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UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJÁI CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE CURSO DE FARMÁCIA FLÁVIA CRISTINA FIORI SANT’ANA AVALIAÇÃO DA HEMOCOMPATIBILIDADE IN VITRO DE PARTÍCULAS MAGNÉTICAS DE DERIVADOS DA QUITOSANA. Itajaí, 2013.

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UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJÁI

CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE

CURSO DE FARMÁCIA

FLÁVIA CRISTINA FIORI SANT’ANA

AVALIAÇÃO DA HEMOCOMPATIBILIDADE IN VITRO DE

PARTÍCULAS MAGNÉTICAS DE DERIVADOS DA QUITOSANA.

Itajaí, 2013.

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FLÁVIA CRISTINA FIORI SANT’ANA

AVALIAÇÃO DA HEMOCOMPATIBILIDADE IN VITRO DE

PARTÍCULAS MAGNÉTICAS DE DERIVADOS DA QUITOSANA.

Monografia apresentada como requisito para a obtenção do título de farmacêutico pela Universidade do Vale do Itajaí, Centro de Ciências da Saúde. Orientadora: Profª. Dra. Anna Paula de Borba Batschauer Co-Orientador: Prof. Dr. Clóvis Antonio Rodrigues

Itajaí (SC),

Junho de 2013.

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Dedico aos meus pais, Flávio e Roseny,

por terem me ajudado a concretizar o tão

esperado sonho, que no decorrer de minha

vida me proporcionaram carinho e amor,

além de conhecimento e perseverança para

me tornar a pessoa que sou hoje.

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AGRADECIMENTOS

Aos meus pais, aos quais tenho muito orgulho, respeito e admiração, por

todo o esforço, nunca me faltaram com seu amor e paciência para enfrentar comigo

os meus momentos difíceis.

Aos meus avos, Dona Eny, por me incentivar desde criança a ser alguém e

querer algo mais, em especial ao Seu Domingos, que foi o meu maior exemplo de

conhecimento e inteligência.

Ao meu irmão Leonardo, que me ajudou dando força para continuar com um

carinho especial e amizade.

A Aline, que me ajudou muito na parte técnica e escrita do meu trabalho,

precisando vir aos sábados para me ajudar.

A minha orientadora, Profª Dra. Anna Paula de Borba Batschauer, pela

paciência, orientação e incentivo, como também aos puxões de orelha.

Ao meu co-orientador, Prof. Dr. Clóvis Antonio Rodrigues que com muito

carinho me ajudou com as partículas e na orientação.

Aos membros da banca, pelas ideias compartilhadas, conselhos e

comentários valiosos que contribuíram para a consecução deste trabalho.

Aos meus amigos que tiveram muita compressão e companheirismo nos

meus momentos de desespero.

Ao meu namorado, pelo amor e paciência. Graças a sua presença foi mais

fácil transpor os dias de desânimo e cansaço.

A todos aquele que de alguma forma estiveram e estão próximos de mim,

fazendo esta vida valer cada vez mais. Obrigada por tudo!

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“Nunca tenha medo de algo novo.

Lembre-se de que um amador

solitário construiu a Arca. Um

grande grupo de profissionais

construiu o Titanic.”

Luís Fernando Veríssimo

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AVALIAÇÃO DA HEMOCOMPATIBILIDADE IN VITRO DE

PARTÍCULAS MAGNÉTICAS DE DERIVADOS DA QUITOSANA.

Flávia Cristina FIORI SANT’ANA

Orientador: Profª. Dra. Anna Paula de Borba Batschauer

Defesa em: junho de 2013

Resumo:

A quitosana é obtida a partir da desacetilação parcial ou total da quitina, o qual um polímero com importantes propriedades biológicas. Assim como a quitosana, as partículas obtidas a partir dela possuem as mesmas propriedades e vem sendo amplamente utilizadas em processos biotecnológicos, há relatos de serem empregadas como anticoagulante, sendo assim, ele deve ser hemocompatível. Para isso o material não poderá reagir com o plasma sanguíneo, pois em alguns materiais pode ocorrer a adsorção de proteínas, e sucessivamente a adesão plaquetária e a ativação de mecanismos de coagulação, além de reagir com células sanguíneas alterando suas contagens e morfologia, sendo assim, a proposta de materiais não aderentes a essas proteínas e células, poderá garantir a hemocompatibilidade do produto. O objetivo deste estudo foi avaliar a hemocompatibilidade in vitro de partículas magnéticas derivadas da quitosana, O-carboximetilquitosana (OC) e a O-carboximetilquitosanabenzilada (OCBZ) em diferentes concentrações, através de amostras de doadores saudáveis, utilizando testes coagulométricos, tempo de protrombina (TP) e tempo de tromboplastina parcial ativada (TTPa), além da contagem de plaquetas através da metodologia de impedância e Fônio, leucócitos através da metodologia óptico e Shigilling e análise da morfologia através de extensões sanguíneas. De acordo com os testes realizados, as partículas não interferiram nos testes coagulométricos e processos de coagulação (p> 0,248), entretanto durante as contagens celulares foi observada uma diminuição da celularidade, em especial das hemácias, onde foi confirmada com a existência de hemólise nas concentrações de OC (p= 0,022). Sugere-se, que a partícula OCBZ pode ter sua utilização como veículo e na produção de medicamentos, nas concentrações 5mg/mL, 10mg/mL, 15mg/mL, mas para isso deve-se realizar testes confirmatórios. O mesmo não foi observado com a partícula OC, uma vez que esta provocou hemólise comprometendo o seu uso como partícula hemocompatível, podendo ser realizado diferentes testes, para diferentes aplicações em diversas áreas. Palavras- chaves: Cascata de coagulação. Hemocompatibilidade. Partículas magnéticas.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1- Estrutura química da quitosana ............................................................... 21

Figura 2- Fase de iniciação .................................................................................... 25

Figura 3- Fase de amplificação .............................................................................. 26

Figura 4- Fase de propagação ............................................................................... 27

Figura 5- Fórmula para a obtenção da porcentagem de hemólise ......................... 33

Figura 6- Número de plaquetas .............................................................................. 36

Figura 7- Porcentagem de hemólise....................................................................... 37

Figura 8- Comparação das medianas das amostras de cada concentração para as

diferentes partículas ................................................................................................ 38

