Caracterização dos materiais e estudo do processamento de blendas PHB/PCL na forma de microesferas para aplicação em sistemas de liberação controlada de fármacos

Abstract

Sistemas de liberação modificada de fármacos possibilitam controlar a taxa de liberação das substâncias ativas e direcioná-las aos seus locais de ação evitando outras regiões onde o fármaco exerce toxicidade, dessa forma é possível reduzir a ocorrência de efeitos adversos, o que aumenta a aceitabilidade do tratamento pelo paciente, além de torná-lo mais eficaz. Com o propósito de verificar a possibilidade de utilização do sistema polimérico PHB/PCL (poli(3-hidroxibutirato) / poli(ε‑caprolactona)) em sistemas de liberação controlada, o presente trabalho tem como objetivo preparar filmes poliméricos e microesferas a partir de blendas PHB/PCL compatibilizadas com o copolímero P(HB-co-CL), e caracterizar esses materiais, uma vez que os perfis de liberação associam-se a propriedades físico-químicas inerentes aos materiais que o constituem, através de técnicas de análise térmica, difração de raios-x e microscopia eletrônica de varredura. Com a realização deste trabalho foi possível verificar que a adição do compatibilizante em blendas PHB/PCL(20/80) e PHB/PCL(80/20) é capaz de aumentar a interação entre os componentes poliméricos dos sistemas, favorecendo a obtenção de materiais com propriedades intermediárias às apresentadas pelos homopolímeros. Além disso, verificou-se que o elevado grau de cristalinidade apresentado por determinados materiais poliméricos, que dificulta sua aplicação em sistemas de liberação de fármacos, pode ser alterado por meio de uma simples mistura física entre diferentes polímeros. Tanto através da associação dos polímeros PHB e PCL na forma de blendas quanto pela compatibilização desses materiais com a adição do copolímero à formulação foi possível modificar o perfil de cristalinidade apresentando por esses sistemas poliméricos. Verificou-se que o PCL associado ao copolímero apresentou perfil cristalino muito semelhante ao PCL puro, mas o mesmo evento não foi observado para o PHB compatibilizado, que apresentou menor cristalinidade se comparado ao homopolímero. Em relação às blendas PHB/PCL(20/80) e PHB/PCL(80/20) observou-se menor cristalinidade para estes sistemas se comparados aos homopolímeros puros, no entanto a presença do copolímero em ambas as blendas modifica a cristalinidade aumentando a intensidade de picos cristalinos. Essa alteração de cristalinidade é capaz de influenciar a degradação da matriz polimérica, propriedade que pode ter aplicabilidade na modulação da liberação de ativos em sistemas de liberação controlada. Estes sistemas podem ser desenvolvidos mediante a formulação de microesferas poliméricas e incorporação de ativos em sua matriz. Neste trabalho, pela primeira vez, foi possível obter microesferas a partir de blendas PHB/PCL(80/20) e PHB/PCL(80/20) compatibilizada com o copolímero P(HB-co-CL), que devido às propriedades de biocompatibilidade e biodegradabilidade apresentadas pelos materiais constituintes, representam sistemas promissores para aplicação em sistemas de liberação controlada de fármacos.

ABSTRACT

Modified drug delivery systems allow to control the release rate of active substances and direct them to their action sites avoiding other regions where the drug produces toxic effects, so it is possible to reduce the occurrence of side effects, which increases the acceptability of treatment by the patient, and make it more effective. In order to verify the possibility to use the polymer system PHB/PCL (poly(3- hydroxybutyrate) / poly (ε-caprolactone)) in controlled release systems, the present work aims to prepare polymeric films and microspheres from blends PHB/PCL compatibilized with the copolymer P(HB-co-CL) and characterize these materials, as the release profiles are associated with physico-chemical materials properties, using thermal analysis, x-ray diffraction spectroscopy and scanning electron microscopy. With this work we found that the addition of compatibilizer in blends PHB/PCL(20/80) and PHB/PCL(80/20) is able to increase the interaction between the polymer components of the systems, favoring to obtain materials with properties intermediate to those presented by homopolymers. Furthermore, it was found that the crystallinity degree presented by certain polymeric materials, which makes difficult their application in drug delivery systems, can be changed by a simple physical blend of different polymers. By combining both PHB and PCL polymers as compatibilizing blends of these materials by the copolymer addition to the formulation, was possible to modify the crystallinity profile present in these polymeric systems. It was found that PCL associated with the copolymer showed crystalline profile very similar to pure PCL, but the same event was not observed for the compatibilized PHB , which had lower crystallinity compared to homopolymer. Regarding blends PHB/PCL(20/80) and PHB/PCL(80/20) was observed lower crystallinity for these systems compared to pure homopolymer, however the copolymer presence in the blends modifies both systems increasing crystallinity intensity of crystalline peaks. This change of crystallinity can influence the polymer matrix degradation, a property that may have applicability in modulating the release of drugs in controlled release systems. These systems can be obtained through the development of polymeric microspheres and incorporation of drugs in its matrix. In this work, for the first time , it was possible to obtain microspheres from blends of PHB/PCL(80/20) and PHB/PCL(80/20) associated with the copolymer P(HB-co-CL), which due to the properties of biocompatibility and biodegradability presented by the constituent materials represent promising systems for application in controlled drug release systems.