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Descrevemos novas metodologias simples de síntese e caracterização de partículas micro e submicrônicas de lignina biocompatíveis. Essas formulações fornecem uma abordagem fácil para a utilização do heteropolímero, bem como uma alternativa para o projeto racional de matrizes carreadoras multifuncionais com potencial aplicabilidade em biomedicina, tecnologia farmacêutica e indústria alimentícia.
A aplicabilidade da micro/nanotecnologia de biopolímeros em medicina humana, veterinária, farmacêutica e alimentícia está crescendo rapidamente devido ao grande potencial das partículas baseadas em biopolímeros como sistemas de transporte eficazes. O uso da lignina como biomatriz heteropolimérica básica para o projeto de formulações micro/submicrométricas inovadoras permite a obtenção de maior biocompatibilidade e oferece vários grupos funcionais ativos apresentando oportunidades para personalização das propriedades físico-químicas e bioatividades das formulações para diversas aplicações. O objetivo do presente estudo foi desenvolver uma metodologia simples e ecologicamente correta para a síntese de partículas de lignina com tamanho micro e submicrométrico; avaliar suas características físico-químicas, espectrais e estruturais; e examinar sua capacidade de encapsulamento de moléculas biologicamente ativas e potencial de liberação in vitro de bioflavonóides em meios gastrointestinais simulados. As metodologias apresentadas aplicam solventes baratos e verdes; processos fáceis, diretos, rápidos e sensíveis que requerem pouco equipamento, substâncias não tóxicas e métodos simples para sua caracterização, a determinação da capacidade de encapsulação dos compostos bioativos pouco solúveis em água morin e quercetina, e o potencial de liberação in vitro das matrizes de lignina.
Atualmente, a inclinação para biopolímeros como celulose, quitosana, colágeno, dextrana, gelatina e lignina como precursores para o projeto de transportadores micro/submicrométricos com tamanho, propriedades físico-químicas e biofuncionalidades personalizáveis aumentou nas indústrias biomédica, farmacêutica e de tecnologia de alimentos devido à sua aplicabilidade em engenharia de tecidos, bioimpressão 3D, in vitro plataformas de modelagem de doenças, indústria de embalagens, preparação de emulsões e entrega de nutrientes, entre outros 1,2,3.
1. Síntese de micropartículas de lignina
Uma técnica de precipitação anti-solvente foi executada para produzir partículas alcalinas de lignina micro/submicrônica. Uma solução aquosa de ácido inorgânico diluído-ácido nítrico/ácido orgânico-ácido cítrico foi dispersa em uma solução aquosa de lignina alcalina, enriquecida com um surfactante/etanol ecologicamente correto, o que resultou na precipitação gradual do soluto do biopolímero e, após a sonicação, uma suspensão de partículas compactas de micro/submícron foi finalmente produzida (<.......
Entre as principais questões críticas das modernas metodologias de síntese para o projeto de formulações de carreadores de fármacos à base de biopolímeros está a aplicação de reagentes orgânicos perigosos - solventes voláteis e inflamáveis, como tetrahidrofurano, acetona, metanol e até DMSO em altas concentrações - o que limita sua aplicabilidade na biomedicina, indústria farmacêutica e tecnologia de alimentos devido à manifestação de possíveis efeitos tóxicos20,
Os autores não têm conflitos de interesse a divulgar.
Este estudo foi apoiado pelo Fundo Científico da Bulgária sob o Contrato nº KΠ-06 H59/3 e pelo Projeto Científico nº 07/2023 FVM, Universidade de Trakia.
....Name | Company | Catalog Number | Comments |
automatic-cell counter | EVE, NanoEnTek | ||
Citric acid | Sigma | 251275 | ACS reagent, ≥99.5% |
digital water bath | Memmert | ||
Eppendorf tubes, 1.5-2 mL | |||
Ethanol | Sigma | 34852-M | absolute, suitable for HPLC, ≥99.8% |
Folin–Ciocalteu’s phenol reagent | Sigma | F9252 | |
freeze dryer | Biobase | ||
gallic acid | Sigma- | BCBW7577 | monohydrate |
HCl | Sigma | 258148 | ACS reagent, 37% |
HNO3 | Sigma | 438073 | ACS reagent, 70% |
lignin, alkali | Sigma | 370959 | |
morin | Sigma | PHL82601 | |
NaCl | Sigma | S9888 | ACS reagent, ≥99.0% |
Na2CO3 | Sigma | 223530 | powder, ≥99.5%, ACS reagent |
NaOH | Sigma | 655104 | reagent grade, 97%, powder |
orbital shaker | IKA | KS 130 basic | |
pH-meter | Consort | ||
phosphate-buffered saline (PBS) | Sigma | RNBH7571 | |
Quercetin hydrate | Sigma | STBG3815V | |
statistical software for Excel | Microsoft Corporation | XLSTAT Version 2022.4.5. | |
Tween 80 | Sigma | P8074 | BioXtra, viscous liquid |
ultracentrifuge | Hermle | Z 326 K | |
Ultrapure water system | Adrona | INTEGRITY+ | |
ultrasound homogenizer | Bandelin Sonopuls | HD 2070 | |
UV/Vis spectrophotometer | Hach-Lange | DR 5000 |
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