Synthesis of silver nanoparticles using Lactobacillus bulgaricus and assessment of their antibacterial potential / Síntese de nanopartículas de prata usando Lactobacillus bulgaricus e avaliação de seu potencial antibacteriano

Many pathogenic strains have acquired multidrug-resistant patterns in recent a year, which poses a major public health concern. The growing need for effective antimicrobial agents as novel therapies against multidrug-resistant pathogens has drawn scientist attention toward nanotechnology. Silver nanoparticles are considered capable of killing multidrug-resistant isolates due to their oligo-dynamic effect on microorganisms. In this research study NPs were synthesized using the gram-positive bacteria Lactobacillus bulgaricus and its activity against selected pathogenic strains. Lactobacillus bulgaricus pure cultures were isolated from raw milk and grown in "De Man, Rogasa, and Sharp" broth for synthesis of nanoparticles. Lactobacillus bulgaricus culture was centrifuged and Cell free supernatant of it was employed with aqueous silvery ions and evaluated their antibacterial activities against bacterial strains i.e. Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis and Salmonella typhi using agar well diffusion assay. Antibiotic profiling against selected pathogenic strains were also conducted using disc diffusion method. The synthesis and characterization of silver nanoparticles were monitored primarily by the conversion of the pale-yellow color of the mixture into a dark-brown color and via ultraviolet-visible absorption spectroscopy and Scanning electron microscopy respectively. The result showed that that AgNPs with size (30.65-100 nm) obtained from Lactobacillus bulgaricus were found to exhibit antibacterial activities against selected bacterial strains. Taken together, these findings suggest that Lactobacillus bulgaricus has great potential for the production of AgNPs with antibacterial activities and highly effective in comparison to tested antibiotics.

Muitas cepas patogênicas adquiriram padrões multirresistentes nos últimos anos, o que representa um grande problema de saúde pública. A crescente necessidade de agentes antimicrobianos eficazes como novas terapias contra patógenos multirresistentes atraiu a atenção dos cientistas para a nanotecnologia. As nanopartículas de prata são consideradas capazes de matar isolados multirresistentes por causa de seu efeito oligodinâmico em microrganismos. Neste estudo de pesquisa, as NPs foram sintetizadas usando a bactéria Gram-positiva Lactobacillus bulgaricus e sua atividade contra cepas patogênicas selecionadas. Culturas puras de Lactobacillus bulgaricus foram isoladas do leite cru e cultivadas em caldo "De Man, Rogasa e Sharp" para síntese de nanopartículas. A cultura de Lactobacillus bulgaricus foi centrifugada, e o sobrenadante livre de células foi empregado com íons prateados aquosos, avaliando-se suas atividades antibacterianas contra cepas bacterianas, isto é, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis e Salmonella typhi usando ensaio de difusão em poço de ágar. O perfil de antibióticos contra cepas patogênicas selecionadas também foi conduzido usando o método de difusão em disco. A síntese e a caracterização das nanopartículas de prata foram monitoradas principalmente pela conversão da cor amarelo-pálida da mistura em uma cor marrom-escura e por espectroscopia de absorção visível e ultravioleta e por microscopia eletrônica de varredura, respectivamente. O resultado mostrou que AgNPs com tamanho de 30,65-100 nm, obtidas de Lactobacillus bulgaricus, exibiram atividades antibacterianas contra cepas bacterianas selecionadas. Tomados em conjunto, esses achados sugerem que o Lactobacillus bulgaricus tem um grande potencial para a produção de AgNPs com atividades antibacterianas e altamente eficazes em comparação aos antibióticos testados.

Challenges of nanotechnology in cosmetic permeation with caffeine / Desafios da nanotecnologia na permeação cosmética com cafeína

The evolution of beauty market and personal care is constant in Brazil as well in the rest of the world. Technological advances have brought up nanotechnology to the cosmetological field, employing active principles at atoms enveloped by vesicles, in order to take the active principle precisely to the target tissue to optimize the results achieved because of the considerable ease to cross skin barriers. Manufacturing of nanotechnology cosmetics is confronted with low absorption capacity. One of the many active principle found in cosmetic industry is caffeine, a pseudoalkaloid from the xanthine group used as a stimulant with the mechanism of the lipolytic action. This active is widely used in a esthetics and cosmetics field in treatments involving dysfunctions such as localized fat and fibroedema geloid. To work out perfectly, the principle active need to interact and create a set of factors that includes lipolysis intensification. The caffeine encapsulation in gel-based nanocosmetics has the purpose of taking this active up to the adipocyte, the target cell, for mentioned dysfunctions treatment. Thus, we aim to present a review of how has been, the use of caffeine in the production of cosmetics.