Figura 9- Tempo de ativação da protrombina ......................................................... 39

Figura 10- Tempo de tromboplastina parcial ativada.............................................. 40

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 17

2 OBJETIVOS ......................................................................................................... 19

2.1 Objetivo geral .................................................................................................. 19

2.2 Objetivos específicos ..................................................................................... 19

3 REVISÃO DA LITERATURA ............................................................................... 21

3.1 Quitosana e seus derivados ........................................................................... 21

3.2 Hemocompatibilidade com partículas magnéticas ...................................... 22

3.3 Plaquetas ......................................................................................................... 23

3.4 Leucócitos ....................................................................................................... 23

3.5 Hemólise .......................................................................................................... 23

3.6 Cascata de coagulação ................................................................................... 24

3.6.1 Fase de iniciação ........................................................................................................ 24

3.6.2 Fase de amplificação .................................................................................................. 25

3.6.3 Fase de propagação ................................................................................................... 26

3.7 Avaliação da coagulação ................................................................................ 27

4 METODOLOGIA .................................................................................................. 29

4.1 População e amostra ...................................................................................... 29

4.2 Coleta de amostras ......................................................................................... 29

4.3 Preparo das partículas .................................................................................... 29

4.4 Preparo das amostras ..................................................................................... 30

4.5 Métodos ........................................................................................................... 30

4.5.1 Contagens celulares ................................................................................................... 30

4.5.1.1 Contagem de plaquetas ............................................................................................. 31

4.5.1.2 Contagem de leucócitos ............................................................................................ 31

4.5.1.3 Análise da morfologia celular .................................................................................... 32

4.5.2 Tempo de protrombina (TP)....................................................................................... 32

4.5.3 Tempo de tromboplastina parcial ativada (TTPa) ................................................... 32

4.5.4 Hemólise ...................................................................................................................... 33

4.5.5 Análise estatística ....................................................................................................... 33

5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................... 35

5.1 Leucócitos e morfologia ................................................................................. 35

5.2 Plaquetas e hemólise ...................................................................................... 35

5.3 Tempo de protrombina (TP) ........................................................................... 38

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5.4 Tempo de tromboplastina parcial ativada (TTPa) ......................................... 39

6 CONCLUSÕES .................................................................................................... 43

REFERÊNCIAS ...................................................................................................... 45

APÊNDICE A- TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO ........... 49

APÊNDICE B- TERMO DE UTILIZAÇÃO DE DADOS PARA COLETA DE DADOS

DE PESQUISAS ENVOLVENDO SERES HUMANOS ........................................... 53

ANEXO A- PARECER ÉTICA Nº 332/11a .............................................................. 55

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1 INTRODUÇÃO

A quitosana é um polissacarídeo macromolecular obtido a partir da

desacetilação total ou parcial da quitina, o qual é polímero natural, mais abundante

e uma fonte de matéria-prima altamente renovável e economicamente viável.

Apresentam importantes propriedades biológicas, tais como, baixa toxicidade,

antibacteriana, não causa alergia, além de poder ser empregado como

anticoagulante já que trata de um produto biocompatível, como também pode ser

usada na absorção de íons metais, corantes e proteínas, e nas áreas da

agricultura, bioquímica e biotecnologia. Assim como a quitosana, partículas

magnéticas obtidas a partir dela também possuem as mesmas propriedades e vem

sendo amplamente utilizadas em diferentes processos biotecnológicos (JANEGITZ

et al., 2007; YANG et al., 2008; DUSZA et al., 2010; TSAI et al., 2010).

Estudo realizado mostra que as partículas catiônicas podem ser tóxicas,

devido à interação de cargas dos componentes celulares e proteínas, já as

aniônicas podem causar agregação plaquetária. Ademais, a habilidade de inibir a

agregação plaquetária também pode estar relacionada com o tamanho da

partícula, da sua superfície hidrofóbica e carga (BENDER et al., 2012).

Um material para ser considerado hemocompatível precisa ter afinidade com

o plasma sanguíneo. A resposta inicial do sangue quando em contato com um

material estranho é a adsorção de proteínas sobre a sua superfície (CHEN et al.,

2011). Sucessivamente a isso, tem-se então a adesão de plaquetas e a ativação de

mecanismos de coagulação levando à formação de trombos, que obstruem vasos e

interrompe o fluxo sanguíneo levando aos eventos isquêmicos (ZAGO; FALCÃO;

PASQUINI, 2004).Durante a coleta, deve-se tomar certos cuidados para que não

ocorra a ativação dos mecanismos de coagulação, tais como o dispositivo de

punção venosa, tipo de tubo de coleta, transporte da amostra e condições de

armazenamento antes da análise (LAGA; CHEVES; SWEENEY, 2006).

Em Mayer e colaboradores (2009) há relatos de pacientes que inalaram

nanopartículas, material particulado proveniente do ar como também preparações

medicamentosas, onde os possíveis efeitos após a exposição foram infarto agudo

do miocárdio, acidente vascular cerebral isquêmico, alterações na função

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plaquetária e hemostasia, resultando em trombose, inflamação ou anormalidades

em campos de propriedades do plasma.

A cascata de coagulação pode ser relacionada a duas diferentes vias, com

diferentes estímulos endógenos e exógenos. O sistema extrínseco é ativado por

fatores endógenos, já o intrínseco é ativado por fatores exógenos, formam uma

importante cadeia de reações enzimáticas in vivo que é ativada até a formação da

rede de fibrina e a formação do coágulo. As reações podem ser monitoradas a

partir de testes in vitro onde os componentes da via extrínseca estão refletidos no

tempo de atividade de protrombina (TP) e os componentes da intrínseca estão

refletidos no tempo de tromboplastina parcial ativada (TTPa). Estes testes são

utilizados para o diagnóstico e monitoramento de doenças relacionadas com a

coagulação (HOFFMAN, 2003; ZAGO; FALCÃO; PASQUINI, 2004).

Para a análise da compatibilidade hematológica, além dos testes

coagulométricos, também se pode avaliar através dacontagem de plaquetas e

leucócitos os quais podem estar comprometidas após o contato com moléculas

desenvolvidas em técnicas de síntese laboratorial, bem como alterações

morfológicas que podem ser avaliadas por metodologias de automação e

microscópia óptica (JANEGITZ et al., 2007).

