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Projeto
NanoLaseRelief: Integrating nanotechnologies for pain relief in laser therapy of vascular lesions
Refª: PTDC/SAU-FAR/113100/2009
Orçamento (Total/UTAD): (168.000,00 €; 0,00 €)
Data de início: 01-02-2011
Data de conclusão: 31-01-2014
Programa: PTDC
Investigador responsável: Eliana Maria Barbosa Souto (FECFP)
Equipa da UTAD: Isabel O Neill de Mascarenhas Gaivão
Resumo:
Um problema major associado à terapia laser é a dor reportada pelos doentes. Para reduzir esta queixa, as
abordagem corrente consiste na aplicação de cremes/geles tópicos contendo e.g. analgésicos (Emulgel,Voltaren),
anestésicos (Emla,Solarcaine) tópicos aquando da exposição ao laser. No entanto, é difícil controlar o perfil de
cedência do fármaco a partir destas formulações e, como tem apenas acção superficial, o alívio da dor não é
efectivo. O presente projecto visa o desenvolvimento de uma estratégia inovadora para reduzir a dor provocada
pelo laser no tratamento de lesões congénitas e adquiridas em doentes de diferentes idades. Propomos a criação
de biomateriais inteligentes com propriedades de libertação do fármaco por mecanismos de disparo, activados por
estímulos externos, e.g. laser e calor durante a fototermólise.
O projecto constitui uma abordagem holística convergindo tecnologias de bottom-up (baseadas em nanopartículas
de lípidos sólidos, SLN) e top-down (em nanocamadas de hidrogel, HyN), para a criação de biomateriais
inteligentes destinados ao alívio da dor durante a terapia laser. Propõe-se a encapsulação de analgésicos (não
opioides/opioides) em SLN, que são em seguida formuladas em HyN. Estes HyN são produzidos com polímeros
responsivos ao laser, que ao activar o polímero, este induz a libertação do fármaco das SLN. O desenvolvimento de
HyN responsivos é altamente promissor para a próxima geração de biomateriais inteligentes. O estímulo pode ser
activado externamente (radiação laser) ou internamente (calor resultante do laser), induzindo uma mudança na
estrutura do polímero e consequente cedência do analgésico directamente para a pele (quando não encapsulado
em SLN). No caso do analgésico ser formulado em SLN, a activação do HyN induz o disparo do fármaco da matriz
das SLN com maior controlo do perfil de libertação. As SLN são seleccionadas como vector devido à sua natureza
lipídica, sendo biocompatíveis, biotoleráveis e biodegradáveis (estatuto GRAS ou generally recognized as safe)
apropriadas para diferentes vias de administração. A encapsulação em SLN protege fármacos foto/termolábeis,
aumentando a biodisponibilidade e reduzindo os efeitos adversos.
Abstract:
A major problem encountered by lasertherapy is the pain reported by treated patients, which has been difficult to
ameliorate. To address this problem, current strategies include topical creams/gels containing e.g. analgesics
(Emulgel,Voltaren), anesthetics (Emla,Solarcaine) used under exposure to laser irradiation. However, the ability to
control drug delivery from conventional creams is difficult to achieve and no effective improvement in pain relief is
often observed. The present project deals with the development of a novel successful strategy to ameliorate pain
upon lasertherapy of congenital and acquired lesions in a wide aged range of patients. We propose the
development of smart biomaterials with triggered drug delivery properties which will be activated by external
stimuli, i.e. laser and heat, during photothermolysis.
The project constitutes a holistic approach of converging techniques, where bottom-up approaches (based on solid
lipid nanoparticles, SLN), and top-down methodologies (based on hydrogel nanolayers, HyN), are optimally
combined and merged to develop smart biomaterials to handle pain during lasertherapy. We propose the
encapsulation of (opioids/non-opioids) analgesics in SLN which are further formulated in hydrogel nanolayers
(HyN) for triggered release purposes. Responsive HyN containing drug-loaded SLN are here proposed. These HyN
are composed of polymers responsive to laser radiation, exploiting the triggered release of analgesic from SLN.
The development of smart responsive HyN holds much promise for next generation of biomaterials, which give
unprecedented control over drug dosing and offer the ability to give pulsatile or sustained release modes. The
unifying principle behind triggered drug delivery from a biomaterial is that a stimulus, which may be applied
externally (laser irradiation) or originate within the system itself (heat), induces either a physical change in the
structure of the polymer itself, thereby modulating the rate at which an embedded drug (not encapsulated in SLN)
is directly released from the HyN to the skin, or the stimulus acts directly to induce drug release from SLN to the
HyN , from which the drug subsequently elutes and penetrates the skin. SLN are selected as drug carrier since are
composed of lipid materials, being biocompatible, biotolerable and biodegradable (generally recognized as safe
(GRAS) status) highly suitable for several administration routes. When loaded in SLN, photo/thermolabile drugs
are protected, their bioavailability increases and adverse side effects are minimized.