A evolução do mercado de beleza e cuidados pessoais é constante no Brasil e no resto do mundo. Os avanços tecnológicos trouxeram a nanotecnologia para o campo cosmetológico, empregando princípios ativos em átomos envolvidos por vesículas, a fim de levar o princípio ativo precisamente ao tecido alvo para otimizar os resultados alcançados devido à considerável facilidade de atravessar barreiras cutâneas. A fabricação de cosméticos nanotecnológicos é confrontada com baixa capacidade de absorção. Um dos muitos princípios ativos encontrados na indústria cosmética é a cafeína, um pseudoalocalóide do grupo xantina usado como estimulante no mecanismo da ação lipolítica. Este ativo é amplamente utilizado no campo da estética e dos cosméticos em tratamentos que envolvem disfunções, como gordura localizada e fibroedema gelóide. Para funcionar perfeitamente, o princípio ativo precisa interagir e criar um conjunto de fatores que inclui a intensificação da lipólise. O encapsulamento de cafeína em nanocosméticos à base de gel tem o objetivo de levar esse ativo até o adipócito, a célula alvo, para o tratamento de disfunções mencionado. Assim, objetivamos apresentar uma revisão de como tem sido o uso de cafeína na produção de cosméticos.

Determination of Shear Bond Strength of Nanocomposite to Porcelain and Metal Alloy

Abstract Objective: To compare porcelain and metal repair done with both nanocomposite and conventional composite. Material and Methods: A total of 30 cylinders were fabricated from Porcelain (I), Porcelain fused to metal (II), and metal (III) substrate each. Control group (A) was bonded with conventional micro-hybrid composite and experimental group (B) was bonded with nanocomposite in a 2 mm thickness. All specimens were thermocycled and stored in distilled water at 37 °C for 7 days. A universal testing machine was used to measure the Shear bond strength (SBS). The difference between bond strengths of the groups was compared using an independent t-test. Results: In all three groups, the SBS was higher in the experimental group as compared to the control group. The use of nanocomposite of metal alloy presented maximum shear bond strength, followed by samples of porcelain fused to metal and finally porcelain, showing the lowest values of SBS. Conclusion: Porcelain and alloys bonded with nanocomposite exhibit enhanced adhesiveness as well as aesthetic and mechanical properties. This subsequently would translate into providing higher clinical serviceability and durability and hence a cost-effective and accessible repair option for human welfare (AU).

Challenges in the use of nanostructures as carriers of nucleic acids in clinical practice

ABSTRACT The delivery of nucleic acids to cells is considered a crucial step for the success of genetic modifications aimed at therapeutic purposes or production of genetically modified animals. In this context, nanotechnology is one of the most promising fields of science, with the potential to solve several existing problems. Nanostructures have desirable characteristics to be used as carriers, such as nanometric size, large surface area, cell internalization capacity, prolonged and controlled release, among others. Genetically modified animals can contribute to the production of biopharmaceuticals, through the expression of high-associated-value molecules. The production of these animals, also known as biofactories, further enhances Brazilian agribusiness, since it allows adding value to the final product, and favors the integration between the agricultural market and the pharmaceutical sector. However, there is a growing concern about the safety and possible harmful effects of nanostructures, since data on the safe use of these materials are still insufficient. The objective of this review was to address aspects of the use of nanostructures, mainly carbon nanotubes as nucleic acid carriers, aiming at the production of genetically modified animals, with the certainty that progress in this field of knowledge depends on more information on the mechanisms of interaction between nanostructures, cells and embryos, as well as on its toxicity.

Simple synthesis of photoluminescent carbon dots from a marine polysaccharide found in shark cartilage

BACKGROUND: For more than a decade, water-soluble, eco-friendly, biocompatible, and low-toxicity fluorescent nanomaterials have received considerable attention for their numerous in vivo and in vitro applications in biomedical imaging, disease diagnostics, and environmental monitoring. Owing to their tunable photoluminescence properties, carbon-based luminescent nanomaterials have shown great potential in bioimaging, photocatalysis, and biosensing among other applications. RESULTS: Marine environments provide excellent resources for the fabrication of these nanomaterials, because many marine organisms contain interesting trigger organic compounds that can be used as precursors. Herein, we synthesize multi-color emissive carbon dots (CDs) with an intrinsic photoluminescence quantum yield of 20.46%. These nanostructures were achieved through the one-step hydrothermal treatment of marine polysaccharide chondroitin sulfate, obtained from shark cartilage, in aqueous solution. CONCLUSIONS: We successfully demonstrate the low toxicity of our marine resource-derived CDs in zebrafish, and provide an initial assessment of their possible use as a bioimaging agent. Notably, the newly synthesized CDs localize in the intestines of zebrafish larvae, thereby indicating their biocompatibility and potential use as in vivo dyes.

