Síntese de óxido de grafeno dopado com nanopartículas de ouro e Fenil-Tio-Ftalocianina com potencial para tratamento fotodinâmico e fototérmico de câncer de pele

Abstract

Neste trabalho, objetva-se a síntese de um material com propriedades fotodinâmicas para que este seja usado no tratamento fototerápico do câncer de pele. Como base para este material foi utilizado o óxido de grafeno, devido a sua biocompatibilidade. Sua síntese segue o método de Hammers modificado. Quando há a inserção de nanopartículas metálicas na estrutura, permite-se que o material atinja uma temperatura maior quando incidida sob ele uma radiação eletromagnética, é sabido que nanopartículas de ouro em formatos de bastões interagem com luz no infravermelho próximo, o qual é o comprimento de onda mais absorvido pela pele humana, podendo assim ser utilizado como agente fototérmico. As Ftalocianinas pertencem a classe de fotossensibilizadores de segunda geração e são compostos promissores para o seu uso em terapia fotodinâmica por apresentar as características necessárias como sua absorção dentro da faixa de comprimento de onda. Foi.utilizado então o Zinco Fenil-Tio-ftalocianina, que ao ser excitado gera espécies reativas de oxigênio, os quais atacarão as células causando sua necrose e/ou apoptose. Com o intuito de que o composto não interaja com as células saudáveis foi adicionado ácido fólico, este pode se ligar facilmente aos receptores de folato que em células normais são expressos em baixa quantidade e em células tumorais em grandes quantidades, resultando em um material seletivo para o câncer. Os resultados de espectroscopia na região do infravermelho, feitos em cada etapa da síntese, mostram que em cada etapa planejada foi obtido o produto desejado. A mudança do comportamento térmico das amostras também corrobora para o resultado de inserção dos compostos na estrutura do óxido de grafeno. A síntese das nanopartículas de ouro foi comprovada através da espectroscopia na região do ultravioleta/visível, que também nos indica o tamanho dessas partículas, de aproximadamente 100nm, que foram observadas também pela microscopia eletrônica de varredura junto com seu formato de nanobastões e a adesão dessas nanopartículas na estrutura do óxido de grafeno funcionalizado. A partir dos resultados de viabilidade celular, pode-se concluir que o material obtido não apresenta citotoxicidade, caracterizando o material planejado como um material com potencial terapêutico multifuncional para aplicações nas terapias fototérmicas e fotodinâmicas.

In this study, the objective is the synthesis of a material with photodynamic properties for use in the phototherapeutic treatment of skin cancer. Graphene oxide was used as the base for this material due to its biocompatibility. Its synthesis follows the modified Hammers method. When metallic nanoparticles are inserted into the structure, it allows the material to reach a higher temperature when exposed to electromagnetic radiation. It is known that gold nanoparticles in rod shapes interact with near-infrared light, which is the wavelength most absorbed by human skin, making it suitable as a photothermal agent. Phthalocyanines belong to the class of second-generation photosensitizers and are promising compounds for use in photodynamic therapy due to their absorption characteristics within the wavelength range. Zinc Phthalocyanine was used, which, when excited, generates reactive oxigen species that will attack cells, causing necrosis and/or apoptosis. To ensure that the compound does not interact with healthy cells, folic acid was added. Folic acid can easily bind to folate receptors, which are expressed in low quantities in normal cells and in large quantities in tumor cells, resulting in a material selective for cancer. Results from infrared spectroscopy at each synthesis stage show that the desired product was obtained at each planned step. The change in the thermal behavior of the samples also supports the result of compound insertion into the graphene oxide structure. The synthesis of gold nanoparticles was confirmed through ultraviolet/visible spectroscopy, indicating their size of approximately 100nm. This size was also observed through scanning electron microscopy along with their nanorod shape and adherence of these nanoparticles to the functionalized graphene oxide structure.From the cell viability results, it can be concluded that the obtained material does not exhibit cytotoxicity, characterizing it as a multifunctional therapeutic material with potential applications in photothermal and photodynamic therapies.