Development of a poly(L-Lactic acid) based drug release system

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Barbosa, João Alberto Cunha
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1822/41125
Resumo: Dissertação de mestrado em Biofísica e Bionanossistemas
id RCAP_eadec8c60fbe9212ea2f148865d17397
oai_identifier_str oai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/41125
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Development of a poly(L-Lactic acid) based drug release systemDesenvolvimento de um sistema de libertação de fármacos baseado no ácido poli(L-láctico)ZeolitesPoly(L-lactic acid)Molecular modellingControlled releaseMagnetic stimuliZeólitosÁcido poli(L-láctico)Modelação molecularLibertação controladaEstimulo magnéticoCiências Naturais::Ciências BiológicasDissertação de mestrado em Biofísica e BionanossistemasNanomedicine and controllable drug delivery systems have recently initiated their way into therapeutics. Faulty and, many times, ineffective approaches that conventional medicine uses need to be replaced by novel and smart materials that assure that a drug is delivered in the right place, at the right time. Polymeric materials are now widely used to produce drug delivery vehicles with tunable characteristics and, if needed, triggered releases. Although several polymeric materials are already being used to produce drug delivery systems it is, however, necessary to reach an active control of the drug release rate. Hence, the addition of a stimuli-sensitive component to the system that could trigger or increase the drug release rate would be of great interest. Therefore, during this work a polymeric platform containing a drug carrier (zeolite) and a stimuli-sensitive component (Terfenol-D) was developed. Firstly, a theoretical and experimental screening involving different zeolites with different characteristics (structure, crystal size, Si/Al ratio and counter ion) and loading methods with different solvents (hexane, ethanol and acetone) was performed in order to understand their influence in the loading of a model drug – Ibuprofen. Next, preparation of poly(L-lactic acid) membranes was optimized by testing three different polymer concentration. The membranes were prepared by freeze-drying method. Preliminary results from the molecular modelling studies indicated that faujasite and beta polymorph- A structures were the ones allowing a greater displacement of the drug inside the pores. Experimental trials indicated that hexane was the solvent providing greater loadings. From the tested zeolites, the nanosized faujasite (crystal size of ~250nm) was selected due to its complete drug release at 24h. Moreover, membranes prepared with 5(wt/vol.)% presented the best morphological and mechanical characteristics that were maintained after the incorporation of the zeolite and Terfenol-D particles. Comparing the four different drug release systems prepared (loaded zeolites; loaded membranes; membranes with loaded zeolites; and membranes with loaded zeolites and Terfenol-D under magnetic fields) it is clear that the systems present significant differences in the release kinetics and mechanisms. The membranes containing IBU-loaded zeolites appear to present a combination between the release of IBU-loaded membranes and the IBU-loaded zeolites. The release assays with the membranes containing loaded zeolite and Terfenol-D particles confirmed the influence of the applied magnetic fields in the release ratio. When the trigger is applied the Korsmeyer-Peppas model indicates a super case-II transport, indicating that the release of the drug is being driven mostly by a swelling or erosion mechanism, explained by the movement of the magnetostrictive particles when subject to the magnetic field.A nanomedicina e os sistemas de entrega controlada de fármacos iniciaram recentemente a sua utilização terapêutica. Várias práticas utilizadas pela medicina convencional apresentam diversas limitações e são, muitas vezes, ineficazes, sendo necessária a sua substituição por novos materiais que assegurem que um fármaco é entregue no local certo, no momento adequado. Apesar de vários materiais poliméricos serem já utilizados para produzir sistemas de entrega de fármacos com características moduláveis é no entanto necessário ter um controlo ativo da taxa de libertação. Assim, a adição de um componente sensível a um estímulo que pudesse iniciar ou acelerar a libertação seria uma grande vantagem. Deste modo, neste trabalho foi desenvolvida uma plataforma