An efficient method of Yarrowia lipolytica immobilization using oil- and emulsion-modified bacterial cellulose carriers

Background: Yarrowia lipolytica is a nonconventional, dimorphic yeast with multiple biotechnological applications. Considering the size of Y. lipolytica cells and a plethora of its morphological forms (spherical cells or hyphae and pseudohyphae), it is highly difficult to select a suitable carrier for this useful microorganism. Bacterial cellulose (BC) is currently considered one of the most promising immobilization carriers. In the current study, the usefulness of oil- and emulsion-modified BCs as a carrier for Y. lipolytica immobilization was investigated. Static and agitated cultures were conducted in media supplemented with oil or emulsion to improve carrier porosity. Results: It was found that the application of oil- and emulsion-modified BCs correlated with significantly higher efficiency of Y. lipolytica immobilization and hence higher yield than the yield achieved with an unmodified carrier. Increased efficiency of immobilization correlated with BC porosity-related parameters, which, in turn, depended on the size of oil droplets introduced into the culture medium. Moreover, changes in porosity-related parameters caused by the addition of oil or emulsion to the medium were observed when the cultures were conducted only under static conditions and not under agitated conditions. Conclusion: The application of oil- and emulsion-modified BCs as carriers significantly increased the efficiency of Y. lipolytica immobilization as compared to unmodified BC. The addition of oil or emulsion to the culture medium can be a simple but effective method to modify the porosity of BC-based carriers.

Understanding the Internet of Nano Things: overview, trends, and challenges

ABSTRACT Over the years, technological advancements have led to rapid growth of smart environments (offices, homes, cities, etc.). The increase of intelligent environments suggests the interconnectivity of applications and the use of the Internet. For this reason, arise what is known as the Internet of Things (IoT). The expansion of the IoT concept gives access to the Internet of Nano Things (IoNT). A new communication networks paradigm based on nanotechnology and IoT, in other words, a paradigm with the capacity to interconnect nano-scale devices through existing networks. This new paradigm so-called IoNT is presented to the world as an option for various fields of application. Therefore, new challenges and research opportunities have arisen. Consequently, this work aims to investigate state of the art and analyze trends for the use of IoNT, its application and future challenges in different fields of social interest, because IoNT is presented as an option for research with the capacities needed to get involved in many fields of social welfare. It is concluded that technologies prevail current IoNT literature, applications are focused on health care, and there is no international standardization regarding privacy, security or architecture of nano-networks.

RESUMEN A través de los años, los avances tecnológicos han llevado a un rápido crecimiento de entornos inteligentes (oficinas, hogares, ciudades, etc.). El aumento de entornos inteligentes sugiere la interconectividad de las aplicaciones y el uso de la Internet. Por esta razón, surge lo que se conoce como Internet de las cosas (IoT, por sus siglas en inglés). La ampliación del concepto IoT brinda acceso a la Internet de las nano cosas (IoNT, por sus siglas en inglés), un nuevo paradigma de redes de comunicación basado en nanotecnología y IoT, en otras palabras, un paradigma con la capacidad de interconectar dispositivos a nano escala a través de redes existentes. Este nuevo paradigma denominado IoNT se presenta al mundo como una opción para diversos campos de aplicación. Por lo tanto, surgen nuevos desafíos y oportunidades de investigación. En consecuencia, este trabajo tiene como objetivo investigar el estado del arte y analizar las tendencias para el uso de IoNT, su aplicación y los desafíos futuros en diferentes campos de interés social, debido a que IoNT se presenta como una opción para la investigación con las capacidades necesarias para involucrarse en muchos campos del bienestar social. Se concluye que la literatura actual de IoNT está prevalecida por las tecnologías, las aplicaciones se enfocan en el cuidado de la salud y no se dispone de una estandarización internacional en cuanto a la privacidad, seguridad o la arquitectura de las nano redes.

