Determinação do coeficiente de difusão do maleato de

Departamento
de Engenharia Química e Biológica
Determinação do coeficiente de difusão do
maleato de timolol em lentes de contacto
Dissertação apresentada para a obtenção do grau de Mestre em Processos
Químicos e Biológicos
Autor
Andreia Susana Gomes da Silva
Orientador
Maria Nazaré Coelho Marques Pinheiro
Instituto Superior de Engenharia de Coimbra
Coimbra, Novembro, 2011
Determinação do coeficiente de difusão do maleato de timolol em lentes de contacto
AGRADECIMENTOS
AGRADECIMENTOS
É chegada a altura de agradecer a todas as pessoas que de uma forma ou de outra contribuíram
para a realização deste trabalho. Assim, fica um agradecimento especial:
À Doutora Nazaré Pinheiro, por ter aceite a orientação deste projecto, pelo empenho, atenção
dispensada, disponibilidade, apoio, compreensão e por ser um exemplo de profissional ao
longo dos anos que me acompanhou no bacharelato, na licenciatura e agora no mestrado.
Mais de que um exemplo de profissionalismo foi para mim uma grande referência na
Engenharia Química.
À Doutora Paula Ferreira, à Doutora Helena Gil e à Engenheira Ana Carreira pela
disponibilidade e informação facultada no início deste trabalho.
À Engenheira Martine Costa por mostrar sempre disponibilidade para resolver os obstáculos
que foram surgindo com os equipamentos ao longo da actividade laboratorial.
Ao Doutor Luís Castro, que gentilmente cedeu o espaço laboratorial para o desenvolvimento
de todo este trabalho e, por sempre desempenhar as suas funções profissionais com elevada
qualidade neste anos em que tive oportunidade de o ter como professor.
Gostaria ainda de manifestar o meu agradecimento à minha colega Elsa Ribeiro, pelo apoio e
ajuda prestados ao longo do trabalho experimental e pelos momentos que passamos juntas em
laboratório.
À minha família, mãe, pai e irmão, que sempre me apoiaram e que tanto se orgulham de tudo
o que tenho alcançado com toda a minha dedicação ao longo da minha vida académica.
Uma palavra especial com muito carinho ao José Fidalgo, por me ter apoiado e confortado
nos últimos meses, e por me ter feito acreditar que o impossível é sempre atingível…
A todos, Muito Obrigada!
Andreia Susana Gomes da Silva
i
Determinação do coeficiente de difusão do maleato de timolol em lentes de contacto
RESUMO
RESUMO
Com este trabalho pretendeu-se avaliar a influência da composição da membrana polimérica e
do método de impregnação do fármaco no coeficiente de difusão do maleato de timolol em
lentes de contacto com o metacrilato 2-hidroxietilo (HEMA) como principal componente. Os
hidrogéis foram preparados dissolvendo HEMA em dimetacrilato de etileno glicol (EGDMA),
o reticulante, com ácido metacrílico (MAA), ou com metacrilato de metilo (MMA), na
proporção de 97|3 % (em massa). Os métodos de impregnação do fármaco nas lentes de
contacto obtidas a partir das membranas preparadas foram a oclusão e a imersão (soaking).
Supondo comportamento Fickiano para o processo de difusão do fármaco, o coeficiente de
difusão médio obtido para o maleato de timolol, quando este é impregnado por oclusão, é de
(2,67 0,17) 10-12
, para as lentes HEMA|MAA, e de (2,11 0,33) 10-12
, para as
lentes HEMA|MMA. No que respeita aos coeficientes de difusão obtidos para as
lentes em que o fármaco foi adicionado por soaking, estes apresentaram valores de
(1,52 0,30) 10-12
, para as lentes HEMA|MAA, e de (1,37 0,48) 10-12
, para as
lentes HEMA|MMA.
A implementação do modelo cinético desenvolvido por Korsmeyer e Peppas (1981) mostrou
que o comportamento da libertação do fármaco a partir das lentes de contacto pode ser
considerado Fickiano para todas as lentes HEMA|MAA e, para as lentes HEMA|MMA, só
quando o fármaco é impregnado por oclusão. A difusão do fármaco nas lentes HEMA|MMA,
quando este é incorporado por soaking, apresenta um desvio ao comportamento Fickiano.
A previsão teórica da libertação do fármaco, obtida a partir da aplicação da segunda lei de
Fick para traduzir a difusão da substância activa na lente, permitiu também concluir que o
processo difusional é essencialmente Fickiano. Ligeiros desvios foram observados ao
comportamento Fickiano para as lentes impregnadas com o fármaco por oclusão, durante o
período de libertação entre as 2 e as 15 horas.
Palavras-chave: maleato de timolol, hidrogéis, HEMA, MAA, MMA, difusão Fickiana,
difusão não-Fickiana, coeficiente de difusão
Andreia Susana Gomes da Silva
iii
Determinação do coeficiente de difusão do maleato de timolol em lentes de contacto
ABSTRACT
ABSTRACT
The purpose of the present work was to evaluate the influence of polymeric membrane
composition and method of drug impregnation on timolol maleate diffusivity in contact lenses
with 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) as main component. The hydrogels were prepared
dissolving HEMA in ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA), the crosslinking, with
methacrylic acid (MAA), or methyl methacrylate (MMA), being the monomer proportion of
97|3% (wt %). The contact lenses obtained from the polymeric membranes prepared were
impregnated with drug using two different methods, occlusion and immersion (soaking).
Considering Fickian behavior for drug diffusion process, the mean value obtained for timolol
maleate diffusivity when it is impregnated by occlusion, was (2.67±0.17)×10-12 m2/s, for
lenses HEMA|MAA, and (2.11±0.33)×10-12 m2/s, for lenses HEMA|MMA. When the drug
was added to the lenses by soaking, the mean value of diffusivity obtained was
(1.52±0.30) ×10-12 m2/s, for lenses HEMA|MAA, and (1.37±0.48)×10-12 m2/s, for lenses
HEMA|MMA.
