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Publicação
Development of mesoporous bioglass-based systems for controlled delivery of cytotoxic drugs
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
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Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
Cancer remains a leading global cause of death, with over 10 million deaths annually.
Osteosarcoma, a primary bone cancer, predominantly affects children and young adults, and
it typically requires conventional therapies, such as radiotherapy, chemotherapy, and surgery.
However, these treatments cause significant side effects and carry the risk of cancer recurrence.
This study presents the synthesis and analysis of mesoporous bioactive glasses (MBGs)
doped with varying copper concentrations - 0 % (BG0), 2 % (BG2), and 5 % (BG5) mol.%, using
the sol-gel method, assisted by the Evaporation-Induced Self-Assembly (EISA) technique. 25
mg of MBGs were loaded with 0.1, 0.2, and 0.4 mg/mL of doxorubicin (DOX) for controlled
drug delivery studies. Characterization of the MBGs revealed median particle sizes below 3 μm,
with specific surface areas ranging from 187 to 367 m²/g, pore volumes between 0.227 and
0.393 cm³/g, and pore diameters between 3.97 and 4.81 nm. Bioactivity studies demonstrated
the formation of a hydroxycarbonate apatite layer within 7 days, highlighting its potential to
promote bone regeneration. DOX encapsulation efficiencies ranged from 75.6 % for BG0 with
0.1 mg/mL of DOX to 97.1 % for BG2 with 0.4 mg/mL of DOX. The highest cumulative drug
release was 18.3 % after 7 days, being inversely proportional to the copper concentration within
the samples. The addition of copper enhanced anti-bacterial properties against
S. aureus andE. coli bacteria, though it also increased the cytotoxicity of the samples.
This study demonstrates the potential of multifunctional MBGs for bone regeneration,
controlled drug delivery, and anti-bacterial activity, providing promising results as a comple-
mentary therapy for the treatment of bone cancer.
O cancro continua a ser uma das principais causas de morte a nível global, com mais de 10 milhões de óbitos anuais. O osteossarcoma, um tipo de cancro ósseo primário, afeta predominantemente crianças e jovens adultos e, normalmente, requer terapias convencionais, como radioterapia, quimioterapia e cirurgia. No entanto, estes tratamentos causam efeitos secundários significativos e apresentam o risco de recorrência do cancro. Este estudo apresenta a síntese e análise de vidros bioativos mesoporosos (MBGs) dopados com diferentes concentrações de cobre - 0 % (BG0), 2 % (BG2) e 5 % (BG5) mol.%, utilizando o método sol-gel, assistido pela técnica de Evaporation-Induced Self-Assembly (EISA). 25 mg de MBGs foram carregados com 0,1, 0,2 e 0,4 mg/mL de doxorrubicina (DOX) para estudos de libertação controlada de fármacos. A caracterização dos MBGs revelou tamanhos médios de partícula abaixo de 3 μm, com áreas de superfície específicas variando entre 187 e 367 m²/g, volumes de poros entre 0,227 e 0,393 cm³/g e diâmetros de poros entre 3,97 e 4,81 nm. Estudos de bioatividade demonstraram a formação de uma camada de apatite hidroxi-carbonatada em 7 dias, evidenciando o seu potencial para promover a regeneração óssea. As eficiências de encapsulamento de DOX variaram de 75,6 % para o BG0 com 0,1 mg/mL de DOX até 97,1 % para o BG2 com 0,4 mg/mL de DOX. A maior libertação cumulativa de fármaco foi de 18,3 % após 7 dias, sendo inversamente proporcional à concentração de cobre nas amostras. A adição de cobre melhorou as propriedades antibacterianas contra as bactérias S. aureus e E. coli, embora também tenha aumentado a citotoxicidade das amostras. Este estudo demonstra o potencial dos MBGs multifuncionais para a regeneração óssea, libertação controlada de fármacos e atividade antibacteriana, apresentando resultados promissores como terapia complementar para o tratamento do cancro ósseo.
O cancro continua a ser uma das principais causas de morte a nível global, com mais de 10 milhões de óbitos anuais. O osteossarcoma, um tipo de cancro ósseo primário, afeta predominantemente crianças e jovens adultos e, normalmente, requer terapias convencionais, como radioterapia, quimioterapia e cirurgia. No entanto, estes tratamentos causam efeitos secundários significativos e apresentam o risco de recorrência do cancro. Este estudo apresenta a síntese e análise de vidros bioativos mesoporosos (MBGs) dopados com diferentes concentrações de cobre - 0 % (BG0), 2 % (BG2) e 5 % (BG5) mol.%, utilizando o método sol-gel, assistido pela técnica de Evaporation-Induced Self-Assembly (EISA). 25 mg de MBGs foram carregados com 0,1, 0,2 e 0,4 mg/mL de doxorrubicina (DOX) para estudos de libertação controlada de fármacos. A caracterização dos MBGs revelou tamanhos médios de partícula abaixo de 3 μm, com áreas de superfície específicas variando entre 187 e 367 m²/g, volumes de poros entre 0,227 e 0,393 cm³/g e diâmetros de poros entre 3,97 e 4,81 nm. Estudos de bioatividade demonstraram a formação de uma camada de apatite hidroxi-carbonatada em 7 dias, evidenciando o seu potencial para promover a regeneração óssea. As eficiências de encapsulamento de DOX variaram de 75,6 % para o BG0 com 0,1 mg/mL de DOX até 97,1 % para o BG2 com 0,4 mg/mL de DOX. A maior libertação cumulativa de fármaco foi de 18,3 % após 7 dias, sendo inversamente proporcional à concentração de cobre nas amostras. A adição de cobre melhorou as propriedades antibacterianas contra as bactérias S. aureus e E. coli, embora também tenha aumentado a citotoxicidade das amostras. Este estudo demonstra o potencial dos MBGs multifuncionais para a regeneração óssea, libertação controlada de fármacos e atividade antibacteriana, apresentando resultados promissores como terapia complementar para o tratamento do cancro ósseo.
Descrição
Palavras-chave
Bone regeneration copper doxorubicin drug delivery mesoporous bioactive glass.