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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.59.2023.tde-26062023-134111
Document
Author
Full name
Israel Francisco Bernardo Pimenta
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2023
Supervisor
Committee
Ramos, Ana Paula (President)
Silva, Francisco de Araújo
Tovani, Camila Bussola
Title in Portuguese
Síntese, caracterização e estudo in vitro do potencial de mineralização do composto Quercetina-Sr2+
Keywords in Portuguese
Biomateriais
Estrôncio
Flavonóides
Osteoblastos
PMMA
Abstract in Portuguese
O tecido ósseo é dinâmico e conta com vários tipos de células atuantes na sua renovação e manutenção de integridade. De forma resumida, osteoblastos tem a função de sintetizar a parte mineral e orgânica, enquanto osteoclastos irão cuidar da reabsorção do tecido. Muitos defeitos ósseos são decorrentes de um desequilibro entre osteoblastos e osteoclastos, podendo ser originários de vários fatores, dentre eles patologias, microrganismos e disfunções hormonais. Algumas substâncias podem ser utilizadas para restabelecer este equilíbrio, dentre estas ranelato de estrôncio, que teve seu uso descontinuado recentemente devido a efeitos colaterais, como mineralização ectópica. Muitos esforços têm sido feitos para buscar novas drogas capazes de auxiliar o tecido ósseo a recuperar sua dinâmica. O presente trabalho teve como objetivo sintetizar, caracterizar e estudar in vitro um composto inédito partindo do flavonóide quercetina e Sr2+. Mais do que isso, o estudo deu início aos primeiros ensaios de incorporação desse composto a um o cimento ósseo a base de PMMA. Através de análises espectroscópicas e análise elementar foi possível constatar o sucesso na ligação de dois íons Sr2+ com uma molécula de quercetina. Além disso, estudos in vitro com células MC3T3-E1 apontaram que esse novo composto (SrQ) se mostrou não-citotóxico nas concentrações de 10 e 80 µM. No 14º dia de cultura o composto apresentou capacidade de promover aumento da atividade de fosfatase alcalina superior ao ranelato de estrôncio e à quercetina não ligada, e ainda foi possível identificar a formação de nódulos mineralizados. Análises de ATR-FTIR evidenciam a incorporação do composto ao cimento ósseo de PMMA. Testes de entumecimento apontaram que a incorporação do composto ao cimento ósseo aumenta sua capacidade de absorção de água. Por fim, os presentes dados mostram o potencial de uma nova droga, indicando sua atuação em relação a osteoblastos. Além disso, traz os primeiros empreendimentos em relação à incorporação de biomoléculas no cimento poroso, contudo, está última etapa ainda exige novos estudos para a obtenção de dados mais sólidos.
Title in English
Synthesis, characterization and in vitro study of the compound Quercetin-Sr2+
Keywords in English
Biomaterials
Flavonoids
Osteoblasts
PMMA
Strontium
Abstract in English
Bone tissue is dynamic and has several types of cells that act in its renewal and maintenance of integrity. In summary, osteoblasts have the function of synthesizing the mineral and organic part, while osteoclasts will take care of tissue reabsorption. Many bone defects result from an imbalance between osteoblasts and osteoclasts, and may originate from several factors, including pathologies, microorganisms and hormonal dysfunctions. Some substances can be used to restore this balance, among them strontium ranelate, which had its use recently discontinued due to side effects, such as ectopic mineralization. Many efforts have been made to search for new drugs capable of helping the bone tissue to recover its dynamics. The present work aimed to synthesize, characterize and study in vitro an unpublished compound starting from the flavonoid quecertin and Sr2+. More than that, the study initiated the first trials of incorporation of this compound into a PMMA-based bone cement. Through spectroscopic analysis and elemental analysis, it was possible to verify the success in binding two Sr2+ ions with a quercetin molecule. Furthermore, in vitro studies with MC3T3-E1 cells showed that this new compound (SrQ) was non-cytotoxic at concentrations of 10 and 80 µM. On the 14th day of culture, the compound showed the ability to promote an increase in alkaline phosphatase activity greater than strontium ranelate and unbound quercetin, and it was still possible to identify the formation of mineralized nodules. ATR-FTIR analyzes show the incorporation of the compound to the PMMA bone cement. Swelling tests showed that the incorporation of the compound to the bone cement increases its water absorption capacity. Finally, the present data show the potential of a new drug, indicating its performance in relation to osteoblasts. In addition, it brings the first ventures in relation to the incorporation of biomolecules in porous cement, however, this last stage still requires further studies to obtain more solid data.
 
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Publishing Date
2023-06-27
 
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