Applying the kinetic model developed by Korsmeyer and Peppas (1981) it was possible to
conclude that the behavior of drug release from contact lenses can be considered Fickian for
all lenses (HEMA|MAA and HEMA|MMA) when the drug is impregnated by occlusion.
According to the same model, drug diffusion in lenses HEMA|MMA when timolol maleate
was incorporated by soaking presents a deviation from Fickian behavior.
The theoretical prediction of drug release was obtained from Fick's second law for diffusion
of the active substance in the lenses. Comparing the predictions with data we concluded also
that the process is essentially Fickian. Slight deviations to Fickian behavior were observed for
lenses impregnated with the drug by occlusion, during the period of the release between 2 and
15 hours.
Keywords: timolol maleate, hydrogels, HEMA, MAA, MMA, Fickian diffusion, non-Fickian
diffusion, diffusion coefficient
Andreia Susana Gomes da Silva
v
ÍNDICE
ÍNDICE
C APÍTULO 1 – INTRODUÇÃO
1.1
Anatomia e Fisiologia do Olho Humano ..................................................................... 3
1.2
Pressão intra-ocular | Glaucoma .................................................................................. 4
1.3
Tratamento do Glaucoma ............................................................................................. 4
1.4
Biodisponibilidade de fármaco no olho humano ......................................................... 6
1.5
Sistemas de Libertação Modificada ............................................................................. 7
1.6
Biomateriais ................................................................................................................. 8
1.7
Polímeros sob a forma de Hidrogéis ............................................................................ 8
1.8
Estudo da libertação controlada de fármaco .............................................................. 10
1.8.1
Libertação controlada por difusão do fármaco ................................................... 10
1.8.2
Libertação controlada por penetração de água ................................................... 11
1.8.3
Libertação controlada por agentes químicos ...................................................... 12
1.9
Difusão de um fármaco no interior de uma matriz polimérica .................................. 12
1.9.1
Difusão Não-Fickiana ......................................................................................... 19
1.10 Modelo cinético para a libertação de um fármaco ..................................................... 20
1.11 Enquadramento da investigação em estudo ............................................................... 22
C APÍTULO 2 – M ATERIAIS E M ÉTODOS
2.1
Reagentes utilizados .................................................................................................. 25
2.2
Substância Activa ...................................................................................................... 26
2.3
Equipamento .............................................................................................................. 27
2.4
Preparação do meio de libertação .............................................................................. 28
2.5
Processo de libertação controlada|Instalação Experimental ...................................... 28
2.6
Método de quantificação do fármaco ......................................................................... 30
2.7
Preparação das membranas poliméricas .................................................................... 31
2.8
Método de impregnação do fármaco ......................................................................... 33
2.9
Método de determinação do coeficiente de difusão e do parâmetro n ....................... 34
2.10 Método da previsão teórica do processo de libertação .............................................. 35
Andreia Susana Gomes da Silva
vii
Determinação do coeficiente de difusão do maleato de timolol em lentes de contacto
C APÍTULO 3 – TRATAMENTO DE RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1
Características da solução de soro fisiológico ........................................................... 39
3.2
Determinação do Comprimento de onda máximo ..................................................... 39
3.3
Estudo da degradação do fármaco ............................................................................. 41
3.4
Recta de calibração para a quantificação do fármaco ............................................... 41
3.5
Características das Membranas poliméricas de HEMA|MAA e de HEMA|MMA ... 42
3.6
Libertação controlada de fármaco ............................................................................. 46
3.7
Determinação do Coeficiente de Difusão .................................................................. 49
3.7.1
3.7.1.1
Lentes de contacto de composição HEMA|MAA....................................... 49
3.7.1.2
Lentes de contacto de composição HEMA|MMA ...................................... 54
3.7.2
3.8
Lentes de contacto impregnadas com fármaco por oclusão ............................... 49
Lentes de contacto impregnadas com fármaco por soaking .............................. 57
3.7.2.1
Lentes de contacto de composição HEMA|MAA....................................... 57
3.7.2.2
Lente de contacto de composição HEMA|MMA ....................................... 60
Determinação do tipo de Difusão .............................................................................. 63
3.8.1
Lentes de contacto de composição HEMA|MAA .............................................. 63
3.8.2
Lentes de contacto de composição HEMA|MMA ............................................. 64
3.9
Previsão teórica do processo de libertação do fármaco ............................................. 66
3.9.1
Lentes de contacto de composição HEMA|MAA .............................................. 66
3.9.2
Lentes de contacto de composição HEMA|MMA ............................................. 67
C APÍTULO 4 – CONCLUSÃO.............................................................................................73
C APÍTULO 5 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................79
ANEXOS
A. Tratamento Estatístico e Erros associados aos resultados experimentais ......................... 85
A1.
Tratamento Estatístico ............................................................................................... 85
A2.
Erros associados ao cálculo de concentrações .......................................................... 85
A3.
Erros associados ao ajuste de uma recta pelo método dos mínimos quadrados ........ 87
A4.
Diagrama de extremos e quartis ................................................................................ 88
viii
ÍNDICE
B. Apresentação de alguns resultados experimentais ............................................................ 90
B1.
Registo das concentrações e absorvâncias para o cálculo da recta de calibração ...... 90
B2.
Registo da massa, do diâmetro e da espessura das lentes de contacto....................... 90
B3.
Determinação dos Coeficientes de Difusão ............................................................... 96
B3.1.
Lentes de Oclusão – HEMA|MAA e HEMA|MMA .......................................... 97
B3.2.
Lentes de Soaking – HEMA|MAA e HEMA|MMA........................................... 99
B4.
Determinação do Parâmetro n.................................................................................. 100
B4.1.
Lentes de composição HEMA|MAA ................................................................ 101
B.4.2.
