título do resumo

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE MEMBRANAS DE AMIDO E
CELULOSE BACTERIANA COM SULFATO DE CONDROITINA E ESTUDOS
DE LIBERAÇÃO CONTROLADA.
Bárbara Fornaciari (Bolsista Fundação Araucária), Paula Faria-Tischer,
Gizilene Maria de Carvalho, e-mail: [email protected]
Universidade Estadual de Londrina/Departamento de Química/CCE
Área e sub-área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra/Físicoquímica.
Palavras-chave: amido, sulfato de condroitina, cinética de liberação de
fármaco.
Resumo
A liberação controlada de fármacos surge como uma alternativa aos meios de
liberação convencionais, que visam à liberação imediata quando em contato
com o organismo. Este controle tem como objetivo a dosagem destes
fármacos, para que o benefício resultante de sua administração seja o mais
eficiente possível. Em sistemas matriciais como o amido, o fármaco, sulfato de
condroitina (SC), é disperso na matriz polimérica, sendo a taxa de liberação
controlada através da desintegração da matriz. Foram produzidos dois tipos
diferentes de membranas: cinco membranas pelo método casting, e três
membranas pelo método dip-coating. Nas membranas de dip-coating, foi
utilizada como base a celulose bacteriana nativa, que é um polissacarídeo, com
estrutura nanofibrilar. As membranas produzidas foram caracterizadas por
espectroscopia de infra vermelho (FTIR) e a cinética de liberação foi avaliada.
Introdução e objetivo
O amido é um polissacarídeo de reserva energética, presente na forma
granular em tecidos de vegetais, sendo parte da dieta humana (LIMA, 2012),
apresentando biodegradabilidade e não toxicidade. Os polímeros
biodegradáveis são classificados de acordo com a sua origem. Podem ser
provenientes de fontes agrícolas como o amido e celulose, sintetizados por
bactérias como a celulose bacteriana ou derivados de fonte animal, como o
sulfato de condroitina (DEBIAGI et al, 2013).
O estudo da cinética de liberação pode ser realizado para uma matriz
polimérica e o fármaco, através de curvas, obtidas experimentalmente,
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ajustadas aos modelos matemáticos. O uso destes modelos mostra-se muito
útil pois podemos prever e analisar o comportamente da liberação antes
mesmo que seja realizado experimentalmente (DASH, 2010). Considerando a
importância de meios de entrega de fármacos, o objetivo deste trabalho visa
estudar o comportamento desta matriz polimérica de amido e celulose, em
relação ao SC, ajustando esta liberação à um modelo de cinética já existente.
Procedimentos metodológicos
Foram utilizados o amido de mandioca catiônico Superion 150 cedido pelo
Horizonte Amidos, sulfato de condroitina cedido pela Extrasul, Glicerina bidestilada U.S.P.,Synth. O amido catiônico foi, adicionado em água deionizada
na proporção % m/v 1:20 e aquecido à temperatura de 70ºC com agitação
magnética por 30 minutos. A solução de SC foi preparada na mesma
proporção, com agitação manual, sem temperatura. Membranas preparadas
pelo método casting foram obtidas adicionando-se a solução , de amido
catiônico gelatinizado, 2 gotas de glicerina, e a solução de SC com agitação
magnética por 30 minutos, nas composições 70/30, 75/25, 80/20, 85/15 e
90/10 (%v/v), de amido/SC. As membranas obtidas foram designadas de
ASC7030, ASC7525, ASC8020, ASC8515 e ASC9010, respectivamente. As
membranas obtidas pelo método dip-coating, foram produzidas imergindo a
membrana de celulose bacteriana em amido catiônico gelatinizado em água na
proporção 1:20 (m/v) e solução de SC 1:20 (m/v). Foram produzidas
membranas de celulose/amido catiônico/SC pelo processo dip-coating com
uma camada de amido gelatinizado, denominada de ACE, com uma camada
de amido e uma camada de SC, chamada ASCCE-1, e com 5 camadas de
amido e 5 camadas de SC, intercaladas, denominada de ASCCE-5. As
membranas foram secas em estufa FANEM Ltda, à 50ºC por 24 horas. Para o
estudo da cinética de liberação do SC as membranas foram imersas em água
deionizada à 25ºC e alíquotas da solução foram removidas nos tempos de
0,25, 0,50, 1, 2, 4, 6, 8 e 24 horas, e a concentração de SC foi determinada
pela absorbância no comprimento de onda 200 nm, no espectrômetro UV-VIS
Spectrometer Lambda 25, Perkin Elmer. As amostras foram caracterizadas por
espectroscopia de FTIR no Espectrômetro FT-IR Vertex 70, Brucker
Corporation, sendo realizados 10 varreduras para cada amostra, no modo ATR.
