Nanodispersões de poli(pivalato de vinila) com propriedades magnéticas visando aplicações biomédicas : síntese e avaliação in vitro de sua citotoxicidade em células cancerígenas

Abstract

O desenvolvimento de nanomateriais poliméricos, que combinam as propriedades dos polímeros termoplásticos e das nanopartículas superparamagnéticas, apresenta grande potencial para aplicações biomédicas, como por exemplo, o tratamento de tumores via procedimento de embolização intravascular e hipertermia. Diante disso, este trabalho visa o desenvolvimento de um novo agente embolizante formado por nanopartículas magnéticas de óxido de ferro (Fe3O4) recobertas com ácido oleico quimicamente modificado e que foram uniformemente dispersas em nanopartículas esféricas de poli(pivalato de vinila). Para eficiência da encapsulação do material magnético à matriz polimérica, as nanopartículas foram recobertas com ácido oleico modificado, obtido através da inserção à cadeia do ácido oleico um grupo funcional reativo, ácido acrílico, utilizando o processo de epoxidação seguida pelo processo de acrilação (OM-AOA). O fluido polimérico foi sintetizado através do processo de polimerização em miniemulsão. O nanocompósito foi obtido in situ através da reação de poliadição do pivalato de vinila na presença das nanopartículas magnéticas recobertas com ácido oleico acrilado via miniemulsão. As amostras sintetizadas foram caracterizadas por espectroscopia vibracional de absorção na região do infravermelho, ressonância magnética nuclear (1H-RMN), análise termogravimétrica, espalhamento de luz dinâmico, análise térmica diferencial, calorimetria exploratória diferencial, difração de raios X, microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia Mössbauer, espectroscopia Raman, medidas de magnetização e cromatografia de permeação em gel. A citotoxicidade do poli(pivalato de vinila) e do nanocompósito foi avaliada in vitro em células cancerígenas de melanoma B16F10, adenocarcinoma mamário murino (4T1-luciferase), em células fibroblástica NIH-3T3 e queratinócitos humanos (HaCat). Os resultados mostraram que as nanopartículas recobertas apresentaram estabilidade térmica, boa dispersibilidade com tamanho médio uniforme de 9,5 nm, magnetização de saturação de 61,2 emug-1 e comportamento superparamagnético. Os látices de poli(pivalato de vinila) apresentaram conversões médias de 82% e massas molares médias ponderais variando entre 335 – 840 kgmol-1. As sínteses do material polimérico realizadas com iniciador hidrossolúvel, persulfato de potássio, apresentaram diminuição do diâmetro médio durante o processo de polimerização devido à nucleação homogênea que ocorreu simultaneamente a nucleação das gotas. Os diâmetros médios dos látices obtidos com a utilização do iniciador organossolúvel, peróxido de benzoíla, permaneceram praticamente inalterados até o final do processo. Na formação dos nanocompósitos, o uso do processo de polimerização em miniemulsão permitiu a formação de dispersões coloidais estáveis, com controle efetivo sobre o tamanho da partícula e morfologia. Os fluidos magnetopoliméricos formados contendo de 5,0 a 20,0% em massa de OM-AOA apresentaram diâmetro médio de 180 nm, morfologia esférica e comportamento superparamagnético preservado. Os testes de viabilidade celular demonstraram que os nanocompósitos bem como as nanopartículas de poli(pivalato de vinila) não apresentaram citotoxicidade representativa para células tumorais e não tumorais nas concentrações estudadas. As propriedades físico-químicas e a não citotoxicidade sugerem potencialidade dos fluidos magnetopoliméricos como agente embólico para obstrução seletiva e completa dos vasos sanguíneos de diferentes calibres e capacidade de tratamento por hipertermia.