Desenvolvimento e caracterização de implante para o tratamento de bexiga hiperativa

Abstract

A bexiga hiperativa é uma condição específica do mau funcionamento do músculo detrusor, que não relaxa especificamente, gerando uma urgência súbita de urinar, mesmo com pequenos volumes de urina presentes na bexiga. Para superar as limitações associadas aos tratamentos convencionais, como baixa biodisponibilidade, efeitos colaterais, baixa aderência e baixa eficácia do tratamento, sistemas de liberação de medicamentos controlados vêm sendo propostos. Dentro desse contexto, o presente trabalho propõe o projeto, fabricação caracterizada e ação de um implante intravesical para o tratamento da patologia da bexiga hiperativa, utilizando Oxibutinina e copolímero de EVA. O trabalho apresenta a fabricação de dispositivos através de duas técnicas de fabricação (extrusão e fabricação aditiva por fabricação por fusão de filamentos, FFF) e uma avaliação em critérios de usabilidade e funcionalidade através de inserção de protótipos em ambiente simulado. Ainda, apresenta uma avaliação das propriedades físico-químicas do material através da caracterização por espectroscopia por infravermelho (FTIR) e calorimetria diferencial de varredura (DSC). Os critérios de segurança e eficácia do dispositivo foram avaliados por meio de ensaios de liberação de fármacos e ensaios mecânicos de flexão e tração. A fabricação por extrusão e fabricação aditiva demonstrou estratégias para a produção de geometrias, onde diversos protótipos foram testados e a presença de fármaco foi confirmada através de ensaios de FTIR, DSC e MEV. Uma liberação de oxibutinina foi verificada com uma liberação acentuada nas primeiras 24 horas, seguida de um perfil descendente, onde a liberação foi de 1,8 e 2,8 mg/dia com período total de liberação de 32 dias. Os ensaios mecânicos apresentaram um aumento na tensão dos corpos de prova em função da adição do fármaco, evidenciando uma alteração na tensão máxima e deformação na ruptura. A dosagem liberada mostrou-se maior do que a usualmente apresentada quando considerada a via de administração oral, mostrando que a otimização do projeto desse implante apresenta potencial de melhorar a qualidade de vida de pacientes com bexiga hiperativa.

Abstract: The overactive bladder is a condition characterized by the malfunction of the detrusor muscle, which does not relax, generating a sudden urge to urinate, even with small volumes of urine present in the bladder. The current treatments available for this pathology consist on conservative approaches and the continuous administration of drugs, which when made by conventional methods has limitations related to the first pass metabolism, bioavailability, severe side effects and low patient adherence to treatments, ultimately leading to low effectiveness. To overcome these limitations, polymeric drug delivery systems are being proposed. Within this context, the present work proposes the project, fabrication and characterization of an intravesical implant for the treatment of the overactive bladder pathology, using EVA copolymer as matrix and oxybutynin as drug. The present work presents the fabrication of devices through two manufacturing techniques (extrusion and additive manufacturing by fused filament fabrication, FFF) and the evaluation of the implants through characterization tests. The usability and functionality were evaluated through simulated insertion of the device/prototype in a bladder model trough a catheter insertion tests in a simulated bladder. The safety and effectiveness of the devices was determined from mechanical testing as well as daily released dosage and release period. The extrusion and additive manufacturing techniques proved to be effective for the production of geometries, where several prototypes were tested. The presence of the drug was confirmed through FTIR, DSC and SEM tests. Drug release assays presented a burst release in the first 24 hours, followed by a descending profile, where the release was 1.8 and 2.8 mg/day with a total release period of 32 days. Mechanical tests demonstrated an increase in the stiffness of the specimens due to the addition of the drug, showing a change in maximum stress and deformation at break. The released dose was higher than that usually presented when considering the oral administration route, showing the optimization of the development of this implant has the potential to improve the quality of life of patients with overactive bladder.