A indústria farmacêutica vem solicitando uma grande quantidade de

medicamentos, com características associadas à boa acessibilidade e bons

resultados a cerca de efeitos colaterais. A proposta de utilizar um derivado

magnético a partir da quitosana e analisar suas características hemocompatíveis,

poderá contribuir nos processos biotecnológicos relacionados à produção e

veiculação de novos fármacos.

O presente estudo baseia-se na crescente busca por novos fármacos

derivados de fontes naturais como a quitosana, como também a utilização de

partículas magnéticas como veículos de medicamentos, sem que ocorram

alterações nos sistemas biológicos, através da avaliação da coagulação sanguínea

e contagens celulares de leucócitos, plaquetas, como também a análise da

morfologia celular e a hemocompatibilidade das partículas magnéticas sintetizadas

a partir da quitosana, através de diversas análises laboratoriais.

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2 OBJETIVOS

2.1 Objetivo geral

Analisar a hemocompatibilidade in vitro de partículas magnéticas de

derivados da quitosana, mantidas em contato com o plasma sanguíneo em

diferentes concentrações.

2.2 Objetivos específicos

Realizar os testes de TP e TTPa em amostras que permaneceram em

contato com diferentes concentrações da quitosana, partículas OC e OCBZ.

Determinar as alterações nos testes coagulométricos, TP e TTPa,

provocadas pelo contato com as partículas magnéticas derivadas da quitosana,

partículas OC e OCBZ.

Realizar a contagem de leucócitos e plaquetas em amostras mantidas em

contato com as partículas magnéticas derivadas da quitosana, partículas OC e

OCBZ.

Verificar o aspecto da morfologia celular em amostras mantidas em contato

com as partículas magnéticas derivadas da quitosana, partículas OC e OCBZ.

Discutir as alterações hematológicas em relação à concentração das

partículas magnéticas, OC e OCBZ, mantidas em contato com as amostras

biológicas.

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3 REVISÃO DA LITERATURA

3.1 Quitosana e seus derivados

As nanopartículas magnéticas têm sido objetivo de diversos estudos para

diferentes aplicações tecnológicas, inclusive na área biomédica, tais como

aumentar a incorporação de drogas e seu controle de liberação para os sistemas,

como exemplo temos o seu uso na terapia do câncer, podendo apresentar

características próprias para os objetivos desejados de acordo com a metodologia

de preparo. Estas características, como uniformidade de tamanho, área superficial,

biocompatibilidade e propriedades magnéticas podem ser direcionadas de forma

que sejam adequadas para as aplicações a que se destinam. Por ter boa

biocompatibilidade, biodegrabilidade e propriedades magnéticas permitem o

controle da sua posição em um determinado meio através do posicionamento de

um campo magnético externo, possibilitando diferentes aplicações, como na terapia

antitumoral, através das técnicas de hipertermia induzida magneticamente e a

liberação vetorizada de agentes terapêuticos, em que há um acúmulo do material

magnético numa determinada região, podendo ser usado para acelerar o processo

de cicatrização de uma ferida e para sustentação de células (YANG et al., 2008;

MAYER et al., 2009; DUSZA et al., 2010;DEBRASSI, 2010).

Fonte: LARANJEIRA; FÁVERE, 2009.

Os derivados da quitosana são desenvolvidos através de diversas

metodologias, tais como, incorporação de nanopartículas magnéticas, ligação

covalente das quitosanas sobre a superfície das partículas ou método in situ de co-

precipitação (DUSZA et al., 2010). Estudos mostram que em diferentes

Figura 1- Estrutura química da quitosana

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metodologias usadas na obtenção de partículas magnéticas derivadas da

quitosana podem ser usadas para diferentes coisas, como em Yang e

colaboradores (2008), onde relatam que a quitosana em ácido acético e

heparinizada podem causar a coagulação sanguínea e deformação dos eritrócitos,

variando a intensidade de acordo com o peso molecular e o grau de desacetilação,

como também há relatos de a quitosana ou sua mistura com outros reagentes

como cloridrato de cálcio, alginato de sódio e fibrinogênio serem usados na

hemostasia. A partir de estudos como esses, passou a ser muito usada em testes

de hemostasia (YANG et al.,2008).

Alguns estudos modificam suas características como, minimização da

energia de superfície, equilíbrio ideal entre as características hidrofílicas e

hidrofóbicas, otimização da tensão superficial crítica, superfícies negativamente

carregadas e camadas de hidrogéis, buscando a otimização (YANG et al., 2008;

MAYER et al., 2009; XU et al.,2010).

3.2 Hemocompatibilidade com partículas magnéticas

A principal exigência para que um polímero seja um bom biomaterial é que

ele seja hemocompatível, ou seja, tenha boa afinidade com o plasma sanguíneo. A

resposta inicial do sangue quando colocado em contato com um material estranho

é a absorção de proteínas sobre as superfícies do objeto. Tem-se então a adesão

de plaquetas e a ativação de mecanismos de coagulação que levam à formação de

trombos (ZAGO; FALCÃO; PASQUINI, 2004; CHEN et al., 2011).

Uma grande característica das nanopartículas é a sua forma e comprimento

como as proteínas circulantes do plasma como o fibrinogênio e as imunoglobulinas.

Essas proteínas possuem uma influência decisiva no plasma e viscosidade do

sangue, porém há uma preocupação do efeito das nanopartículas sobre esses dois

parâmetros (PACHECO et al., 2007). Portanto, através do desenvolvimento de

superfícies poliméricas não aderentes ou repelentes a proteínas podem minimizar a

ativação de contato dos mecanismos coagulantes (BERG, 1993).

A análise da hemocompatibilidade inclui hemólises, plaquetas e ativação da

coagulação do sangue, como já foram constatados em estudos, na sua maioria em

estudos in vivo (MAYER et al., 2009).

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3.3 Plaquetas

As plaquetas são pequenas células anucleadas, descrita em 1906 por

Wright, formadas na medula óssea por fragmentação do citoplasma de uma célula

polipóide, os megacariócitos (PÉREZ RUÍZ et al., 1997). São ativadas rapidamente

após a lesão dos vasos sanguíneos ou exposição do sangue às superfícies

artificiais de dispositivos implantados, como também a adesão na superfície de

materiais estranhos, são um componente crucial da resposta primária da

hemostasia (YANG et al., 2007; FARIAS; BÓ, 2008).