Resultados e discussão
Espectroscopia de Infravermelho (FT-IR)
Os espectros das membranas obtidas pelo método casting apresentam bandas
características do amido catiônico e do SC. Observam-se as bandas em 3300
cm-1 (estiramento da ligação O-H), 1640 cm-1 (deformação angular no plano da
ligação N-H de amida em sobreposição com o estiramento da ligação C=O),
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1364 cm-1 (estiramento da vibração S=O do SC) e em 1000 cm -1 (estiramento
da ligação C-N presente no amido catiônico). As bandas da celulose nas
membranas obtidas por dip-coating estão sobrepostas às bandas de amido,
não sendo possível detectar diferenças com relação as bandas presentes nas
membranas casting.
1640
3300
celulose
ASCCE-1
ASCCE-5
1000
ASC7030
ASC7525
3300
ASC8020
Absorbancia (U.A.)
ASC8515
Absorbancia (U.A.)
ASC9010
4000
a)
3000
número de onda (cm-1)
1000
1460
4000
1000
b)
3500
3000
1500
1000
500
número de onda (cm-1)
Figura 1. Espectroscopia de infravermelho para os filmes: (a) casting e (b) dipcoating.
Estudo da Cinética de Liberação do SC
Pela curva de calibração foi obtida a equação A = 0,1914 + 7,465 [SC] com o
valor de R = 0,994. Sendo A, a absorbância e [SC] a concentração de SC em
gL-1. Segundo Korsmeyer et al.(1983), pode-se descrever um modelo de
difusão segundo a equação linearizada:
log (Mt/Meq) = log K + n log t (Equação 1)
onde Mt = [SC] no tempo t , Meq = [SC] no equilíbrio, ou seja, em t = 24 horas.
Com os valores de n e K para cada membrana foi montada a Tabela 1.
Tabela 1 – Valores de n e K para os filmes casting e dip-coating
Filme
n
K
ASC7030
0,12013
0,12840
ASC7525
0,21791
0,02796
ASC8020
0,21977
0,02436
ASC8515
0,17064
0,06328
ASC9010
0,30159
5,532 x 10-3
ASCCE-1
0,08578
0,03281
ASCCE-5
0,07756
0,31332
Fonte: o autor.
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O valor de n caracteriza o modelo de difusão do sistema fármaco/polímero.
Todas as membranas apresentaram valores de n menores que 0,5, o que
implica que a liberação de SC ocorre através de um mecanismo de difusão
Fickiano, segundo Korsmeyer et al. indicando que a difusão foi o principal
mecanismo de liberação.
Conclusão
Com os resultados obtidos das análises FT-IR, pode-se concluir a produção de
filmes com propriedades de seus reagente iniciais. A cinética de liberação
mostrou que o SC é liberado de forma constante entre 0 e e 5h, tanto para as
membranas obtidas via casting como para as membranas produzidas por dipcoating. A quantidade de SC liberada pelas membranas casting é maior que a
quantidade de SC liberada pelas membranas dip-coating. Para as duas
membranas o principal mecanismo de transferência de massa se dá por
difusão segundo a lei de Fick.
Agradecimentos
Agradecimentos às empresas Extrasul e Horizonte Amidos pelos respectivos
reagentes cedidos e à Fundação Araucária.
Referências
DASH, S. et al. Kinetic modeling on drug release from controlled drug delivery
systems. Acta Poloniae Pharmaceutica - Drug Research, v. 67, n.3, p. 217223, 2010.
DEBIAGI, F. et al. Embalagens biodegradáveis de amido reforçadas com fibras
lignocelulósicas provenientes de resíduos agroindustriais. BBR - Biochemistry
and Biotechnology Reports, v. 1, n. 2, p. 57-67, 2013.
KORSMEYER, R.W. et al. Mechanisms of solute release from porous
hidrophilic polymers. International Journal of Pharmaceutics, v. 15, p. 2535, 1983.
LIMA, B.N.B. et al. Estudo do amido de farinhas comerciais comestíveis.
Polímeros, v. 22, n. 5, p. 486-490, 2012.
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