Lentes de composição HEMA|MMA ............................................................... 103
Andreia Susana Gomes da Silva
ix
Determinação do coeficiente de difusão do maleato de timolol em lentes de contacto
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1-1 - Esquema representativo dos componentes do olho humano.................................. 3
Figura 1-2 – Representação esquemática da difusão de um fármaco num sistema monolítico
(a) e num sistema com uma membrana polimérica (b). ........................................................... 11
Figura 1-3 - Representação esquemática de um sistema onde a libertação é controlada por
penetração de água. .................................................................................................................. 12
Figura 1-4 - Esquema representativo da libertação do fármaco a partir de uma lente de
contacto. ................................................................................................................................... 14
Figura 2-1 – Estrutura química do maleato de timolol. ........................................................... 27
Figura 2-2 - Representação esquemática da instalação usada no estudo da libertação
controlada do maleato de timolol em lentes de contacto. ........................................................ 28
Figura 2-3 - Representação esquemática do molde utilizado durante o processo de
polimerização. .......................................................................................................................... 32
Figura 3-1 - Espectro de absorvância de duas soluções de maleato de timolol (MT) com
concentrações diferentes (utilizado nas membranas HEMA|MAA) e de uma solução aquosa
de NaCl com concentração de 9 mg/mL. ................................................................................. 40
Figura 3-2 - Espectro de absorvância de uma solução de maleato de timolol (MT) com
concentrações diferentes (utilizado nas membranas HEMA|MMA) e de uma solução aquosa
de NaCl com concentração de 9 mg/mL. ................................................................................. 40
Figura 3-3 - Espectros de absorvância da solução de maleato de timolol (0,07 mg/mL) à
temperatura de 60 °C, para diferentes períodos de tempo. ...................................................... 41
Figura 3-4 - Recta de calibração para o maleato de timolol usado nas membranas
HEMA|MAA (λmáx = 292 nm). ................................................................................................ 42
Figura 3-5 - Recta de calibração para o maleato de timolol usado nas membranas
HEMA|MMA (λmáx = 293 nm)................................................................................................. 42
Figura 3-6 - Perfil de libertação do maleato de timolol para as lentes 1 e 2 com a composição
HEMA|MAA impregnadas com o fármaco por oclusão. ......................................................... 46
Figura 3-7 - Fracção de fármaco libertado em função do tempo para duas lentes HEMA|MAA,
onde o maleato de timolol foi incorporado por oclusão........................................................... 47
Figura 3-8 - Evolução da absorvância do meio de libertação com o tempo (para λmáx = 292
nm) para ensaios com lentes brancas e lentes com fármaco incorporado por oclusão e soaking
(composição das lentes HEMA|MAA). ................................................................................... 48
x
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 3-9 - M/M∞ versus t1/2 para 5 lentes HEMA|MAA diferentes onde o fármaco foi
incorporado por oclusão (M∞ igual à massa libertada ao fim de 24 horas). ............................. 50
Figura 3-10 - Diagrama de extremos e quartis incluindo as barreiras de outliers para os
coeficientes de difusão obtidos com as lentes HEMA|MAA impregnadas com o fármaco por
oclusão. ..................................................................................................................................... 52
Figura 3-11 - Representação gráfica dos valores do coeficiente de difusão do maleato de
timolol em 4 lentes de composição HEMA|MAA, com fármaco incorporado por oclusão, e do
valor médio correspondente com os respectivos erros associados. .......................................... 53
Figura 3-12 - M/M∞ versus t1/2 para 5 lentes HEMA|MMA diferentes onde o fármaco foi
incorporado por oclusão ........................................................................................................... 54
Figura 3-13 - Diagrama de extremos e quartis incluindo as barreiras de outliers para os
coeficientes de difusão com as lentes HEMA|MMA impregnadas com o fármaco por oclusão.
.................................................................................................................................................. 56
Figura 3-14 - Representação gráfica dos valores do coeficiente de difusão do maleato de
timolol em 4 lentes de contacto com composição HEMA|MMA, com fármaco incorporado
por oclusão, e do valor médio correspondente com os respectivos erros associados. .............. 56
Figura 3-15 - M/M∞ versus t1/2 para 5 lentes HEMA|MAA diferentes onde o fármaco foi
incorporado por soaking. .......................................................................................................... 58
Figura 3-16 - Representação gráfica dos valores do coeficiente de difusão do maleato de
timolol em 5 lentes de contacto com composição HEMA|MAA, com fármaco incorporado por
soaking, e do valor médio correspondente com os respectivos erros associados. .................... 59
Figura 3-17 - M/M∞ versus t1/2 para 5 lentes HEMA|MMA diferentes onde o fármaco foi
incorporado por soaking. .......................................................................................................... 60
Figura 3-18 - Representação gráfica dos valores do coeficiente de difusão do maleato de
timolol em 5 lentes de contacto com composição HEMA|MMA, com fármaco incorporado
por soaking, e do valor médio correspondente com os respectivos erros associados. ............. 61
Figura 3-19 - Diagrama de extremos e quartis com as barreiras de outliers para os coeficientes
de difusão obtidos com os dois tipos de lentes (HEMA|MAA e HEMA|MMA) e para os dois
tipos de impregnação de fármaco (oclusão e soaking). ............................................................ 62
Figura 3-20 - Log M/M∞ versus log t para as 5 lentes de contacto de composição
HEMA|MAA impregnadas com fármaco por oclusão. ............................................................ 63
Figura 3-21 - Log M/M∞ versus log t para as 5 lentes de contacto de composição
HEMA|MAA impregnadas com fármaco por soaking. ............................................................ 63
Andreia Susana Gomes da Silva
xi
Determinação do coeficiente de difusão do maleato de timolol em lentes de contacto
Figura 3-22 - Log M/M∞ versus Log t para as 5 lentes de contacto de composição
HEMA|MMA impregnadas com fármaco por oclusão. ........................................................... 65
Figura 3-23 - Log M/M∞ versus Log t para as 5 lentes de contacto de composição
HEMA|MMA impregnadas com fármaco por soaking. ........................................................... 65
Figura 3-24 - M/M∞ versus t previsto teoricamente e obtido experimentalmente, para a lente 1
de composição HEMA|MAA impregnada com fármaco por oclusão. .................................... 67
Figura 3-25 - M/M∞ versus t previsto teoricamente e obtido experimentalmente, para a lente 1
de composição HEMA|MAA impregnada com fármaco por soaking. .................................... 67
Figura 3-26 - M/M∞ versus t previsto teoricamente e obtido experimentalmente, para a lente 1
de composição HEMA|MMA impregnada com fármaco por oclusão. .................................... 68
Figura 3-27 - M/M∞ versus t previsto teoricamente e obtido experimentalmente, para a lente 1
de composição HEMA|MMA impregnada com fármaco por soaking. ................................... 68
