Desenvolvimento de nanopartículas de Fe3O4@SiO2 funcionalizadas com polímero termorresponsivo poli(alilamina-alilureia) para aplicações em hipertermia magnética
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Data
Autores
Orientador
Santilli, Celso Valentim 
Coorientador
Pós-graduação
Química - IQAR
Curso de graduação
Título da Revista
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Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
O câncer é uma das principais causa de mortalidade do mundo, impulsionando o desenvolvimento de novas abordagens terapêuticas mais eficazes. Nesse cenário, os sistemas de liberação controlado de fármacos e as terapias baseadas em nanomateriais, como a hipertermia de fluido magnético, vem se destacando como estratégias promissoras. A utilização de nanopartículas magnéticas, em especial as de oxido de ferro, possibilita a combinação de propriedades físicas e químicas que favorecem sua aplicação como agentes terapêuticos. Para tornar essas nanopartículas mais eficientes é necessário aprimorar sua estabilidade coloidal, a funcionalidade e a resposta a estímulos externos. Esta dissertação é focada no desenvolvimento de um sistema multifuncional composto de nanopartículas de magnetita (Fe3O4) revestidas com sílica (Fe3O4@SiO2) e funcionalizadas com o polímero termorresponsivo poli(alilureia) (PAU), com temperatura crítica de solução superior, visando aplicações em terapias contra o câncer. A síntese do polímero PAU foi realizada a partir da conversão dos grupos amina do percursor poli(cloridrato de alilamina) (PAH) por meio de uma rota inovadora utilizando ureia. A formação dos grupos ureido foi confirmada por RMN de 1H e FTIR. O polímero apresentou comportamento UCST em solução salina tampão fosfato (PBS, 5 mg.mL-1), com transição de fase em 41°C, e estabilidade térmica até 112°C. A estrutura caroço@casca de Fe3O4@SiO2 sintetizada foi confirmada por DRX, MET, FTIR e XPS. O recobrimento com SiO2 não comprometeu a estrutura cristalina da magnetita e aumentou significativamente a área de superfície (de 85 para 469 m2.g) indicando a maior porosa. A funcionalização das Fe3O4@SiO2 com o polímero PAU foi confirmada por FTIR e XPS. Análises de espalhamento dinâmico de luz (DLS) demonstraram a responsividade térmica da estrutura Fe3O4@SiO2-PAU, com aumento do raio hidrodinâmico com o aquecimento acima de 37°C. Nos ensaios de hipertermia magnética, observou-se uma redução na eficiência térmica com o aumento da espessura do revestimento (ΔT de 13°C para 4°C), porém a amostra funcionalizada manteve a temperatura por mais tempo após o desligamento do campo, sugerindo efeito de retenção de calor devido à camada polimérica.
Resumo (inglês)
The cancer is one of the leading causes of mortality worldwide, driving the development of more effective therapeutic approaches. In this context, controlled drug delivery systems and nanomaterial-based therapies, such as magnetic fluid hyperthemia, have emerged as promising strategies. The use of magnetic nanoparticles, particularly iron oxide nanoparticles, enables the combination of physical and chemical properties that favor their application as therapeutic agents. To enhance the efficiency of these nanoparticles, it is necessary to improve their colloidal stability, functionality, and responsiveness to external stimuli. This dissertation is focused on the development of multifunctional system composed of magnetite nanoparticles (Fe3O4) coated with porous silica (Fe3O4@SiO2) and functionalized with the thermoresponsive polymer poly(allylurea) (PAU) presenting Upper Critical Solution Temperature (UCST), aiming applications in cancer therapies, The synthesis of the PAU was achieved by converting the amine groups of the poly(allylamine hydrochloride) (PAH) precursor through in innovative route using urea. The formation of ureido groups was confirmed by 1H-NMR and FTIR analyses. The polymer exhibited UCST-type behavior in PBS solution (5 mg.mL-1), with a phase transition at 41°C and thermal stability up to 112°C. Core-shell Fe3O4@SiO2 structures were synthesized and confirmed by XRD, TEM, FTIR and XPS. The silica coating did not compromise the crystalline structure of the magnetite and significantly increased the surface area (from 85 to 469 m2.g-1), indicating a more porous structure. The functionalization of Fe3O4@SiO2 with the PAU was confirmed by FTIR and XPS. DLS analyses demonstrated the thermal responsiveness of the Fe3O4@SiO2-PAU system, with an increase in hydrodynamic radius upon heating above 37°C. In magnetic hyperthermia assays, a reduction in heating efficiency was observed with increased coating thickness (ΔT from 13° to 4°C). However, the functionalized sample maintained its temperature for a longer period after the magnetic field was turned off, suggesting a heat retention effect provided by the polymer layer.
Descrição
Palavras-chave
magnetita, sílica, nanopartículas, hipertermia induzida, polímeros
Idioma
Português
Citação
LIMA, D.S. Desenvolvimento de nanopartículas de Fe3O4@SiO2 funcionalizadas com polímero termorresponsivo poli(alilamina-alilureia) para aplicações em hipertermia magnética. 2025. Dissertação (Mestrado em Química) - Instituto de Química, Universidade Estadual Paulista, Araraquara, 2025.