Atividade antimicrobiana das nanoestruturas de fibroína de seda / Antimicrobial activity of silk fibroine nanoparticles

A segurança alimentar e nutricional são fatores que, atualmente, estão em crescente preocupação. Apesar da existência de práticas de higiene na manipulação e produção de alimentos, é necessário aplicar novas metodologias para redução de patologias causadas por contaminação alimentícia que ocorrem por diversas bactérias, que estão relacionados com as Doenças Veiculadas por Alimentos (DVAs). Em especial, temos a Escherichia coli, Enterobacter cloacae, Staphylococcus aureus e Salmonella typhi. O objetivo do trabalho foi de avaliar a atividade antimicrobiana das Nanoestruturas de Fibroína de Seda com tamanho médio de 250,7 ± 10,4 nm sobre as bactérias supracitadas. As concentrações de nanopartículas utilizadas não alcançaram a concentração inibitória mínima, necessitando de estudos posteriores para obter essa concentração.

Avaliação antimicrobiana in vitro da nanoestrutura de óxido de zinco para posterior aplicação em embalagens / Antimicrobial evaluation in vitro of zinc oxide nanoestruture for subsequent application in packaging

A goiaba é uma das fruticulturas que se destaca no Brasil, por ser rica em nutrientes e ter elevada produção, porém há uma elevada perda/desperdício desse fruto pela sua alta perecibilidade. Logo, o objetivo deste estudo foi avaliar a atividade antimicrobiana das nanoestruturas de ZnO, a fim de aplicá-las em filmes de goma tara para preservação da goiaba. Foi feita a análise da curva de crescimento das bactérias Escherichia coli, Enterobacter cloacae, Salmonella typhimurium e Staphylococcus aureus na presença da nanoestrutura no leitor de microplaca. Estas apresentaram atividade antimicrobiana frente às bactérias, visto que houve o retardo do crescimento com o passar do tempo de análise. Verifica-se o potencial uso desta nanoestrutura para aumentar vida útil da goiaba.

Avaliação in vitro da atividade antimicrobiana de nanoestrutura de quitosana / In vitro avaliation of antimicrobial activity of chitosan nanostructure

A quitosana é um polímero capaz de apresentar atividade antimicrobiana e na sua forma nanoestruturada acredita-se que apresente maior desempenho. Portanto, este trabalho avaliou a capacidade antimicrobiana da nanoquitosana via diluições em microplaca. Utilizou-se quatro bactérias Escherichia coli, Enterobacter cloacae, Salmonella sp. e Staphylococus aureus em diferentes concentrações de nanoestrutura. Observou que em todas as concentrações (0,26 µg ml-1 a 19,7 µg ml-1) houve inibição, além disso, percebeu-se uma constância na absorção ao longo do tempo para algumas concentrações, indicando possível atividade bacteriostática da nanoestrutura. Assim, a nanoestrutura de quitosana apresentou atividade antimicrobiana, com ação bacteriocida e bacterioestática sobre os microrganismos estudados.

Filme de goma tara com nanoestrutura de ZnO para preservação de fruto pós-colheita / Tare gum film with ZnO nanostructures for preservation of postharvest fruit

O Brasil é o 3º maior produtor mundial de frutas, porém as perdas/desperdícios no pós-colheita podem chegar até 30 %, principalmente, pelo metabolismo do fruto e fitopatógenos. A nanotecnologia surge, então, como alternativa para mitigar esse problema, sendo o setor de embalagens o mais promissor. Assim, o objetivo deste trabalho foi obter e caracterizar de filmes de goma Tara com nanoestruturas de óxido de zinco (ZnO) com atividades antimicrobianas. O filme obteve espessuras entre 0,04957 e 0,36380 mm, sendo o filme com 5% (m/v) de nanoestrutura de ZnO com maior espessura. A porcentagem de solubilidade dos filmes de nanoestruturas de ZnO foi mais elevada que o filme sem nanoestrutura. O teor de umidade variou de 32,5592 a 10,9658 % entre os filmes e à medida que a concentração de nanoestrutura aumentou houve aumento da permeabilidade.