Figura A-1 - Esquema representativo de um diagrama de extremos e quartis. ....................... 88
Figura B-1 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 1 de composição HEMA|MAA com fármaco
incorporado por oclusão. .......................................................................................................... 97
Figura B-2 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 2 de composição HEMA|MAA com fármaco
incorporado por oclusão. .......................................................................................................... 97
Figura B-3 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 3 de composição HEMA|MAA com fármaco
incorporado por oclusão. .......................................................................................................... 97
Figura B-4 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 4 de composição HEMA|MAA com fármaco
incorporado por oclusão. .......................................................................................................... 97
Figura B-5 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 5 de composição HEMA|MAA com fármaco
incorporado por oclusão. .......................................................................................................... 97
Figura B-6 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 1 de composição HEMA|MMA com fármaco
incorporado por oclusão. .......................................................................................................... 98
Figura B-7 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 2 de composição HEMA|MMA com fármaco
incorporado por oclusão. .......................................................................................................... 98
Figura B-8 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 3 de composição HEMA|MMA com fármaco
incorporado por oclusão. .......................................................................................................... 98
Figura B-9 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 4 de composição HEMA|MMA com fármaco
incorporado por oclusão. .......................................................................................................... 98
Figura B-10 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 5 de composição HEMA|MMA com fármaco
incorporado por oclusão. .......................................................................................................... 98
xii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura B-11 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 1 de composição HEMA|MAA com fármaco
incorporado por soaking. .......................................................................................................... 99
Figura B-12 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 2 de composição HEMA|MAA com fármaco
incorporado por soaking. .......................................................................................................... 99
Figura B-13 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 3 de composição HEMA|MAA com fármaco
incorporado por soaking. .......................................................................................................... 99
Figura B-14 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 4 de composição HEMA|MAA com fármaco
incorporado por soaking. .......................................................................................................... 99
Figura B-15 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 5 de composição HEMA|MAA com fármaco
incorporado por soaking. .......................................................................................................... 99
Figura B-16 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 1 de composição HEMA|MMA com fármaco
incorporado por soaking. ........................................................................................................ 100
Figura B-17 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 2 de composição HEMA|MMA com fármaco
incorporado por soaking. ........................................................................................................ 100
Figura B-18 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 3 de composição HEMA|MMA com fármaco
incorporado por soaking. ........................................................................................................ 100
Figura B-19 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 4 de composição HEMA|MMA com fármaco
incorporado por soaking. ........................................................................................................ 100
Figura B-20 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 5 de composição HEMA|MMA com fármaco
incorporado por soaking. ........................................................................................................ 100
Figura B-21 - Log M/M∞ versus log t para a lente 1 de composição HEMA|MAA
impregnadas com fármaco por oclusão. ................................................................................. 101
Figura B-22 - Log M/M∞ versus log t para a lente 2 de composição HEMA|MAA
impregnadas com fármaco por oclusão. ................................................................................. 101
Figura B-23 - Log M/M∞ versus log t para a lente 3 de composição HEMA|MAA
impregnadas com fármaco por oclusão. ................................................................................. 101
Figura B-24 - Log M/M∞ versus log t para a lente 4 de composição HEMA|MAA
impregnadas com fármaco por oclusão. ................................................................................. 101
Figura B-25 - Log M/M∞ versus log t para a lente 5 de composição HEMA|MAA
impregnadas com fármaco por oclusão. ................................................................................. 101
Figura B-26 - Log M/M∞ versus log t para a lente 1 de composição HEMA|MAA
impregnadas com fármaco por soaking. ................................................................................. 102
Figura B-27 - Log M/M∞ versus log t para a lente 2 de composição HEMA|MAA
impregnadas com fármaco por soaking. ................................................................................. 102
Andreia Susana Gomes da Silva
xiii
Determinação do coeficiente de difusão do maleato de timolol em lentes de contacto
Figura B-28 - Log M/M∞ versus log t para a lente 3 de composição HEMA|MAA
impregnadas com fármaco por soaking. ................................................................................ 102
Figura B-29 - Log M/M∞ versus log t para a lente 4 de composição HEMA|MAA
impregnadas com fármaco por soaking. ................................................................................ 102
Figura B-30 - Log M/M∞ versus log t para a lente 5 de composição HEMA|MAA
impregnadas com fármaco por soaking. ................................................................................ 102
Figura B-31 - Log M/M∞ versus log t para a lente 1 de composição HEMA|MMA
impregnadas com fármaco por oclusão. ................................................................................. 103
Figura B-32 - Log M/M∞ versus log t para a lente 2 de composição HEMA|MMA
impregnadas com fármaco por oclusão. ................................................................................. 103
Figura B-33 - Log M/M∞ versus log t para a lente 3 de composição HEMA|MMA
impregnadas com fármaco por oclusão. ................................................................................. 103
Figura B-34 - Log M/M∞ versus log t para a lente 4 de composição HEMA|MMA
impregnadas com fármaco por oclusão. ................................................................................. 103
Figura B-35 - Log M/M∞ versus log t para a lente 5 de composição HEMA|MMA
impregnadas com fármaco por oclusão. ................................................................................. 103
