Estudo da liberação da curcumina incorporada em complexos de polieletrólitos à base de quitosana/carragenanas

Abstract

Os complexos de polieletrólitos (PECs) são amplamente estudados para a incorporação e liberação de fármacos. Para formação de um PEC, utiliza-se ao menos dois polímeros, que devem ser necessariamente um poliânion e um policátion. Diversos fármacos podem ser incorporados nos complexos, sendo que neste trabalho foi utilizada a curcumina, pois possui propriedades farmacológicas e terapêuticas para o tratamento de doenças crônicas, como câncer e diabetes. Porém, a hidrofobicidade da curcumina limita sua eficácia clínica, motivo pelo qual estuda-se a sua incorporação em complexos de polieletrólitos, visando melhorar sua disponibilidade e liberação, potencializando suas atividades farmacológicas. Neste contexto, este trabalho teve como intuito a preparação de dois complexos utilizando quitosana, sendo um deles com iota-carragenana (PEC(ι)) e o outro com a kappa-carragenana (PEC(κ)), ambos com a incorporação de curcumina. Os PECs foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho (FTIR) tanto para os polímeros e quanto para a curcumina, apresentando as bandas características de cada polímero nos PECs, juntamente com uma banda característica da curcumina, demonstrando que a incorporação foi bem-sucedida. Além disso, foi realizada a análise termogravimétrica (TGA) A partir dessa técnica, observou-se que a curcumina é o composto que apresenta maior estabilidade térmica, além de que para ambos os PECs existem dois estágios de perda de massa, o primeiro entre 110°C e 170°C e o segundo na faixa de 175°C a 207°C. Além disso, foi realizado um estudo de liberação da curcumina, este que foi acompanhado por espectrofotometria de ultravioleta visível (UV-Vis). A liberação foi realizada em etanol e em dois fluidos simulados: um fluido gástrico (SGF), com pH de 1,2, e um fluido intestinal (SIF), com pH de 6,6. Os resultados da liberação demonstraram que o modelo cinético que melhor se ajustou às curvas para o PEC(ι) foi o de primeira ordem, de forma que a liberação em SIF (k = 3,34×10-3 min-1) foi 23% mais rápida do que em SGF (k = 2,72×10-3 min-1). Em comparação com ambos os simulados, a velocidade de liberação em etanol foi superior em mais de 30 vezes (k = 1,04×10-1 min-1). Já para o caso do PEC(κ) o modelo que melhor se ajustou às curvas foi o de Korsmeyer-Peppas, sendo que, neste caso, a liberação em SIF foi finalizada em 50 min, mostrando-se muito mais rápida do que em SGF, que durou um total de 5760 min. Dessa forma, o presente trabalho desenvolveu diferentes sistemas (PEC(ι) e PEC(κ)) que apresentaram comportamentos distintos de acordo com cada meio, possibilitando aplicações variadas e demonstrando possibilidades promissoras para aprimorar a biodisponibilidade da curcumina.

Polyelectrolyte complexes (PECs) are widely studied for drug delivery systems. To form a PEC, at least two polymers are used, which must be a polyanion and a polycation. Various medicines can be incorporated into these complexes, and in this work, curcumin was used due to its pharmacological and therapeutic properties for chronic diseases such as cancer and diabetes. However, the hydrophobicity of curcumin limits its clinical efficiency, which is why its incorporation into polyelectrolyte complexes has been studied, intending to improve its availability and release, thus enhancing its pharmacological activities. In this context, this work aimed to prepare two complexes using chitosan, one with iota-carrageenan (PEC(ι)) and the other with kappa-carrageenan (PEC(κ)), both incorporating curcumin. The PECs were characterized by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) with attenuated total reflectance (ATR) for both the polymers and curcumin, showing the characteristic bands of each polymer in the PECs, along with a characteristic band of curcumin, demonstrating successful incorporation. Additionally, thermogravimetric analysis (TGA) and derivative thermogravimetry (DTG) were performed. From this technique, it was observed that curcumin is the compound with the highest thermal stability and that for both PECs there are two stages of mass loss, the first between 110°C and 170°C and the second in the range of 175°C to 207°C. Furthermore, a curcumin release study was conducted, and monitored by ultraviolet-visible spectrophotometry (UV-Vis). The release was carried out in ethanol and in two simulated fluids: a gastric fluid (SGF) with a pH of 1.2 and an intestinal fluid (SIF) with a pH of 6.6. The release results showed that the kinetic model that best fitted the curves for PEC(ι) was the first-order model, with the release in SIF (k = 3.34×10-3 min-1) being 23% faster than in SGF (k = 2.72×10-3 min-1). Compared to both simulated fluids, the release rate in ethanol was over 30 times higher (k = 1.04×10-1 min-1). For PEC(κ), the model that best fitted the curves was the Korsmeyer-Peppas model, in which case release in SIF was completed in 50 minutes, much faster than in SGF, which lasted a total of 5760 minutes. That way, the present work developed different systems (PEC(ι) and PEC(κ)) that showed different behaviors according to each environment, enabling varied applications and demonstrating promising possibilities for improving the bioavailability of curcumin.