Avaliação antimicrobiana da nanoquitosana incorporada no hidrogel de PVA e propilenoglicol / Antimicrobial evaluation of PVA and propylene glycol hydrogel integrated nanochitosan

A nanoquitosana (NQ) possui potencial antimicrobiano contra microrganismos causadores de Doenças Transmitidas por Alimentos. Este trabalho busca determinar o efeito antimicrobiano da NQ em hidrogéis para substituir os produtos assépticos e sanitizantes convencionais. O hidrogel de propilenoglicol foi testado em superfície de aço inox em E. coli, apresentando crescimento de 303±53 UFC, inferior ao controle 481,5±62,5 UFC. O gel de PVA foi testado pelo método de disco-difusão contra E. coli, com halo de inibição de 2,7±0,2 cm (NQ 71,43 µg.mL-1) e 2,3±0,3 cm (NQ 142,85 µg.mL-1), e S. typ, com halo de inibição de 3,0±0,2 cm e 2,8±0,2 cm, com NQ 71,43 µg.mL-1 e 142,85 µg.mL-1, respectivamente. Os resultados indicam potencial uso da NQ em produtos sanitizantes, para isso são necessários testes toxicológicos e caracterização das nanoestruturas.

Encapsulação de antimicrobianos naturais em nanolipossomas para inibição de bactérias causadoras de surtos alimentares / Encapsulation of natural antimicrobials in nanoliposomas for the inhibition of bacterials causing foodborne disease

Avaliou-se ação bactericida e caracterização físico-química de duas diferentes formulações de nanolipossomas preparados utilizando técnica de hidratação do filme lipídico. Nanolipossomas contendo carvacrol apresentaram diâmetro médio de 270,83 nm, PDI de 0,20 e potencial zeta de + 8,64 mV. Nanolipossomas contendo carvacrol e nisina apresentaram diâmetro médio de 205,25 nm, PDI de 0,31 e potencial zeta de - 22,48 mV. Para ambas formulações a concentração bactericida mínima foi de 3,53 mg/mL para Salmonella e 5,3 mg/mL para Escherichia coli e Staphylococcus aureus. Não ocorreu efeito sinérgico entre carvacrol e nisina, porém os nanolipossomas contendo carvacrol apresentaram ação bactericida contra os microrganismos testados, demonstrando potencial para sua utilização no desenvolvimento de um sanitizante para uso em indústrias de alimentos.

Varying the vegetative and morphological traits of Thymus kotschyanus L. submitted to potassium silicate nanoparticles, superabsorbent hydrogel, effective microorganisms, and animal manure / Variação das características vegetativas e morfológ icas de thymus kotschyanus l. submetida a nanopartículas de silicato de potássio, o hidrogel superabsorvente, os microorgan ismos efetivos e o esterco animal

To study the effects of some new facilitators on the vegetative and morphological traits of Thymus kotschyanus, nine treatments were tested in the experimental rangeland field at the University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran. Treatments included control, potassium silicate nanoparticles (PSN) with two levels of 500 and 1000 mg/lit, superabsorbent hydrogel (SH) with two levels of 10 and 30 g/kg, animal manure (AM) with two levels of 100, 200 g/kg, and effective microorganisms (EM) with two levels of 1 and 2%. Data were subjected to one-way analysis of variance (ANOVA). Results of mean comparisons of treatments for Thymus kotschyanus characteristics showed that the highest amount of studied traits were observed in the treated SH 30 g/kg. These traits include plant height (19.44 cm), basal area (4.66 cm), canopy cover (99.11%), number of secondary branches (9.44) and depth of rooting (16.49 cm), aerial parts volume (26.77 cm3), root volume (17.66 cm3), aerial parts fresh weight (14.40 g), aerial parts dry weight (7.18 g), root fresh weight (3.98 g), and root dry weight (2.07 g). In general, the impact of treatments on Thymus growth traits were ranked as follows: SH 30 g/kg, PSN 1000 mg/lit, AM 200 g/kg, SH 10 g/kg, PSN 500 mg/lit, AM 100 g/kg, EM 2%, and EM 1%. In addition,the lowest plant traits were found in control. Overall, it is recommended extending the cultivation of this native medicinal plant by considering ecological conditions in each region. In addition, to promote the establishment and facilitate the growth of planted species, it is recommended using the facilitators utilized in the present work.

