Sistemas compósitos de PU/ZnO para entrega de fármacos

• Autor(a) principal: Pires, Ana Lúcia Mota
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/10946
• topic: Ciência dos materiais; Materiais compósitos; Nanopartículas; Óxido de zinco; Poliuretanos; Administração de medicamentos

A produção de sistemas para libertação de fármacos que integrem materiais nanométricos poderá trazer vantagens significativas no uso clínico devido ao facto de as suas reduzidas dimensões permitirem a entrega do fármaco em locais não acessíveis a transportadores com dimensão superior. Nestes sistemas é extremamente importante controlar a velocidade de libertação do fármaco. A incorporação de nanopartículas numa matriz polimérica poderá ser uma estratégia adequada para manipular a velocidade a que o fármaco é localmente entregue. O presente trabalho teve como objetivo o estudo da libertação de dois fármacos modelos, a gentamicina e o ibuprofeno, a partir de dois sistemas distintos: (i) partículas nanoestruturadas de ZnO e (ii) compósitos de (poliuretano (PU)/ZnO) produzidos por incorporação de partículas nanoestruturadas de ZnO numa matriz de PU. Do ponto de vista experimental, o presente trabalho envolveu as seguintes etapas: (1) síntese e caracterização de partículas de ZnO, (2) incorporação de fármacos nas partículas de ZnO, (3) produção e caracterização de compósitos PU/ZnO usando as partículas carregadas com o fármaco e (4) monitorização da libertação dos fármacos nos dois sistemas, ou seja, a partir das partículas de ZnO e a partir dos compósitos PU/ZnO correspondentes, bem como da respetiva degradação no meio de libertação. As partículas de ZnO foram produzidas por um método de precipitação química em que se seguiram os efeitos da variação da velocidade de adição de reagentes. Para esse efeito utilizou-se uma bureta e um dispersor como dispositivos alternativos para mistura dos reagentes necessários à precipitação dos pós, i.e. uma solução de um sal de zinco (ZnCl2) e uma solução básica (NaOH). Os pós obtidos, ZnOA e ZnOP respetivamente, foram caraterizados por microscopia eletrónica de varrimento (SEM) quanto à morfologia (forma e tamanho), por adsorção de gás (BET) para avaliação de área superficial especifica e porosidade, e por espectroscopia de infravermelho com transformadas de Fourier para avaliação das suas características químicas de superfície. Utilizou-se como termo de comparação nanopartículas de ZnO comerciais (ZnOC). Os resultados obtidos evidenciaram que os diferentes caudais de adição de reagentes, associados aos dois dispositivos usados, se refletiram em variações significativas de área superficial das partículas obtidas que se apresentaram como partículas nanoestruturadas de elevada área específica. Os fármacos modelos, o ibuprofeno e a gentamicina, foram incorporados nas nanoestruturas por um processo de adsorção. A sua incorporação foi avaliada por espectroscopia de infravermelhos, e de ultravioleta (UV) (ao comprimento de onda de 264 nm para o ibuprofeno e de 332 nm para a gentamicina) bem como por análise térmica, observando-se uma variação da quantidade de fármaco adsorvido consoante o tipo de pó e do próprio fármaco. As nanoestruturas carregadas de fármaco foram usadas na produção de compósitos PU/ ZnO com uma percentagem mássica de 50% de ZnO.A preparação dos compósitos consistiu em adicionar as nanoestruturas de ZnO carregadas com o fármaco modelo a uma solução do polímero. Por evaporação do solvente obtiveram-se assim discos de compósitos de ZnO de matriz polimérica. A libertação dos fármacos a partir dos dois sistemas em análise (nanoestruturas de ZnO e compósitos PU/ZnO) foi conduzida em solução tampão de fosfatos (PBS) à temperatura de 37ºC e a pH =7,4 Os resultados obtidos revelaram que ambos os sistemas, nanoestruturas de ZnO e compósitos PU/ZnO, apresentam perfis de libertação do fármaco em três estágios: um estágio inicial, com elevada velocidade de libertação, seguido de um estágio intermédio de velocidade mais lenta e por fim o último estágio com velocidade muito reduzida ou quase nula. Apesar desta semelhança observase também que os perfis são fortemente afetados pela incorporação das nanoestruturas na matriz polimérica dado que esta inibe fortemente a libertação do fármaco. A matriz comporta-se como uma barreira que se opõe ao transporte do fármaco, pelo que as quantidades libertadas a partir dos compósitos são significativamente inferiores às observadas no caso das nanoestruturas. Por outro lado observou-se também uma variação das quantidades de fármaco libertadas com os vários tipos de nanoestruturas em análise bem como com os respetivos compósitos. Os ensaios de degradação dos compósitos, permitiram concluir que inicialmente ocorre degradação superficial da matriz polimérica que expõe as nanopartículas mais superficiais ao fluido de libertação. No entanto após esta fase, a degradação é mais lenta e ocorre formação de precipitados de fosfatos de sódio e zinco que também dificultam a libertação uma vez que formam uma camada superficial que conjuntamente com o polímero ainda não degradado aprisiona as nanoestruturas de ZnO no interior da matriz, inibindo o posterior transporte do fármaco para o meio de libertação. Este resultado sugere que deverá ser possível controlar a quantidade de fármaco libertado mediante a manipulação da estrutura química do poliuretano por forma a torna-lo mais degradável. Estudos anteriores já haviam demonstrado que os compósitos PU/ZnO (50% de ZnO) são modelos potencialmente interessantes para terapias que em que se pretenda travar a proliferação celular, como é o caso do tratamento do cancro. Os presentes resultados demonstram que a associação da própria gentamicina a estes sistemas pode ser útil em aplicações como o tratamento de tumores ósseos como osteossarcomas pois poderá ter um efeito local inibitório de micro-organismos. O ibuprofeno poderá ser aplicado em terapias em que se pretenda minimizar o processo inflamatório. Em conclusão, os resultados obtidos sugerem a viabilidade da aplicação dos compósitos de PU/ZnO como sistemas de libertação sustentada de fármacos.