A principal função das plaquetas é prevenir e deter a perda de sangue. Em

um indivíduo normal, estas células tem uma sobrevida de 8 dias, sendo o baço o

órgão responsável pela destruição de um terço das plaquetas circulantes (PÉREZ

RUÍZ et al., 1997).

3.4 Leucócitos

Os glóbulos brancos possuem a função primordial que consiste na resposta

imunológica frente a agressão do organismo por agentes infecciosos, tóxicos e

tumorais (NAOUM; NAOUM, 2010).

São agrupados em duas categorias diferentes: os leucócitos mononucleares

e os polimorfonucleares. Os primeiros incluem os linfócitos, plasmócitos e os

monócitos, que possuem núcleo único e uniforme. Os outros possuem granulação

citoplasmática e núcleo multiforme e segmentado, incluem os neutrófilos,

eosinófilos e basófilos (ZAGO; FALCÃO; PASQUINI, 2004).

3.5 Hemólise

A hemólise é causada pela ruptura das células vermelhas, a qual libera

hemoglobina no plasma. O efeito da hemólise deve ser medido, pois pode causar

impacto na quantificação por alterar a amostra quando comparada com a matriz,

representada por uma amostra sem hemólise (CARTER et al., 2011).

Há dois tipos de hemólise, a hemólise extravascular onde as hemácias são

destruídas no tecido retículo-endotelial, especialmente no baço, onde alterações

afetam o citoesqueleto, a membrana ou a forma dos eritrócitos dificultando sua

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passagem pelas fendas sinusoidais, aumentando o contato das hemácias com os

macrófagos. O outro tipo é a hemólise intravascular, são destruídas na própria

circulação, liberando o seu conteúdo no plasma, resultado de traumas mecânicos e

destruição imunológica pelo sistema complemento. Devido a essa hemólise pode

ocorrer o desenvolvimento de anemia, onde há um aumento de produção

eritropoietina pelo parênquima renal, estimulando os eritroblastos que passam a

lançar reticulócitos no sangue. Já o aumento de bilirrubina indireta pela destruição

das hemácias pelo baço, pode ocorrer a formação de cálculos biliares (ZAGO;

FALCÃO; PASQUINI, 2004).

3.6 Cascata de coagulação

Marfarlane e Davie & Ratnoff em 1964, propuseram o modelo da cascata de

coagulação para explicar a fisiologia de coagulação do sangue, segundo o qual a

coagulação ocorre por meio de ativação proteolítica sequencial de pró-enzimas por

proteases do plasma, resultando na formação de trombina que, então, quebra a

molécula de fibrinogênio em monômeros de fibrina (FERREIRA et al., 2010).

Atualmente utiliza-se um novo modelo para a cascata de coagulação,

baseado em células. Esse modelo inclui as proteínas pró-coagulantes, protrombina,

fatores e inibidores, ocorrendo em etapas distintas: iniciação, amplificação e

propagação (HOFFMAN, 2003).

3.6.1 Fase de iniciação

A coagulação é iniciada pelo fator tissular (TF), normalmente encontrado na

vasculatura. O fator VIIa/TF ativa pequenas quantidades de fator IX e X. O fator Xa

associado ao seu co- fator, o fator Va, forma complexos na superfície da célula TF

(HOFFMAN, 2003).

O fator V pode ser ativado pelo fator Xa ou por proteases, para ativar o fator

Va, necessário para a construção da protrombina. A presença de inibidores localiza

a efetividade do fator Xa para superfície em que foi formando. O fator IX pode

mover-se a partir do TF em que foi formada a próxima plaqueta ou a outra

superfície celular, uma vez que não seja inibida pelo TFPI ou inibida lentamente

pelo fator Xa pelo ATUI (HOFFMAN, 2003).

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O fato VII é ligado ao TF extravascular X e IX, mesmo na ausência de lesão.

O processo de coagulação prossegue para a fase de amplificação apenas quando

há dano à vasculatura permitindo que as plaquetas e o F VIII/FvW sejam

derramados nos tecidos extravasculares e aderem ao TF no local da ação.

Podemos chamar essa via de extrínseca já que se dá fora da vasculatura (figura 2)

(HOFFMAN, 2003).

Fonte: HOFFMAN, 2003

3.6.2 Fase de amplificação

Prepara o terreno para uma produção em larga escala de trombina para a

fase de propagação. A pequena quantidade de trombina gerada na célula TF tem

várias funções importantes, umas delas é a ativação de plaquetas, expondo os

sítios de ligação para os fatores de coagulação ativados. Durante a ativação, as

plaquetas liberam formas parcialmente ativadas do fator V sobre as suas

superfícies. Outra função na fase de iniciação é a ativação dos cofatores V e VII na

superfície das plaquetas. Nesse processo o complexo VII/vWF é dissociado, o que

permite que o vWF medeie a agregação adicional de plaquetas no local da lesão.

Também são ativados os fatores XI e XIa na superfície das plaquetas (figura 3)

(HOFFMAN, 2003).

Figura 2- Fase de iniciação

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3.6.3 Fase de propagação

Um grande número de plaquetas são recrutadas para o sitio da lesão, esta

fase ocorre na superfície das plaquetas ativadas (HOFFMAN, 2003).

O fator IXa ativado pode se ligar ao fator VIIIa, na fase de iniciação. O fator

adicional IXa pode ser fornecido pela plaqueta coberta de fator XI. Por não

conseguir se mover o fator Xa deve ser fornecido diretamente na superfície das

plaquetas pelo complexo dos fatores IX/ VIII. O fator Xa associa-se com o fator Va

ligado a plaqueta durante a fase de amplificação, levando a uma explosão de

geração de trombina de magnitude suficiente para coagular o fibrinogênio

(HOFFMAN, 2003).

A plaqueta provavelmente é o único tipo de célula em que ocorre de forma

mais eficaz a fase de propagação da coagulação. Sua superfície é especializada

para coordenar as montagens do tenase (FVIIIa/IXa) e protrombinase (figura 4)

(HOFFMAN, 2003).

Fonte: HOFFMAN, 2003.

Figura 3- Fase de amplificação

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Fonte: HOFFMAN, 2003.