Figura B-36 - Log M/M∞ versus log t para a lente 1 de composição HEMA|MMA
impregnadas com fármaco por soaking. ................................................................................ 104
Figura B-37 - Log M/M∞ versus log t para a lente 2 de composição HEMA|MMA
impregnadas com fármaco por soaking. ................................................................................ 104
Figura B-38 - Log M/M∞ versus log t para a lente 3 de composição HEMA|MMA
impregnadas com fármaco por soaking. ................................................................................ 104
Figura B-39 - Log M/M∞ versus log t para a lente 4 de composição HEMA|MMA
impregnadas com fármaco por soaking. ................................................................................ 104
Figura B-40 - Log M/M∞ versus log t para a lente 5 de composição HEMA|MMA
impregnadas com fármaco por soaking. ................................................................................ 104
xiv
ÍNDICE DE TABELAS
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 1-1 - Medicamentos usados no tratamento do glaucoma. (Fonte: (Infarmeda, 2010))... 5
Tabela 1-2 - Alguns biomaterias utilizados e suas aplicações em oftalmologia, (Brent, 2008). 8
Tabela 1-3 - Valores do parâmetro n para os mecanismos de libertação e para diferentes
geometrias (Coelho, 2007). ...................................................................................................... 22
Tabela 2-1 - Reagentes orgânicos utilizados na preparação das membranas poliméricas e
respectivas informações de rotulagem. ..................................................................................... 25
Tabela 2-2 - Características de rotulagem do cloreto de sódio................................................. 26
Tabela 2-3 - Informações de rotulagem do maleato de timolol usado. .................................... 27
Tabela 2-4 - Equipamento utilizado no decorrer da actividade experimental. ......................... 27
Tabela 2-5 - Quantidade de cada composto orgânico a pesar para a obtenção das membranas
poliméricas, tendo como base 10 g de solução. ........................................................................ 33
Tabela 3-1 - Quantidades pesadas de cloreto de sódio, concentração e pH das soluções de soro
fisiológico preparadas no decorrer da actividade experimental. .............................................. 39
Tabela 3-2 - Valores dos declives e ordenadas na origem das rectas de calibração e seus erros
associados. ................................................................................................................................ 42
Tabela 3-3 - Massa dos compostos orgânicos usados na preparação das membranas
poliméricas de HEMA|MAA e HEMA|MMA. ........................................................................ 43
Tabela 3-4 - Massa das membranas poliméricas e das respectivas lentes de contacto cortadas.
.................................................................................................................................................. 43
Tabela 3-5 - Massa, diâmetro e espessura médias das lentes de contacto com as composições
HEMA|MAA e HEMA|MMA. ................................................................................................. 44
Tabela 3-6 - Massa de fármaco inserido nas membranas poliméricas por oclusão e respectiva
massa de fármaco por lente e por massa de lente. .................................................................... 44
Tabela 3-7 - Variação da massa de maleato de timolol durante a impregnação do fármaco nas
lentes de contacto HEMA|MAA e HEMA|MMA e respectivas massas absorvidas pelas lentes.
.................................................................................................................................................. 45
Tabela 3-8 – Declive da recta ajustada à curva Mt/M∞ versus t1/2, para três períodos de tempo
diferentes, para as 5 lentes de contacto HEMA|MAA com fármaco incorporado por oclusão.
.................................................................................................................................................. 51
Tabela 3-9 - Coeficientes de difusão do maleato de timolol paras as 5 lentes de contacto
HEMA|MAA incorporadas com fármaco por oclusão e respectivos erros associados. ........... 52
Andreia Susana Gomes da Silva
xv
Tabela 3-10 - Declive da recta obtida pela representação gráfica Mt/M∞ versus t1/2,
coeficientes de difusão do fármaco e respectivos erros associados para as lentes de contacto
HEMA|MMA impregnadas com maleato de timolol por oclusão. .......................................... 55
Tabela 3-11 - Declive da recta ajustada à curva Mt/M∞ versus t1/2, coeficiente de difusão do
fármaco e respectivos erros associados para as lentes de contacto HEMA|MAA impregnadas
com maleato de timolol por soaking. ....................................................................................... 58
Tabela 3-12 - Declive da recta ajustada à curva Mt/M∞ versus t1/2, coeficientes de difusão do
fármaco obtidos e respectivos erros associados para as lentes de contacto HEMA|MMA
impregnadas com maleato de timolol por soaking................................................................... 60
Tabela 3-13 - Parâmetro n para as lentes de contacto com a composição HEMA|MAA e
respectivos erros associados..................................................................................................... 64
Tabela 3-14 - Parâmetro n para as lentes de contacto com a composição HEMA|MMA e
respectivos erros associados..................................................................................................... 65
Tabela A-1 - Variáveis fulcrais para a média, quando o desvio padrão da amostra é
desconhecido. ........................................................................................................................... 85
Tabela B-1 - Concentrações, erros associados e respectivas absorvâncias, para o comprimento
de onda indicado, das soluções padrão de maleato de timolol................................................. 90
Tabela B-2 - Massa, diâmetro e espessura das lentes de contacto com a composição
HEMA|MAA. ........................................................................................................................... 91
Tabela B-3 - Massa, diâmetro e espessura das lentes de contacto com a composição
HEMA|MMA. .......................................................................................................................... 93
xvi
Determinação do coeficiente de difusão do maleato de timolol em lentes de contacto
SIMBOLOGIA E ABREVIATURAS
SIMBOLOGIA
Absorvância
Espessura da célula
Concentração do soluto
(o fármaco)
Concentração inicial de fármaco na lente
Concentração de fármaco na superfície da lente
Variável adimensional para a concentração do soluto
Coeficiente de difusão
Absortividade
Semi-espessura da lente
Espessura da lenta
ou
Massa de fármaco libertado até ao instante
Massa de fármaco libertado para um tempo infinito
Parâmetro que caracteriza o processo de difusão do fármaco
Quantidade da substância
área
difundida por unidade de tempo e por unidade de
Tempo
Variável adimensional para o tempo
Direcção da transferência de massa
Variável adimensional para a distância
ABREVIATURAS
AIBN
α,α’ – Azoisobutironitrilo
EGDMA
Dimetacrilato de etileno glicol
HEMA
Metacrilato 2-hidroxietilo
INFARMED Autoridade Nacional do Medicamento e Produtos de Saúde I. P.
MAA
Ácido metacrílico
MEHQ
Monometil éter da hidroquinona
MMA
Metacrilato de metilo
UV/VIS
Ultravioleta/Vísivel
Andreia Susana Gomes da Silva
xvii
Capítulo 1
Introdução
Capítulo 1
1 INTRODUÇÃO
O desenvolvimento de novos medicamentos envolve mais do que a síntese de substâncias que
apresentam um efeito específico no organismo. A indústria farmacêutica deve também
considerar como é que as substâncias activas podem ser transportadas para os locais
apropriados do organismo, onde devem ser libertadas de modo a exercerem o respectivo
efeito terapêutico.