Para estudar os efeitos de alguns novos facilitadores sobre as características vegetativas e morfológicas de Thymus kotschyanus L., nove tratamentos foram testados no campo experimental de pastagens na Universidade de Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Irã. Os tratamentos incluíram controle, nanopartículas de silicato de potássio (PSN) com dois níveis de 500 e 1000 mg/L, hidrogel superabsorvente (SH) com dois níveis de 10 e 30 g/kg, esterco animal (AM) com dois níveis de 100 e 200 g/kg e microorganismos efetivos (EM) com dois níveis de 1 e 2%. Os dados foram submetidos a uma análise de variância unidirecional (ANOVA). Os resultados das comparações médias dos tratamentos para as características de Thymus kotschyanus L. mostraram que a maior quantidade das características estudadas foi observada no tratamento com SH 30 g/kg. Essas características incluem altura de plantas (19,44 cm), área basal (4,66 cm), cobertura de dossel (99,11%), número de ramos secundários (9,44) e profundidade de enraizamento (16,49 cm), volume de partes aéreas (26,77 cm3), volume de raiz (17,66 cm3), peso fresco de partes aéreas (14,40 g), peso seco de partes aéreas (7,18 g), peso fresco de raiz (3,98 g) e peso seco de raiz (2,07 g). Em geral, o impacto dos tratamentos nas características de crescimento de Thymus foi classificado da seguinte forma: SH 30 g/kg, PSN 1000 mg/L, AM 200 g/kg, SH 10 g/kg, PSN 500 mg/L, AM 100 g/kg, EM 2% e EM 1%. Além disso, as características mais baixas da planta foram encontradas no controle. Em geral, recomenda-se estender o cultivo desta plantamedicinal nativa considerando as condições ecológicas em cada região. Além disso, para promover o estabelecimento e facilitar o crescimento de espécies plantadas, recomenda-se utilizar os facilitadores utilizados no presente trabalho.

Usos terapéuticos de nanomateriales y nano partículas / Therapeutic uses of nanomaterials and nanoparticles

La síntesis de nanomateriales y nanopartículas para usos médicos ha llevado a la generación de la nanomedicina, rama de la nanotecnología que permite diagnosticar, tratar y prevenir enfermedades y traumatismos, aliviar el dolor, preservar y mejorar la salud humana utilizando herramientas y conocimientos moleculares del cuerpo humano. Este artículo revisa las aplicaciones actuales y futuras de los nanomateriales en áreas biomédicas y presenta los riesgos de toxicidad que se podrían generar por su uso indiscriminado.

The synthesis of nanomaterials and nanoparticles for medical uses has given rise to nanomedicine, a branch of nanotechnology that allows for the diagnosis, treatment and prevention of diseases, easement of pain, and maintenance and improvement of human health, using molecular tools and knowledge of the human body. This article reviews the current and future applications of nanotechnology in the area of biomedicine and presents the risks of toxicity that could arise through its indiscriminate use.

Design and characterization of nanocarriers loaded with Levofloxacin for enhanced antimicrobial activity; physicochemical properties, in vitro release and oral acute toxicity

Inorganic and carbon based nanomaterials are widely used against several diseases, such as cancer, autoimmune diseases as well as fungi and bacteria colonization. In this work, Santa Barbara Amorphous mesoporous silica (SBA), Halloysite Nanotubes (HNTs) and Multiwalled Carbon Nanotubes (CNTs) were loaded with fluoroquinolone Levofloxacin (LVF) to be applied as antimicrobial agents. The prepared via adsorption nanocarriers were characterized by Fourier-Transformed Spectroscopy, Scanning Electron Microscopy as well as High Pressure liquid Chromatography. In vitro release studies were carried out using Simulated Body Fluid at 37oC and data analyzed by various kinetic models showing slow dissolution over 12-24 hours. Antimicrobial studies showed improved antibacterial activity against Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, and Staphylococcus epidermidis compared to neat nanomaterials. CNTs were found to be the most promising candidates for LVF delivery and they were chosen to be further studied for their acute oral toxicity and histopathological examination using C57/Black mice. Histological examination depicted that drug loading did not affect mice organs morphology as well as hepatocyte degeneration, central vein degeneration and parenchymal necrosis scores. To conclude, the prepared nanomaterials present significant characteristics and can act as antimicrobial drug carriers; CNTs found to be safe candidates when orally fed to mice.

Incorporation of the antitumor drug miltefosine into polymeric micelles / Desenvolvimento de nanoestruturas poliméricas para encapsulação do antitumoral miltefosina