3.7 Avaliação da coagulação

O TP é um teste de screening que consiste na determinação do tempo de

formação do coágulo de fibrina após a adição de tromboplastina tecidual e de

cálcio, o que promove a ativação do fator VII, seguida da ativação do fator X,

iniciando a via comum de ativação. Mede os fatores envolvidos na via extrínseca e

na via comum, sendo independente da via intrínseca. Este teste também pode ser

usado para monitorar pacientes em uso de anticoagulantes orais, como a

warfarina, antagonista da vitamina K, causando variação na concentração dos

fatores da vitamina K dependentes. Útil na avaliação de deficiências adquiridas

e/ou congênitas dos fatores II, V, VII e X (FRANCO, 2001; FRITZEN et al., 2000).

O TTPa consiste na determinação do tempo de coagulação do plasma após

adição de um ativador da fase de contato da coagulação e de cefalina, que

substitui o fosfolípide da membrana plaquetária. É sensível ao nível dos fatores da

via intrínseca e da via comum (ZAGO; FALCÃO; PASQUINI, 2004).

Figura 4- Fase de propagação

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4 METODOLOGIA

4.1 População e amostra

Participaram desta pesquisa 13 voluntários com idade entre 18 a 40 anos,

saudáveis, que não faziam o uso de anticoagulante, contraceptivos orais ou

qualquer outro medicamento que possam influenciar nos processos de hemostasia.

Não participam deste estudo: gestantes, etilistas, fumantes bem como qualquer

portador de patologia pré-existente relacionada com a coagulação sanguínea.

Os voluntários fazem parte do corpo discente do Centro de Ciências da

Saúde da UNIVALI.

4.2 Coleta de amostras

As amostras foram coletadas pelo sistema à vácuo, em tubos apropriados,

no laboratório de hematologia, urinálise e citologia clínica, localizado no bloco E1,

2º andar, nº 208, na UNIVALI. Todos os experimentos também foram realizados no

laboratório de hematologia, urinálise e citologia clínica, sendo a responsável pelos

procedimentos de coleta e técnicos a Prof.ª Dr.ª Anna Paula de Borba Batschauer.

Foram coletados cerca de 24 ml de sangue através de punção venosa;

sendo 8 mL de sangue coletado com anticoagulante EDTA, para realização de

contagens de plaquetas e leucócitos e análise de morfologia celular, e 16mL

coletados com citrato de sódio como anticoagulante, para os testes de avaliação da

cascata de coagulação. O estudo e coleta de sangue somente foi realizada após a

assinatura do termo de consentimento livre e esclarecido (TCLE), em anexo no

apêndice A, e todos os esclarecimentos sobre a pesquisa foram informados aos

participantes, como também foi aprovado pelo comitê de ética no parecer 332/11a.

4.3 Preparo das partículas

Partículas magnéticas foram sintetizadas no laboratório de Biopolímero

(Curso de Farmácia- UNIVALI), por Debrassi e colaboradores (2011) e

caracterizadas no Instituto de Física da Academia Polonesa de Ciências e

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Laboratório de Física do Estado Condensado da Universidade do Maine, na

França, 2011.

Foram realizados testes com as seguintes partículas magnéticas, utilizando

a metodologia em in situ, onde o polímero (5,0g) foi disperso em água (500 mL) e

o pH foi ajustado para 10,0. Separadamente foi preparada uma solução (500 mL)

contendo FeCl3 . 6 H2O (22,65g) e FeSO4 . (NH4)2SO4 . 6 H2O (16,65g) (proporção

de 2:1 de Fe3+ : Fe2+). Esta solução foi adicionada sob agitação à dispersão

polimérica preparada anteriormente, mantendo o pH em aproximadamente 9,0 com

a adição de NaOH concentrado. As partículas foram filtradas, lavadas com água e

acetona e secas em dessecador (DEBRASSI, 2010). Obtendo a O-

carboximetilquitosana (OC); O-carboximetilquitosanabenzilada (OCBZ).

4.4 Preparo das amostras

O sangue foi alíquotado em partes de 1ml para as amostras com EDTA, e 2

ml para as amostras com citrato de sódio. Uma alíquota foi separada para uso

como controle para os dois anticoagulantes, e nas demais alíquotas foram

adicionadas partículas magnéticas derivadas da quitosana nas concentrações 5, 10

e 15mg/ml. A metodologia usada foi uma adaptação descrita em Xu e

colaboradores (2010).

As amostras foram homogeneizadas, após 30 minutos de contato do sangue

com a partícula, as amostras que continham citrato de sódio foram centrifugadas a

2500 rpm durante 20 minutos e separado o plasma para a execução do TP e TTPa.

Com o sangue coletado com EDTA foi realizado a contagem de plaquetas e

leucócitos e a confecção de extensões sanguíneas coradas com MAY GRUNWALD

GIEMSA para a observação de possíveis alterações na morfologia celular.

4.5 Métodos

4.5.1 Contagens celulares

A contagem automatizada foi realizada através do equipamento CELL-

DYN® 3000 (Abbott R), os leucócitos são analisados em dois canais diferentes o

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óptico e o de impedância elétrica. O primeiro acontece quando um laser é focado

na célula de fluxo, à medida que o fluxo da amostra intercepta o laser, a luz é

difundida pelas células, medido em quatro intervalos angulares diferentes. Já a

impedância é baseada na medição das mudanças da corrente elétrica que são

produzidas por uma partícula. O número de impulsos gerados é indicado pelo

número de plaquetas que atravessam a abertura. A amplitude de cada impulso é

proporcional ao volume de partículas que atravessa a abertura, esta última também

é utilizada para a contagem de hemácias e plaquetas.

As contagens são realizadas em contador hematológico automatizado,

fornecendo resultados sensíveis, reprodutíveis e precisos, a mesma pode induzir a

um elevado número de falsos positivos que devem ser confirmados pela

microscópia para garantia de um resultado reprodutível (SANTOS; BANDEIRA;

SIQUEIRA, 2009).

4.5.1.1 Contagem de plaquetas

A contagem de plaquetas do controle (sem partículas) foi realizada em

equipamento automatizado através da metodologia de impedância, as amostras

que continham as partículas não puderam ser passadas no equipamento, pois são

magnéticas, assim foi realizadas lâminas de extensões sanguíneas coradas com

MAY GRUNWALD GIEMSA, das amostras e do controle para a contagem de

plaquetas através da metodologia de Fônio. Todas as lâminas identificadas

corretamente.