1.1
ANATOMIA E FISIOLOGIA DO OLHO HUMANO
A capacidade de detectar e interpretar luz e imagens forma um sistema de alta complexidade
denominado visão. A visão representa um dos cinco sentidos que conferem a inúmeros seres
vivos, nomeadamente ao Homem, a capacidade de percepcionarem e se relacionarem com o
que acontece no Mundo que os rodeia.
Responsável por proporcionar o sentido da visão, o olho humano representa um complexo
sistema óptico, sendo o nervo óptico capaz de detectar luz e transformar essa percepção em
impulsos eléctricos, a serem processados e interpretados a nível cerebral. Este órgão (Figura
1-1), na idade adulta possui um diâmetro anteroposterior de aproximadamente 24
12
e
de largura, sendo uma esfera ligeiramente assimétrica (Batista, 2007; Rouxinol,
2009).
O
olho
humano
é
constituído,
fundamentalmente, por dois segmentos, um
anterior e um posterior. O segmento anterior é
formado pela córnea, íris, corpo ciliar, humor
aquoso e cristalino. Por outro lado, o segmento
posterior
é
composto
por
uma
cavidade
preenchida pelo humor vítreo rodeada pela
Figura 1-1 - Esquema representativo dos componentes
do olho humano.
(Adaptado de (Batista, 2007))
esclerótica, coróide e retina.
O humor aquoso é um fluido ocular transparente
produzido e reabsorvido continuamente pelo corpo ciliar e localizado entre a córnea e o
cristalino onde flui livremente, enquanto o humor vítreo é uma massa gelatinosa mantida
unida graças a uma fina rede fibrilar constituída por grandes moléculas de proteoglicanos. Do
Andreia Susana Gomes da Silva
3
INTRODUÇÃO
equilíbrio entre a formação do humor aquoso e a sua reabsorção resulta o volume total e a
pressão intra-ocular (Cordeiro, 2007; Fonseca, 2003).
1.2
PRESSÃO INTRA-OCULAR | GLAUCOMA
O nível da pressão intra-ocular é determinado em função da resistência do fluxo do humor
aquoso na câmara anterior. O desequilíbrio entre a produção e a drenagem do humor aquoso
no olho leva ao aumento da pressão intra-ocular, provocando a compressão do nervo óptico.
A hipertensão ocular é um conceito utilizado para descrever a situação em que a pressão intra-ocular atinge um valor acima do normal, que é de 21
.
A pressão intra-ocular permite diagnosticar e controlar muitas patologias oculares, incluindo
os diversos tipos de glaucoma. Actualmente, o glaucoma é considerado como uma neuropatia
óptica em que a pressão intra-ocular é o seu maior factor de risco e não a sua única e
exclusiva causa (Sakata, et al., 2000).
A forma mais comum de glaucoma é designada por glaucoma primário de ângulo aberto. O
glaucoma primário de ângulo aberto é caracterizado por não apresentar sintomas perceptíveis
ao Homem até que a doença esteja em estado avançado. A pressão danifica lentamente o
nervo óptico com o passar do tempo. Este tipo de glaucoma afecta os dois olhos, mas os sinais
podem ser observados primeiro em apenas um dos olhos.
Outra variante de glaucoma que ocorre com alguma frequência é o glaucoma de ângulo
fechado. Neste tipo de glaucoma, a pressão intra-ocular aumenta de forma muito rápida e os
sinais aparecem repentinamente. Pode ocorrer perda permanente da visão em apenas um dia,
sendo portanto, de todo o interesse encontrar um tratamento médico de forma imediata
(Fonseca, 2003; Mount Carmel Health, 2007).
1.3
TRATAMENTO DO GLAUCOMA
Os medicamentos oftalmológicos têm um papel importante no tratamento do glaucoma. A via
medicamentosa é frequentemente considerada como primeira linha no tratamento do
glaucoma, e na maioria dos pacientes a medicação pode controlar a doença (Law, et al.,
2008).
4
Capítulo 1
Os fármacos utilizados no tratamento clínico do glaucoma têm como objectivo a diminuição
da produção de humor aquoso ou o aumento da drenagem do mesmo, de modo a diminuir a
pressão intra-ocular. Frequentemente, é utilizada uma combinação de vários medicamentos
para reduzir adequadamente a pressão intra-ocular.
Uma das vias de administração do medicamento de grande interesse no tratamento do
glaucoma é a via tópica, onde o fármaco é aplicado directamente no local afectado, usando
colírios. Os colírios são a primeira escolha para a diminuição da pressão intra-ocular. Outras
duas vias de tratamento da doença de glaucoma são usadas: a utilização de laser para certos
tipos de glaucoma e a cirurgia para casos avançados em que o uso de colírios não torna
reversível a pressão intra-ocular.
Segundo o Infarmed (Autoridade Nacional do Medicamento e Produtos de Saúde I.P.) para o
tratamento farmacológico do glaucoma recorre-se a fármacos mióticos, simpaticomiméticos,
bloqueadores beta, análogos de prostaglandinas, inibidores da anidrase carbónica e diuréticos
osmóticos (Infarmed, 2010).
As classes dos fármacos enunciadas anteriormente são caracterizadas por aumentar a
drenagem ou inibirem a produção do humor aquoso, diminuindo desta forma a pressão intra-ocular. Na Tabela 1-1 apresenta-se o princípio activo utilizado para cada uma das classes de
fármacos no tratamento do glaucoma.
