Desenvolvimento de sistemas microestruturados a base de polihidroxialcanoatos para a liberação periodontal do naproxeno

Abstract

Os polihidroxialcanoatos (PHAs) são polímeros amplamente utilizados na indústria farmacêutica por suas características de biodegradabilidade e biocompatibilidade. O poli(3-hidroxibutirato) (P(3HB)) e seu copolímero poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) (P(3HB-co-3HV)) são os mais comuns deste grupo e tem sido extensivamente estudados, visando diversas aplicações como carreadores de fármacos. Desta forma, os PHAs são materiais interessantes para aplicações na área da saúde e farmacêutica como constituinte de formas farmacêuticas de liberação controlada. Como estratégia para controlar a liberação, podem ser empregados diferentes materiais em uma formulação, os quais podem modificar e melhorar as suas propriedades físico-químicas. Neste contexto, o naproxeno (NPX) foi encapsulado em sistemas microestruturados, obtidos a partir de PHAs polihidroxialcanoatos, acetato de celulose e suas blendas, com o intuito de avaliar as propriedades físico-químicas das microesferas e obter um sistema de liberação prolongada para o tratamento da periodontite. Estas microesferas foram então dispersas em gel de poloxamer com o objetivo de para manter as partículas intrabolsa periodontal. A fim de observar o efeito no tamanho e eficiência de encapsulação, a massa molar do P(3HB) foi reduzida por síntese com borohidreto de sódio. O método de emulsão/evaporação do solvente foi empregado no preparo das microesferas de PHA e acetato de celulose nas proporções de 100:0, 50:50 e 0:100, usando clorofórmio e acetona como solventes. Os valores de eficiência de encapsulação e teor variaram de 33,21 - 99,11% e 3,14 - 9,91 mg NPX/100 mg formulação, respectivamente. Partículas esféricas foram obtidas apresentando diâmetro médio entre 6,145 e 16,266 µm. A redução da massa molar do P(3HB) e a adição do acetato de celulose provocaram a redução do diâmetro médio das partículas. As análises por calorimetria exploratória diferencial e difração de raios-X indicaram uma interação entre os componentes da formulação. Os estudos de liberação em fluido salivar simulado mostraram que o aumento da concentração de acetato de celulose nas microesferas levou a uma liberação mais acentuada do naproxeno. Os modelos matemáticos aplicados demonstraram ainda que o mecanismo de liberação do fármaco ocorre principalmente por difusão.

The polyhydroxyalkanoates (PHAs) are polymers widely used in the pharmaceutical industry for its characteristics of biodegradability and biocompatibility. Poly(3-hydroxybutyrate) (P(3HB)) and its copolymer Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (P(3HB-co-3HV)) are the most common of this group and have been extensively studied as drug carriers. In this way, PHAs are interesting materials for applications in both health and pharmaceutical industries as a constituent of controlled release dosage forms. As strategy to control the release, different materials can be used in a formulation which can modify and improve its physicochemical properties. In this context, Naproxen (NPX) was encapsulated in microstructured systems obtained from polyhydroxyalkanoates, cellulose acetate and their blends, in order to evaluate the physical and chemical properties of the microspheres and to obtain a prolonged-release system for the treatment of periodontitis. These microspheres were then dispersed in poloxamer gel in order to keep the particles of the periodontal pocket. In order to observe the effect on size and encapsulation efficiency, the molecular weight of P(3HB) was reduced by synthesis with sodium borohydride. The method of emulsion/solvent evaporation was used to prepare the microspheres of PHA and ethylcellulose in proportions of 100:0, 50:50 and 0:100 (w/w), using chloroform and acetone as solvent. The values of encapsulation efficiency and drug content ranged from 33.21 to 99.11% and 3.14 to 9.91 mg NPX/100 mg formulation, respectively. Spherical particles were obtained with average diameter between 6.145 and 16.266 micrometers. The reduction of the molecular weight of P(3HB) and addition of ethyl cellulose caused a reduction in average particle diameter. Analyses by differential scanning calorimetry and X-ray diffraction indicated an interaction between the components of the formulation. Studies of release in simulated saliva showed that the concentration of cellulose acetate on microspheres resulted in a pronounced release of naproxen. Moreover, mathematical models demonstrated that the mechanism of drug release is predominantly controlled by diffusion.