O método de Fônio consiste em uma contagem das hemácias e plaquetas

de 10 campos. Com os valores totais das hemácias e plaquetas dos 10 campos

contados é realizado uma regra de três utilizando o valor das hemácias obtidos

pela impedância, assim pode-se obter o valor de plaquetas / mm3.

4.5.1.2 Contagem de leucócitos

A contagem de leucócitos do controle foi realizada através de equipamento

automatizado através da metodologia óptica e foram confeccionadas lâminas de

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extensões sanguíneas coradas com MAY GRUNWALD GIEMSA para a leitura das

amostras e dos controles, através da metodologia de Shilling onde são contadas

um total de 100 glóbulos brancos, onde não há aglomerado de hemácias, e pela

mesma metodologia foi realizada a leitura em câmara de Newbauer com a amostra

à fresco.

4.5.1.3 Análise da morfologia celular

Para analisar a morfologia, foram utilizadas extensões sanguíneas das

amostras e dos controles, onde foi analisada a morfologia ao microscópico na

objetiva de 100x na procura de aglomerações celulares, partículas magnéticas, que

são semelhantes as plaquetas sem forma definida e aglomeradas, e alterações no

aspecto e tamanho das células.

4.5.2 Tempo de protrombina (TP)

O TP foi determinado conforme recomendações do fabricante Labtest®. As

amostras do plasma controle, o plasma a ser testado e do reagente de

protrombina, reconstituído previamente, foram aquecidas em banho-maria 370C,

por cerca de 2 minutos. Em seguida, foram adicionados 0,2 ml de reagente de

protrombina em um tubo de hemólise juntamente com 0,1 ml de plasma

amostra/controle disparando simultaneamente o cronômetro. A determinação do

TP foi realizada pelo equipamento semi- automatizado Quick Timer- DRAKE®, que

realiza a leitura através de um feixe de luz, quando adicionado o reagente de

protrombina ocorre à formação do coágulo de fibrina ficando o meio límpido e

nesse momento o feixe de luz passa e o tempo é marcado. Todos os testes foram

realizados em duplicata, segundo as orientações do fabricante Labtest®.

4.5.3 Tempo de tromboplastina parcial ativada (TTPa)

O TTPA foi determinado conforme recomendações do fabricante Labtest®. A

solução reagente de cloreto de cálcio, o reagente contendo cefalina e as amostras

do plasma controle, e a amostra foram previamente aquecidas em banho-maria a

37°C. Separadamente, em tubo de hemólise, adiciona-se 0,1 ml do plasma

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amostra/controle e 0,1ml do reagente contendo cefalina, essa mistura foi incubada

a 37°C por 3 minutos, em seguida foi adicionado 0,1 ml de cloreto de cálcio,

incubar a 37°C por 20 segundos. A determinação do TTPA foi realizada pelo

equipamento semi- automatizado Quick Timer- DRAKE®, a leitura se dá como

descrito no item 4.5.2, mas difere que este precisa da cefalina e do cloreto de

cálcio para a formação do coágulo de fibrina. Todos os testes foram realizados em

duplicata, seguindo as orientações do fabricante Labtest®.

4.5.4 Hemólise

O teste de hemólise foi adaptado de Bender e colaboradores (2012), onde o

plasma centrifugado a 2500 rpm durante 20 minutos, em temperatura ambiente,

teve a sua absorbância medida em espectrofotômetro, num comprimento de onda

de 540 nm, onde foi necessário ter uma amostra com 100% de hemólise, que foi

representada por 1mL de sangue com 1mL de salina. A amostra controle é

representada pelo plasma do sangue sem a partícula e a amostra é representada

pelo plasma do sangue em contato com as partículas. A absorbância foram

medidas e os respectivos valores foram aplicados à fórmula, representada na figura

5.

Figura 5- Fórmula para a obtenção da porcentagem de hemólise

Fonte: Adaptado de BENDER et al., 2012.

4.5.5 Análise estatística

Os resultados dos testes realizados foram submetidos ao teste estatístico

não paramétrico Mann-Whitney, onde foram analisados. Os valores de p foram

considerados significativos quando inferiores a 0,05.

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5 RESULTADOS E DISCUSSÃO

5.1 Leucócitos e morfologia

Foram utilizadas as mesmas lâminas para a contagem de leucócitos e

análise da morfologia celular. Conforme apresentado na tabela 1 não foi observado

diferença estatística na contagem do diferencial de leucócitos, como também na

morfologia celular, que incluem todas as células sanguíneas, nas amostras com as

duas partículas OC e OCBZ, quando comparadas com o controle.

Não foram encontrados relatados na literatura da análise da morfologia de

outras células do sangue, além dos eritrócitos. De acordo com Yang e

colaboradores (2008) que realizaram um estudo com diversos tipos de quitosana e

sua interferência na hemostasia, onde a quitosana soliquoid e

carboximetilquitosana não causaram mudança na morfologia dos eritrócitos nem

sedimentação destes.

Tabela 1: Mediana da contagem diferencial dos leucócito nas diferentes concentrações

das partículas e no controle.

Monócitos Linfócitos Basófilos Eosinófilos Neutrófilos

Controle 7,5 26,5 0,5 2,5 65

OC 5 mg/mL 8 27,5 0 2,5 60

OC 10 mg/ml 9 20 0 2,5 64,5

OC 15 mg/mL 9 25 0 2,5 63

OCBZ 5 mg/mL 7 30 0 2,5 63

OCBZ 10 mg/mL 8 30,5 0,5 2 62

OCBZ 15 mg/mL 6,5 27 0 2 60,5

5.2 Plaquetas e hemólise

Foram utilizadas as mesmas lâminas de extensão sanguínea para a análise

das plaquetas, conforme se observa na tabela 2. A contagem de plaquetas das

amostras apresentaram um discreto aumento no seu número quando comparadas

com o controle, mas isso deve-se a uma redução do número de hemácias

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consequentemente aumentando o número de plaquetas, no entanto quando

comparadas entre si, não apresentaram diferença (p> 0,846).

Estes resultados estão melhores representados na figura 6, onde podemos

observar que as plaquetas permaneceram dentro com valor controle, que está

representado pela linha pontilhada.