Tabela 1-1 - Medicamentos usados no tratamento do glaucoma. (Fonte: (Infarmed, 2010))
Classe de fármacos
Mióticos
Simpaticomiméticos
Bloqueadores beta
Análogos das prostaglandinas
Andreia Susana Gomes da Silva
Princípio activo
Aceclidina
Pilocarpina
Adrenalina
Apraclonidina
Brimonidina
Clonidina
Dipiverfina
Betaxolol
Carteolol
Levobunolol
Metipranolol
Timolol
Latanoprost
Travoprost
Bimatoprost
5
INTRODUÇÃO
Classe de fármacos
Inibidores de anidrase carbónica
Diuréticos osmóticos
Princípio activo
Acetazolamida
Brinzolamida
Dorzolamida
Manitol
Glicerol
De acordo com a estatística do medicamento apresentado pelo Infarmed em 2009, os
medicamentos utilizados no Serviço Nacional de Saúde em Portugal para o tratamento do
glaucoma, com maior quota de mercado, são a latanoprost, o timolol e a dorzolamida
(Infarmed, 2009).
1.4
BIODISPONIBILIDADE DE FÁRMACO NO OLHO HUMANO
Os medicamentos usados em afecções oculares podem ser administrados por via sistémica
(não local) ou por via tópica. Por via sistémica, o acesso dos fármacos ao olho é dificultado
por várias barreiras biológicas, requerendo doses mais elevadas. Esta via de administração
inclui a aplicação do fármaco por nebulização, injecção e comprimidos. Outras formas de
administração, como a injecção subconjuntival, a injecção retrobulbar ou os sistemas oculares
de cedência prolongada, são recursos disponíveis quando se pretendem níveis intra-oculares
superiores aos obtidos pela via tópica.
Tal como foi referido anteriormente, os fármacos usados por via tópica são administrados sob
a forma de colírios (preparações líquidas), géis ou pomadas oftálmicas que são aplicadas no
fundo dos sacos conjuntivais. A administração de medicamentos por via tópica é considerada
a via mais popular e bem aceite no tratamento de várias afecções oculares. A
biodisponibilidade dos fármacos é, contudo, reduzida devido à eficiência dos mecanismos do
olho; grande parte do fármaco é perdida devido à drenagem lacrimal e à absorção sistémica. A
deficiente biodisponibilidade dos fármacos por via tópica exige que o número de aplicações
diárias aumente de modo a manter o nível terapêutico desejado (Ludwid, 2005).
Ao longo dos anos a tecnologia farmacêutica tem vindo a transformar as substâncias activas
em medicamentos facilmente administrados e que proporcionam uma resposta terapêutica
adequada.
6
Capítulo 1
1.5
SISTEMAS DE LIBERTAÇÃO MODIFICADA
O desenvolvimento de sistemas de libertação controlada revolucionou o uso de administração
de fármacos, na medida em que tornou possível prolongar a acção do fármaco, diminuindo a
frequência das doses.
A libertação controlada de fármacos tem como objectivo principal o controlo temporal e
espacial, in vivo, da concentração de fármacos, para que o benefício clínico da administração
destes seja maximizado e os efeitos adversos minimizados. Este tipo de libertação implica a
associação, química ou física, dos fármacos com materiais biocompatíveis em sistemas que,
quando administrados in vivo, tenham a capacidade de:

controlar, de forma pré-determinada, a taxa de libertação do fármaco a partir desse
mesmo sistema;

conduzir o fármaco até ao sítio específico em que este deve actuar.
Materiais de natureza lipídica, inorgânica e polimérica têm sido utilizados como suportes para
os sistemas de libertação modificada. Dos materiais enumerados, os materiais poliméricos são
os mais investigados nos últimos anos (Coimbra, 2010; Amaral, 2003).
Um dos principais objectivos da utilização de sistemas de libertação de fármacos para
aplicações oftalmológicas é, precisamente, manter os níveis de fármaco na gama terapêutica,
reduzir efeitos secundários, diminuir a quantidade de fármaco utilizado para valores que
correspondam ao estritamente necessário e diminuir o número de administrações. Por outro
lado, pretende-se que estes sistemas apenas actuem numa área restrita, não reagindo com os
tecidos e/ou órgãos adjacentes, contrariamente à terapia ocular convencional, que se baseia na
aplicação de fármacos, sob a forma de gotas, sobre o olho para uma acção superficial ou mais
interior. Dadas todas as dificuldades apresentadas, tem sido feita muita investigação no
sentido de desenvolver sistemas de administração de fármacos para aplicações oftalmológicas,
de forma a possibilitarem uma libertação controlada, num período de tempo adequado para
cada patologia.
A libertação controlada de fármacos representa uma das áreas mais estudadas na ciência dos
biomateriais.
Andreia Susana Gomes da Silva
7
INTRODUÇÃO
1.6
BIOMATERIAIS
Um biomaterial é definido como sendo um produto farmacologicamente inerte que irá
interagir com os sistemas e fluidos biológicos. De acordo com a definição clássica de
biomaterial, este é parte de um sistema que trate, aumente ou substitua qualquer tecido, órgão
ou função do corpo (Brent, 2008).
O critério de selecção de um biomaterial baseia-se, principalmente, na aplicação a que se
destina. As propriedades físicas, químicas e mecânicas devem ser avaliadas na escolha dos
materiais, tais como a fadiga, resistência, taxa de permeação, rugosidade, bioactividade,
(bio)estabilidade, entre outras.
Uma das propriedades mais importantes dos biomateriais é a sua habilidade de desempenhar
uma função com uma resposta tecidual e biológica apropriada dentro da aplicação específica a
que se destina. A esta interacção do material com o organismo biológico chama-se
biocompatibilidade (Brent, 2008; Cunha, 2008).
No que respeita aos diferentes tipos de materiais usados como biomateriais encontram-se os
metais, polímeros, cerâmicos, compósitos, entre outros. Os materiais poliméricos são os mais
utilizados na área da medicina, em particular em oftalmologia. A Tabela 1-2 descreve alguns
biomateriais aplicados em oftalmologia.
Tabela 1-2 - Alguns biomaterias utilizados e suas aplicações em oftalmologia, (Brent, 2008).