Miltefosine (hexadecylphosphocholine, HePC), a synthetic antitumor designed from natural phospholipids, is clinically approved for cutaneous metastases of breast cancer and cutaneous lymphoma. This drug acts mainly at cellular membrane level, where it accumulates and interferes with lipid metabolism and lipid-dependent signaling pathways leading the cells to apoptosis. However, HePC systemic and peroral administration induces hemolysis and mucosal toxicity, respectively. To overcome these limitations, we investigated the protective properties of colloidal polymeric micelles (PM) composed by Pluronics, triblock copolymers of poly(ethylene oxide) and poly(propylene oxide). We found that both Pluronic composition and concentration modulate the hemolytic profile of incorporated drug (HePC-PM) by increasing the drug amount to cause in vitro hemolysis. Moreover, small-angle X-ray scattering (SAXS) was used to assess structural information of interactions between HePC and PM. Additionally, we showed that HePC-PM prevented mucosal irritation, decreasing bleeding and lysis of blood vessels in a chicken chorioallantoic membrane model. Interestingly, HePC-PM increased the in vitro selective cytotoxicity against cervix tumor cells rather healthy fibroblasts, suggesting a differential uptake of these nanostructures by tumor cells. Furthermore, we also found that HePC induces cytotoxicity and decrease cell survival, migration and proliferation in osteosarcoma cells in vitro. We showed that cytotoxicity by HePC is associated with caspase-3 activation, DNA fragmentation, apoptotic-like bodys formation and inhibition of both constitutive and cytokine-stimulated Akt/PKB phosphorylation. HePC-PM clearly reduces the drug cytotoxic effects. Finally, we demonstrated that Pluronic F127 polymeric micelles are efficient for cargo delivering the encapsulated drug preferentially into tumor cells rather than healthy cells. These findings together suggest that Pluronic F127 PM reduce drug side effects and provide a potential alternative for systemic delivery of HePC, as well as other amphiphilic drugs

Miltefosina (hexadecilfosfocolina, HePC), um fármaco antitumoral sintético desenvolvido a partir de fosfolipídios naturais, é clinicamente aprovada para o tratamento tópico de metástases de câncer de mama e linfomas cutâneos. Atua principalmente nas membranas celulares, onde se acumula e interfere no metabolismo lipídico e nas vias de sinalização dependentes de lipídios levando as células à apoptose. No entanto, quando administrada sistemicamente ou oralmente a HePC induz hemólise e toxicidade de mucosas, respectivamente. Para superar estas reações adversas investigamos os efeitos protetores conferidos por micelas poliméricas coloidais (PM) compostas por Pluronics, copolímeros tribloco de poli(óxido de etileno) e poli(óxido de propileno). Inicialmente, encontramos que a composição e concentração do Pluronic modulam o perfil hemolítico do fármaco encapsulado (HePC-PM), aumentando a quantidade necessária de HePC para causar hemólise in vitro. Além disso, utilizamos o espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS) para obter informações estruturais das interações entre HePC e PM. Em seguida, mostramos que HePC-PM preveniu a irritação da mucosa, diminuindo a hemorragia e a vasoconstricção em membrana corioalantóica de ovos embrionados. Estudos in vitro demonstraram que a HePC-PM aumentou seletivamente a citotoxicidade contra células de carcinoma HeLa em relação a fibroblastos saudáveis, sugerindo captação diferencial dessas nanoestruturas pelas células tumorais. Além disso, relatamos que, in vitro, a HePC induz citotoxicidade, diminui a sobrevivência, migração e proliferação osteossarcomas. Esta citotoxicidade está associada à ativação da caspase-3, fragmentação do DNA, formação de corpos apoptóticos e inibição da fosforilação de Akt/PKB. Adicionalmente, HePC-PM reduz os efeitos citotóxicos nestas linhagens. Finalmente, demonstramos que as micelas poliméricas de Pluronic F127 são eficientes para a entrega intracelular fármacos preferencialmente em células tumorais, e em menor grau em células saudáveis. Em conjunto, os dados sugerem que este sistema nanoestruturado reduz a toxicidade da HePC e representa uma alternativa potencial para a administração sistêmica deste e de outros fármacos anfifílicos

Recent advances in layered double hydroxides applied to photoprotection / Recentes avanços dos hidróxidos duplos lamelares aplicados à fotoproteção

ABSTRACT Layered double hydroxides have received more attention from researchers due to their range of applications, ease of synthesis and low cost of production. With broader knowledge about solar radiation effects on the body, the use of sunscreens has become even more important. The ability of some nanostructures, such as layered double hydroxides, to act as matrices has made it possible to obtain improvements in photoprotective formulations, with solutions to problems caused by radiation and sunscreens. This review article brings together the most recent advances of these clays, the layered double hydroxides, applied to photoprotection.