Tabela 2: Contagem das plaquetas nas diferentes concentrações das partículas e no controle.

Concentração s/ partícula 5 mg/mL 10 mg/mL 15 mg/mL

Mediana (/mm3) 257000

Mediana OC (/mm³) 251.400 281.045 269.845

Mediana OCBZ (/mm³) 267.700 262.610 272.000

Desvio padrão OC

(/mm³) 115.277 144.735 94.183

Desvio padrão OCBZ

(/mm³) 120.711 101.926 82.128

Podemos observar na figura 6 que os dados ficaram dentro do limite que

abrange os valores de 240.000 a 400.000 /mm3, como também verificamos através

dos valores de p que não houve diferença (p> 0,846).

Figura 6- Número de plaquetas

Nota: Número de plaquetas após 30 minutos de contato do sangue com as partículas OC (p=0,933) e OCBZ (p=0,846) nas concentrações de 5, 10, 15mg/mL.

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Como comentado anteriormente, que na contagem de plaquetas o número

de hemácias havia diminuído, observamos não somente neste teste, mas pudemos

comprovar após da centrifugação das amostras para os testes coagulométricos,

quando o plasma apresentou coloração avermelhada, devido a presença de

hemoglobina, consequente da lise das hemácias, sendo necessário realizar uma

diferente análise. Na partícula OC foi observado um aumento gradual significativo

(p= 0,022) ao aumento da concentração da partícula, já a partícula OCBZ não

apresentou o mesmo comportamento, não apresentando diferença (p= 0,757)

conforme o demostrado na figura 7.

Figura 7- Porcentagem de hemólise

Nota:Porcentagem da hemólise causada depois de 30 minutos de contato do sangue com

as partículas OC (p=0,022) e OCBZ (p=0,757) nas concentrações de 5, 10, 15 mg/mL.

Podemos confirmar a diferença entre as partículas pela figura 8, onde

mostra o percentual de hemólise da partícula OC (azul) subindo significativamente

com o aumento das concentrações, enquanto a partícula OCBZ (vermelho)

mantém o percentual constante. Como relatado em Naffe e colaboradores, (2009),

esta hemólise pode estar associada a alguns polímeros catiônicos que podem

causar injúria aos eritrócitos devido a interações eletrostáticas, como também em

Letchford e colaboradores, (2009), onde moléculas surfactantes podem penetrar na

membrana eritrocitária causando solubilização de lipídios e proteínas.

Já em um estudo realizado por Bender e colaboradores (2012), para a

obtenção de uma nanocápsula lipídios core, estabilizada com polissorbato 80 e

lecitina carregada positivamente com uma cobertura de quitosana em diferentes

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concentrações. Foi realizada soluções desta e colocadas em contado com o

sangue, onde se observou em maiores concentrações causam uma maior

hemólise.

Figura 8- Comparação das medianas das amostras de cada concentração para as diferentes partículas

5.3 Tempo de protrombina (TP)

O TP é o tempo necessário para a formação de fibrina a partir do estímulo

de fator tissular pela protrombina.

A Figura 9, apresenta os valores obtidos na análise TP das amostras que

permaneceram em contato com diferentes partículas e em diferentes

concentrações, e pode observar que os valores ficaram dentro do controle, que

está representado pela linha pontilhada, como também não apresentaram diferença

(p> 0,902) em ambas as partículas.

Semelhante ao aqui exibido, em Bender e colaboradores (2012), realizaram

soluções de uma nanocápsula revestida por quitosana que foi colocada em contato

com o sangue na concentração de 2% (v/v). A quitosana não alterou o valor de TP,

não influenciando a via extrínseca da coagulação sanguínea mantendo a atividade

in vitro de anticoagulante.

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Figura 9- Tempo de ativação da protrombina

Nota: Tempo de ativação da protrombina nas concentrações 5, 10, 15 mg/mL das partículas OC (p=0,902) e OCBZ (p=0,936).

5.4 Tempo de tromboplastina parcial ativada (TTPa)

O TTPa é o tempo de formação do coágulo de fibrina a partir do estímulo da

via intrínseca da coagulação através de fosfolípideos e cloreto de cálcio. Como

representado na figura 10, as partículas nas diferentes concentrações não

apresentaram (p>0,248), mas quando comparadas com o controle, representado

pela linha pontilhada, podemos observar um aumento gradual do tempo das

partículas com as diferentes concentrações, sendo mais evidente na partícula OC.

Pode-se comparar este estudo com o realizado por Pacheco e

colaboradores (2007), no qual se obteve valores de TTPa levemente alterados,

mas não estatisticamente significantes, quando realizado teste ex- vivo em coelhos

após a injeção de vários concentrações de nanopartículas, apresentando

resultados semelhantes.

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Figura 10- Tempo de tromboplastina parcial ativada

Nota: Tempo de ativação da tromboplastina parcial ativada nas concentrações 5, 10, 15

mg/mL das partículas OC (p=0,248) e OCBZ (p=0,649).

5.5 Testes coagulométricos

Como observamos anteriormente, o TP não apresentou diferença

(figura 9), o TTPa também não apresentou diferença (figura 10), mas observou-se

um aumento no tempo em cada partícula com o aumento da concentração desta.

Podemos observar o mesmo comportamento em estudo realizado por Xu e

colaboradores (2010), onde foram analisados in vitro, copolímeros em blocos de

poliuretano revestidos com quitosana em contato com sangue de coelho. Quando

realizados os testes coagulométricos, estes apresentaram um aumento no TTPa

das amostras, mas o TP permaneceu inalterado, como o aqui apresentado. Em

outro estudo realizado por Yang e colaboradores (2008), que avaliou o efeito da

quitosana na hemostasia, as quitosanas soliquoid e a carboximetilquitosana em

solução salina fisiológica, não causaram alterados dos valores de TP e TTPa,

quando comparadas com o controle, se assemelhando com o estudo da partícula

OC e OCBZ.

O Clinical and Laboratory Standards Institute, afirma que em amostras com

visível hemólise não devem ser utilizadas por causa da possível competição com a

tromboplastina para a ativação do fator VIIa da coagulação, que podem causar

interferência com a medição final, de acordo com as suas diretrizes para o Tempo

de protrombina (TP) e Tempo de tromboplastina parcial ativada (TTPa). Como

também a intensidade da hemólise varia, ficando a critério de cada laboratório a

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classificação de hemolisado e não hemolisado, como no estudo eles usam como

não hemolisado 20 mg/dL e 30 mg/dL hemolisado (LAGA; CHEVES; SWEENEY,

2006).

