Matrizes de quitosano/grânulos bifásicos para libertação de fármacos

• Main Author: Mesquita, Cristina Manuela Dias
• Publication Date: 2013
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Download full: http://hdl.handle.net/10773/10995
• topic: Ciência dos materiais; Biomateriais; Hidroxiapatite; Fosfato de cálcio; Regeneração óssea; Administração de medicamentos

Um dos grandes desafios no campo da engenharia de tecidos (ET) é o desenvolvimento de estruturas porosas tridimensionais (scaffolds) que permitam a adesão e a proliferação celular bem como a produção de matriz extracelular à taxa a que decorre a degradação do scaffold. Para algumas aplicações biomédicas, o comportamento de degradação da hidroxiapatite sintética pode ser muito lento tornando-se necessários fosfatos de cálcio (CaP) com uma taxa de reabsorção mais rápida com o objetivo de acelerar o processo de substituição óssea. Por esta razão, compostos de β-fosfato tricálcico (β-TCP) e hidroxiapatite (HAp), os chamados fosfatos de cálcio bifásicos (BCP), que combinam a excelente bioatividade da HAp com a boa reabsorção do β-TCP são candidatos interessantes para a substituição óssea e para sistemas de libertação controlada de fármacos. No presente trabalho produziram-se, por atomização, três tipos de grânulos de CaP, isto é, HAp e bifásicos (β-TCP/HAp) com diferentes proporções (β-TCP/HAp), carregados com um fármaco modelo, a dexametasona (DEX), e procedeu-se à sua incorporação em matrizes de quitosano (CH) reforçadas com um agente reticulante, o glutaraldeído. As matrizes foram obtidas por congelamento e liofilização. A estrutura morfológica dos scaffolds e a evolução das fases cristalinas foram examinadas por microscopia eletrónica de varrimento (SEM) e difração de raio-X (DRX) respetivamente. Utilizou-se também a espetroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) para avaliar as ligações químicas. A porosidade dos scaffolds foi avaliada pelo método de deslocamento do líquido tendo o álcool como o líquido de deslocamento. Os scaffolds foram também submetidos a ensaios de compressão, para determinar a resistência mecânica, avaliando-se o efeito da inclusão de diferentes CaP (grânulos de HAp e bifásicos β-TCP/HAp com diferentes proporções) e da incorporação do glutaraldeído nas propriedades mecânicas. Obtiveram-se scaffolds com porosidade superior a 75% e tamanho de poro na gama de 50-500μm e verificou-se que a presença de glutaraldeído (GA) e a incorporação de grânulos de CaP na matriz polimérica de CH aumentam a sua resistência mecânica. Verifica-se ainda uma melhoria da resistência à compressão e do módulo de Young dos scaffolds com o aumento do teor em β-TCP, aumentando a resistência de compressão de 0,11MPa para 0,45MPa e o módulo de Young de 0,27 para 2,79MPa com a incorporação de grânulos bifásicos com um teor elevado (70%) de β-TCP. Construíram-se perfis de libertação da DEX em solução tampão de fosfatos (PBS) por determinação da sua concentração por espetroscopia no ultravioleta visível (UV/Vis) a um comprimento de onda de 242 nm. Efetuaram-se também ensaios de bioatividade em soluções simuladoras do plasma humano (SBF) para se avaliar a formação de camada apatítica, determinando-se as concentrações de cálcio (Ca) e fósforo (P) por plasma de acoplamento indutivo (ICP). O estudo do comportamento bioativo dos scaffolds evidenciou o contributo das partículas de CaP para a bioatividade do scaffold. Os scaffolds compósitos em que coexistem β-TCP e HAp evidenciaram um perfil de libertação de fármaco mais lento e bioatividade superior à dos scaffolds compósitos de HAp. Avaliou-se o comportamento de culturas celulares da linha MG-63 na presença dos diferentes scaffolds, num modelo de cultura indireto, para avaliação da proliferação/viabilidade e morfologia celulares. A proliferação/viabilidade celular foi avaliada pelo ensaio do MTT. A inclusão de fosfatos de cálcio nos scaffolds de quitosano pareceu melhorar o seu desempenho biológico, verificando-se que nos scaffolds compósitos com grânulos bifásicos a proporção de βTCP/HAp de 50:50 pareceu induzir a resposta biológica mais adequada. Os scaffolds produzidos no presente trabalho apresentam-se pois como estruturas promissoras para aplicação em ET ósseo e simultaneamente como sistemas de libertação controlada de fármacos.