividade antimicrobiana e diminui a citotoxicidade das nanopartículas de prata no hidrogel do nanocompósito, combinando-se com nanopartículas de ouro para aumentar a capacidade de matar um grande número de células cancerígenas do fígado. A estrutura dos materiais nanocompósitos foi estudada utilizando espectroscopia FTIR e padrões de XRD, que demonstraram o aprisionamento de nanopartículas de ouro e prata dentro da matriz polimérica preparada. Os dados de dispersão dinâmica de luz revelaram a presença de ouro e prata em nanoescala com os índices de polidispersidade nos valores médios, indicando que os sistemas de distribuição funcionam melhor. Experimentos de inchaço em vários níveis de pH revelaram que os hidrogéis nanocompósitos Cs-g-PAAm / Au-Ag-NPs preparados foram altamente responsivos às mudanças de pH. Nanocompósitos bimetálicos de Cs-g-PAAm / Au-Ag-NPs responsivos ao pH exibem forte atividade antimicrobiana. A presença de AuNPs reduziu a citotoxicidade dos AgNPs enquanto aumentava sua capacidade de matar um grande número de células de câncer de fígado. Cs-g-PAAm/Au-Ag-NPs possui uma grande quantidade de droga fluorouracil carregada em pH 7,4 atingindo 95 mg/g com liberação máxima do medicamento de 97% em 300 min. Cs-g-PAAm/Au-Ag-NPs têm sido recomendados para uso como administração oral de medicamentos anticâncer porque eles fixam o medicamento encapsulado no meio ácido do estômago e o liberam no pH intestinal.

O câncer é uma doença difícil e teimosa de tratar, que ceifa muitas vidas. Mais de dez milhões de casos são descobertos anualmente em todo o mundo1. Existem numerosos tratamentos contra o cancro disponíveis, mas os seus efeitos secundários nos órgãos saudáveis ​​são numerosos e por vezes fatais2. Portanto, o tratamento direcionado de células cancerígenas e infectadas reduz os efeitos colaterais e a dose utilizada. Os nanocompósitos têm atraído grande interesse como antimicrobianos e antitumorais não convencionais e seguros, bem como como meio de rastrear a propagação do tratamento e medir o progresso do tratamento3,4. As nanopartículas são altamente reativas quimicamente e carregam uma grande quantidade do fármaco em sua superfície devido ao seu pequeno tamanho. Devido ao seu pequeno tamanho, também podem ser depositados ou oxidados fortemente, perdendo suas propriedades, por isso devem ser protegidos por agentes estabilizantes como polímeros, surfactantes, polissacarídeos, etc. , depende de vários fatores, incluindo o tipo de polímero utilizado, bem como o tamanho e formato das nanopartículas5,6. Ajitha et al., descobriram que os PVA-AgNPs têm maior atividade antibacteriana do que os PEG-AgNPs7,8,9. A ênfase é colocada na produção de nanocarreadores que respondem a estímulos e são mais capazes de entrega direcionada e são mais eficazes na eliminação de células cancerígenas e micróbios. Os compósitos poliméricos fornecem excelentes transportadores para combinar múltiplos tratamentos através da entrega inteligente de diferentes nanomateriais funcionais. Os esforços dos investigadores concentraram-se na produção de um novo medicamento ou estratégia anticancerígena segura. Portanto, os esforços se concentraram na produção de compósitos de biopolímeros que possam ser induzidos extrínseca ou internamente e acoplados (resposta a estímulos) com materiais de tamanho nanométrico e com uma droga anticâncer1,10,11. Polímeros contendo grupos funcionais ionizáveis ​​podem ser utilizados na produção de polímeros de resposta a estímulos de pH (PRS)12. A incorporação de SRP com nanopartículas selecionadas de metal ou óxido metálico resulta na fabricação de nanocompósitos de resposta a estímulos (SRNs), que podem melhorar a resposta terapêutica em regiões específicas de doenças para células tumorais direcionadas. A entrega de medicamentos de nanocompósitos metálicos é baseada no conceito de ligar/desligar compostos bioativos, como medicamentos, genes, e sucessão a tecidos ou órgãos específicos através de um estímulo como calor, radiação ou mudança de pH9. Os nanocompósitos responsivos ao pH ou nanocompósitos responsivos a estímulos (SRNs) são um dos projetos mais bem-sucedidos e eficazes no processo de transporte e distribuição de medicamentos, pois as células infectadas são ácidas em um pH de 5 a 6,5, enquanto as células saudáveis ​​estão em 7,4 neutro. ambientes1,3. Carregar os nano materiais inorgânicos nos polímeros aumenta sua estabilidade e a eficiência facilita a liberação do medicamento no local alvo e prolonga o tempo de circulação sanguínea in vivo. Nanopartículas de ouro estão surgindo como agentes promissores para o tratamento de doenças, e partículas nanométricas foram avaliadas contra uma variedade de células de crescimento maligno humano. Os metais de transição têm atividade antitumoral, como a platina, devido à sua capacidade de formar complexos e ativar a ligação e/ou dissociação e a química de oxidação-redução. Compostos de platina têm sido usados ​​e testados quanto à sua capacidade de matar células cancerígenas e inibir o crescimento de tumores, mas apresentam efeitos colaterais graves13,14,15. Partículas de prata e ouro também são metais de transição que apresentam a vantagem de matar micróbios, pois impedem a transferência de oxigênio para as bactérias2,16. As NPs Ag/Au também podem impedir o transporte de enzimas através da superfície do micróbio ou da superfície da célula cancerosa . Eles podem entrar na célula microbiana e alterar a arquitetura celular do micróbio, causando assim a morte do micróbio ou eliminando as células cancerígenas infectadas18. AgNPs e AuNPs são um tipo de agente antibacteriano de amplo espectro e podem servir como agentes promissores no tratamento do câncer4. Os resultados mostraram progresso significativo no tratamento de bactérias Gram-negativas e Gram-positivas, como Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus faecalis e Pediococcus acidilactici2. Na medicina de precisão, partículas de ouro e prata também podem ser usadas como agentes de distribuição de medicamentos. A combinação de partículas de prata e ouro pode reduzir a citotoxicidade e, ao mesmo tempo, aumentar a eficiência de matar micróbios e células cancerígenas2,16,19. As partículas de prata têm maior capacidade como cofator, mas sua citotoxicidade para células de mamíferos é alta, enquanto as partículas de ouro têm muito pouca citotoxicidade. Portanto, a combinação das duas moléculas reduz a citotoxicidade enquanto aumenta a atividade. A combinação das duas moléculas acelera o processo de reação16,17. Para beneficiar da forma e do tamanho dos nano-metais, estes devem ser protegidos por um agente de proteção, como a quitosana, para apoiar a estabilidade e a atividade das partículas.