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6 CONCLUSÕES

De acordo com os dados obtidos a partir dos estudos realizados, podemos

concluir que a partícula OCBZ apresentou bons resultados com uma menor

alteração nos testes coagulométricos , TP e TTPa, quando comparada com a

partícula OC, sendo assim, é conveniente dar procedência a testes confirmatórios,

in vitro como TT ( Tempo de Trombina), Fibrinogênio e Dímero-D, e testes in vivo

utilizando ratos ou camundongos, a fim de definir o mecanismo de atuação.

Desta forma, podemos sugerir que a partícula magnética OCBZ, poderá ser

utilizada futuramente como um veículo para fármacos, devido a sua

hemocompatibilidade, no entanto é necessário mais testes coagulométricos para

comprovar sua confiabilidade.

O fato de a partícula OC, não apresentar resultados satisfatórios para este

estudo, significa que ela deve ser descartada. Podem ser realizados diferentes

estudos e testes, que podem apresentar propriedades para uso em outras áreas da

medicina, como também na área de agricultura, biotecnologia, indústria de

cosméticos, produtos alimentícios, e como adsorvente na remoção de corantes e

espécies metálicas.

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REFERÊNCIAS

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APÊNDICE A- TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E

ESCLARECIDO

Titulo do projeto: Avaliação da hemocompatibilidade in vitro de partículas

magnéticas de derivados da quitosana.

Introdução

Você está sendo convidado(a) a participar voluntariamente de um estudo de

pesquisa.

Antes de obter seu consentimento, é importante que todas as informações a

seguir sejam lidas com atenção, e que todas as dúvidas sejam esclarecidas.

Objetivo do estudo

O principal objetivo deste estudo será avaliar a hemocompatibilidade in vitro

de partículas magnéticas derivadas da quitosana.

A realização deste estudo consiste apenas na busca por novos tratamentos

compatíveis com nossas funções vitais.

Participação no estudo

Este estudo destina-se indivíduos voluntários com idade entre 18 á 40 anos,

que não façam uso de nenhum tipo de medicação ou que tenha qualquer doença.

Não serão aceitos gestantes, alcoólatras e fumantes é necessário também que o

paciente não tem ingerido nenhum tipo de bebida alcoólica nas horas últimas 48

horas. Serão requeridos aproximadamente 30 indivíduos.

A sua participação é totalmente voluntária e você tem a liberdade de não

querer participar desta pesquisa. Você não terá prejuízo algum por está decisão.

Você não receberá nenhum pagamento pela sua participação neste estudo,

bem como não terá nenhum tipo de gasto.

Confidencialidade

Todas as informações obtidas serão mantidas em poder dos pesquisadores

envolvidos com o projeto de pesquisa, sendo que você terá acesso a elas sempre

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que desejar. Sua identidade ficará em sigilo. Seus dados pessoais não serão

apresentados em relatórios e nem na publicação deste estudo.

Riscos e desconfortos

Serão coletados cerca de 24mL de sangue que será obtido com auxilio de

agulha e seringa, no laboratório de hematologia, urinálise e citologia clínica,

localizado no bloco E1, 2º andar, nº 208, na UNIVALI, sendo a responsável pelos

procedimentos de coleta e técnicos a Prof.ª Dr.ª Anna Paula de Borba Batschauer.

Ao participar desta pesquisa, você poderá sentir um pequeno desconforto no

momento da picada da agulha necessária para a coleta. Eventualmente poderá

ocorrer à formação de pequenos hematomas no local onde a agulha foi inserida,

devido à coleta, aconselha-se a colocar uma compressa de gelo no local. Com o

passar de dias esse hematoma desaparecerá.

Benefícios

Embora a informação coletada neste estudo possa não trazer benefícios

diretamente a você, os resultados podem ajudar profissionais da área da saúde no

desenvolvimento de novos tratamentos médico.

Caso você aceite fazer parte deste estudo, duas vias do termo serão

entregues, onde todas as páginas deverão ser rubricadas e todos os dados

respondidos corretamente.

Assim que os primeiros resultados sejam publicados, em revistas ou

congressos, você será informado e terá acesso a essas informações por e-mail ou

correspondência, por isso é importante que você preencha este item corretamente.

CONSENTIMENTO DE PARTICIPAÇÃO DO SUJEITO

Eu,_________________________________________, RG_______________,

abaixo assinado, concordo em participar do presente estudo como sujeito. Fui

devidamente informado e esclarecido sobre a pesquisa, os procedimentos nela

envolvidos, assim como os possíveis riscos e benefícios decorrentes de minha

participação. Foi-me garantido que posso retirar meu consentimento a qualquer

momento, sem que isto leve a qualquer penalidade ou interrupção de meu

acompanhamento/assistência/tratamento.

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Nome: ___________________________________________________________

Assinatura do Sujeito ou Responsável:____________________________________

Telefone para contato: __________________________

E-mail: ____________________________________________________________

Local e data:__________________________________

Anna Paula de Borba Batschauer (orientador)

47 96074849

Assinatura:

Flávia Cristina Fiori Sant’Ana (acadêmico)

47 9921-6442

Assinatura:

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APÊNDICE B- TERMO DE UTILIZAÇÃO DE DADOS PARA COLETA

DE DADOS DE PESQUISAS ENVOLVENDO SERES HUMANOS

Declaro que conheço e cumprirei os requisitos da Res. CNS 196/96 e suas

complementares no desenvolvimento do projeto de pesquisa, Avaliação da

hemocompatibilidade in vitro de partículas magnéticas de derivados da

quitosana, assim como afirmo que os dados descritos no protocolo 332/11a serão

obtidos em absoluto sigilo e utilizados apenas para os fins especificados no

protocolo aprovado pelo Comitê de Ética.

Anna Paula de Borba Batschauer

Nome completo do pesquisador principal (orientador):

Assinatura:

Flávia Cristina Fiori Sant’Ana

Nome completo do acadêmico:

Assinatura:

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ANEXO A- PARECER ÉTICA Nº 332/11a

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