polimérica contendo um veículo no qual o fármaco esta integrado (zeólito) e um componente sensível a campos magnéticos (Terfenol-D). Inicialmente, foi realizado um estudo teórico e experimental envolvendo diversos zeólitos com diferentes características (estrutura, tamanho do cristal, razão Si/Al e contra-ião) e métodos de incorporação do fármaco usando diferentes solventes (hexano, etanol e acetona), de maneira a entender a influência dos diferentes parâmetros na incorporação de um fármaco modelo – ibuprofeno. Seguidamente, foi otimizada a preparação das membranas de ácido poli(L-láctico) para a incorporação dos restantes componentes, tendo sido testadas quatro concentrações de polímero. Os resultados demonstraram que a as estruturas faujasite e beta polimorph-a foram as que apresentaram maior mobilidade para a molécula do fármaco e o hexano mostrou ser o solvente que permite maiores taxas de encapsulação. Dos zeólitos testados, foi selecionado o que apresentava libertação total do seu conteúdo às 24h (faujasite com tamanho de cristal de ~250nm). Os testes às membranas mostraram que a membrana com 5 (m/vol.)% de polímero apresentava as características morfológicas e mecânicas mais adequadas, mantendo-as após a incorporação do zeólito e das partículas de Terfenol-D Comparando as cinéticas de libertação dos quatro sistemas de libertação preparados (zeólitos e membranas carregados; membranas com zeólitos carregados; e membranas com zeólitos carregados e Terfenol-D sob campos magnéticos) claras diferenças são observadas. A libertação de IBU das membranas contendo zeólitos carregados aparenta ser uma combinação das cinéticas de libertação dos zeólitos e das membranas carregados. Os ensaios de libertação com as membranas contendo zeólito e Terfenol- D sob campos magnéticos confirmaram a influência do estímulo na taxa de libertação. O resultado foi um transporte denominado super caso-II, indicando que o mecanismo de libertação é controlado sobretudo pelas variações na matriz polimérica, causada pelo movimento das partículas magnetostritivas.Lanceros-Méndez, S.Ribeiro, Clarisse Marta OliveiraUniversidade do MinhoBarbosa, João Alberto Cunha20152015-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/41125eng201257726info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:08:53Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/41125Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:00:12.972448Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Development of a poly(L-Lactic acid) based drug release system
Desenvolvimento de um sistema de libertação de fármacos baseado no ácido poli(L-láctico)
title Development of a poly(L-Lactic acid) based drug release system
spellingShingle Development of a poly(L-Lactic acid) based drug release system
Barbosa, João Alberto Cunha
Zeolites
Poly(L-lactic acid)
Molecular modelling
Controlled release
Magnetic stimuli
Zeólitos
Ácido poli(L-láctico)
Modelação molecular
Libertação controlada
Estimulo magnético
Ciências Naturais::Ciências Biológicas
title_short Development of a poly(L-Lactic acid) based drug release system
title_full Development of a poly(L-Lactic acid) based drug release system
title_fullStr Development of a poly(L-Lactic acid) based drug release system
title_full_unstemmed Development of a poly(L-Lactic acid) based drug release system
title_sort Development of a poly(L-Lactic acid) based drug release system
author Barbosa, João Alberto Cunha
author_facet Barbosa, João Alberto Cunha
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Lanceros-Méndez, S.
Ribeiro, Clarisse Marta Oliveira
Universidade do Minho
dc.contributor.author.fl_str_mv Barbosa, João Alberto Cunha
dc.subject.por.fl_str_mv Zeolites
Poly(L-lactic acid)
Molecular modelling
Controlled release
Magnetic stimuli
Zeólitos
Ácido poli(L-láctico)
Modelação molecular
Libertação controlada
Estimulo magnético
Ciências Naturais::Ciências Biológicas
topic Zeolites
Poly(L-lactic acid)
Molecular modelling
Controlled release
Magnetic stimuli
Zeólitos
Ácido poli(L-láctico)
Modelação molecular
Libertação controlada
Estimulo magnético
Ciências Naturais::Ciências Biológicas
description Dissertação de mestrado em Biofísica e Bionanossistemas
publishDate 2015
dc.date.none.fl_str_mv 2015
2015-01-01T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/1822/41125
url http://hdl.handle.net/1822/41125
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv 201257726
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799132396947243008

Registros relacionados