Modelagem molecular aplicada ao desenvolvimento de sistemas nanoscópicos bioativos.

Abstract

Os dendrímeros poli (amido amina) (PAMAM) são nanoestruturas que mimetizam as proteínas globulares e apresentam um grande potencial de aplicação na área biomédica. Sua estrutura globular indica que o PAMAM pode ter características biocompatíveis adequadas para o desenvolvimento de revestimentos hemocompatíveis para aplicações em próteses cardiovasculares. Nesse trabalho, a hemocompatibilidade e as propriedades eletrônicas do PAMAM de gerações 0 (G0) e 1(G1) foram investigadas por estudos in vitro e métodos computacionais. A relação entre a estrutura e a compatibilidade sanguínea do PAMAM foi investigada através da modelagem molecular utilizando métodos da química quântica. Técnicas de microscopia e ensaios in vitro, foram utilizadas para investigar a compatibilidade entre o dendrímero PAMAM e o sangue. A microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e epifluorescência indicaram que o grau de hemocompatibilidade do PAMAM está intimamente relacionado com o número de sua geração, uma vez que os ensaios de adsorção proteica indicaram que o PAMAM de geração1 adsorve preferencialmente a proteína fibrinogênio, presente no sangue humano. Os ensaios in vitro demonstraram que tanto o PAMAM G0 quanto o PAMAM G1, quando em contato com o sangue ativam a adesão de plaquetas, sugerindo assim que o dendrímero em estudo não é adequado para aplicações cardiovasculares. Essas propriedades também foram investigadas teoricamente através do método semi2 empírico MNDO/d. Também foi possível relacionar a hemocompatibilidade do PAMAM com os orbitais de fronteiras (HOMO2LUMO). Através de cálculos das propriedades eletrônicas do PAMAM foi possível indicar as regiões do dendrímero que são mais eletronegativas e as regiões do dendrímero de diferentes afinidades eletrônicas. Os cálculos teóricos parecem estar em boa concordância com os dados experimentais sobre a compatibilidade sanguínea do PAMAM, sugerindo que os efeitos eletrônicos, sobretudo na periferia da macromolécula, são propriedades adequadas para caracterizar a hemocompatibilidade deste dendrímero.