RESUMO Os hidróxidos duplos lamelares vêm ganhando maior atenção de pesquisadores, em decorrência da gama de aplicações, da facilidade de síntese e do baixo custo de produção. Com o crescente conhecimento sobre diversos efeitos da radiação solar sobre o organismo, a utilização de fotoprotetores tem se tornado indispensável. A capacidade de nanoestruturas, como os hidróxidos duplos lamelares, atuarem como matrizes possibilitou melhorias nas formulações fotoprotetoras, tendo em vista os problemas provocados pela radiação, bem como por alguns filtros solares. Este artigo de revisão reúne os avanços mais recentes destas argilas, os hidróxidos duplos lamelares, aplicados à fotoproteção.

Influence of the geometry of nanostructured hydroxyapatite and alginate composites in the initial phase of bone repair

Abstract Purpose: To analyze, histomorphologically, the influence of the geometry of nanostructured hydroxyapatite and alginate (HAn/Alg) composites in the initial phase of the bone repair. Methods: Fifteen rats were distributed to three groups: MiHA - bone defect filled with HAn/Alg microspheres; GrHA - bone defect filled with HAn/Alg granules; and DV - empty bone defect; evaluated after 15 days postoperatively. The experimental surgical model was the critical bone defect, ≅8.5 mm, in rat calvaria. After euthanasia the specimens were embedded in paraffin and stained with hematoxylin and eosin, picrosirius and Masson-Goldner's trichrome. Results: The histomorphologic analysis showed, in the MiHA, deposition of osteoid matrix within some microspheres and circumjacent to the others, near the bone edges. In GrHA, the deposition of this matrix was scarce inside and adjacent to the granules. In these two groups, chronic granulomatous inflammation was noted, more evident in GrHA. In the DV, it was observed bone neoformation restricted to the bone edges and formation of connective tissue with reduced thickness in relation to the bone edges, throughout the defect. Conclusion: The geometry of the biomaterials was determinant in the tissue response, since the microspheres showed more favorable to the bone regeneration in relation to the granules.

Nanotechnology and multipotent adult progenitor cells in Reparative Medicine: therapeutic perspectives / Nanotecnologia e as células progenitoras adultas multipotentes na Medicina Reparativa: perspectivas terapêuticas

ABSTRACT The biology of stem cells is one of the most dynamic and promising fields of the biological sciences, since it is the basis for the development of organisms. Its biological complexity demands efforts from several lines of research aimed mainly at its therapeutic use. Nanotechnology has been emerging as a new field of study, which shows great potential in the treatment of various diseases. This new area of health has been called "Nanomedicine" or "Bionanotechnology", which can be applied in Medicine by transport and drug delivery systems, robotic tools to be used in diagnostic and surgical processes, nanobiomaterials, gene therapies, nanobiomedical devices, among others. Because stem cells and Nanotechnology are two areas of extremely promising science, a new field of study, called "stem cell Nanotechnology", has gradually emerged. In this, Nanotechnology is used to help the stem cells apply their therapeutic potential in the treatment, cure, and repair of the damaged tissues, in an effective and safe way. In this way, stem cell Nanotechnology has generated great interest, since it may result in significant contributions to Regenerative Medicine and tissue engineering. The present work aims to present the state-of-the-art regarding its therapeutic use in Human Medicine.

RESUMO A biologia das células-tronco é um dos campos mais dinâmicos e promissores das ciências biológicas, pois é a base do desenvolvimento dos organismos. Sua complexidade biológica demanda esforços de diversas linhas de pesquisa, visando principalmente à sua utilização terapêutica. A Nanotecnologia surge como um novo campo de estudo, o qual demonstra grande potencial no que tange ao tratamento de diversas doenças. Esta nova área da saúde vem sendo denominada "Nanomedicina" ou "Bionanotecnologia", a qual pode ser aplicada na Medicina por meio da utilização de sistemas de transporte e liberação de fármacos, ferramentas robóticas a serem utilizadas em processos de diagnóstico e cirurgia, nanobiomateriais, terapias gênicas, dispositivos nanobiomédicos, entre outros. Em razão das células-tronco e a Nanotecnologia serem duas áreas da ciência extremante promissoras, um novo campo de estudo, denominado "Nanotecnologia das células-tronco", surge gradativamente. Neste, a Nanotecnologia é utilizada de forma a auxiliar as células-tronco a exercerem seu potencial terapêutico no tratamento, na cura e na reparação dos tecidos lesionados, de forma eficaz e segura. A Nanotecnologia das células-tronco tem gerado grande interesse, podendo resultar em contribuições significativas na Medicina Regenerativa e na engenharia de tecidos. O presente trabalho teve por objetivo apresentar o estado da arte visando à sua utilização terapêutica na Medicina Humana.