Dispositivo
Prótese da córnea
Lentes intra-oculares
1.7
Função
Prover um caminho óptico
para a retina
Correcção de problemas
causados por cataratas
Composição
Poli(metacrilato de metilo);
Hidrogel
Lentes de Poli(metacrilato de
metilo), nylon, polipropileno
POLÍMEROS SOB A FORMA DE HIDROGÉIS
Em química orgânica, os hidrogéis são considerados polímeros, pois são moléculas de
elevado peso molecular formadas por unidades moleculares que se repetem, moléculas essas
que se denominam por monómeros.
Da polimerização de um só tipo de monómero resulta a formação de um homopolímero. No
entanto, se a polimerização for efectuada com dois ou mais monómeros, o polímero resultante
é denominado por copolímero.
8
Capítulo 1
Quanto ao método de preparação dos polímeros, pode ter-se uma polimerização por
condensação ou uma polimerização por adição.
A polimerização por condensação consiste na formação de uma macromolécula a partir de
monómeros difuncionais que reagem entre si, com eliminação de água ou de outras moléculas
que não participam em reacções posteriores. As proteínas, os polissacarídeos e os ácidos
nucléicos são exemplos de polímeros de condensação.
Os polímeros de adição são obtidos a partir de compostos insaturados, os quais contêm
principalmente ligações
. A polimerização envolve a ruptura da ligação dupla, não
havendo libertação de nenhuma molécula. Este tipo de polimerização necessita de agentes
iniciadores para desencadear a reacção de polimerização. Por vezes, também são usados
agentes reticulantes, de modo a que o grau de reticulação do polímero aumente. A
polimerização de cloreto de vinilo e dos acrilatos são exemplos de polímeros de adição (Lapa,
2008).
A síntese do poli(metacrilato de hidroxietilo) realizada por Withterle e Lim em 1960, é
considerada o começo da pesquisa moderna do hidrogel. Desde então, o progresso nas
sínteses e nas aplicações dos hidrogéis tem sido considerável. Uma das áreas em que os
hidrogéis são mais utilizados é a oftalmologia, onde são usados como matriz polimérica para
libertação controlada de fármacos (Ghanem, et al., 2008).
Os hidrogéis podem ser descritos como sendo polímeros hidrofílicos, com cadeias mais ou
menos reticuladas, e com a capacidade de absorver e reter uma grande quantidade de água
sem perder, no entanto, a sua estrutura tridimensional, ou seja, sem se dissolverem
(Malmonge, et al., 1997).
Devido à grande percentagem de água retida por estes materiais, os hidrogéis em equilíbrio
num sistema aquoso apresentam algumas propriedades semelhantes aos tecidos vivos, como
sejam uma consistência macia e elástica e uma baixa tensão superficial com água e fluidos
biológicos.
Segundo Almeida (2010), o método de absorção de água num hidrogel pode ser facilmente
descrito do seguinte modo: quando um hidrogel seco inicia o seu processo de absorção de
água, as primeiras moléculas por ele absorvidas irão hidratar as moléculas mais polares da
estrutura polimérica, levando a um primeiro tipo de ligação da água com as moléculas do
polímero. À medida que estes grupos vão sendo hidratados, ocorre o aumento físico da
Andreia Susana Gomes da Silva
9
INTRODUÇÃO
estrutura polimérica, levando à exposição das moléculas mais hidrofóbicas, até então mais
resguardadas no interior da matriz polimérica. Estas interagem com as moléculas de água,
levando ao aparecimento de um segundo tipo de ligação das moléculas de água com os
componentes mais hidrofóbicos do polímero. Para além destes dois métodos de retenção de
água no interior do hidrogel, ocorre ainda um terceiro método, resultando da difusão osmótica
das moléculas de água entre as cadeias do polímero. A todo este processo, opõem-se as forças
covalentes e as reticulações físicas que mantêm a estrutura do hidrogel e lhe conferem a sua
capacidade elástica. Deste modo, o equilíbrio entre as forças de absorção e retenção de água, e
as de estrutura do hidrogel permitem que este atinja o equilíbrio relativamente à quantidade
máxima de água que pode absorver (Almeida, 2010).
1.8
ESTUDO DA LIBERTAÇÃO CONTROLADA DE FÁRMACO
As características do meio de libertação, as propriedades físico-químicas do fármaco e do
polímero e as interacções entre estes são factores que influenciam o perfil de libertação do
fármaco. Outros factores como a forma de incorporação do fármaco no hidrogel, o grau de
reticulação, a morfologia do hidrogel (existência de poros, seu tamanho e distribuição) e
capacidade de absorção de água são de elevada importância aquando da análise do perfil de
libertação.
A libertação do fármaco pode ocorrer segundo mecanismos distintos, controlada:
1.8.1

pela difusão do fármaco,

pela penetração de água,

e por agentes químicos.
LIBERTAÇÃO CONTROLADA POR DIFUSÃO DO FÁRMACO
Na libertação controlada pela difusão, o fármaco está disperso numa matriz polimérica
(sistema monolítico) ou está contido num compartimento envolvido por uma membrana
polimérica porosa ou não (ver Figura 1-2).
10
Capítulo 1
a)
b)
Figura 1-2 – Representação esquemática da difusão de um fármaco num sistema monolítico (a) e num sistema com
uma membrana polimérica (b).
(Adaptado de: (Sigma-Aldrich, 2011))
Em sistemas monolíticos o fenómeno responsável pela libertação do fármaco é a solubilidade
do fármaco no polímero. Por outro lado, nos sistemas em que possuem uma membrana
polimérica o factor preponderante é a morfologia da mesma (Almeida, 2010).
Num sistema de libertação controlada pela difusão, tanto nos sistemas monolíticos como nos
de membrana, os fenómenos associados incluem:

a difusão do solvente para a matriz ou para a membrana polimérica;

a dissolução do fármaco e consequente difusão para o exterior do polímero.
O conhecimento dos fenómenos enumerados permite prever adequadamente o comportamento
dos sistemas farmacêuticos caracterizados por este tipo de difusão (Coelho, 2007, Liu, et al.,
2006).
1.8.2
LIBERTAÇÃO CONTROLADA POR PENETRAÇÃO DE ÁGUA
A libertação controlada por penetração de água é descrita pela capacidade de
intumescimento/relaxamento do polímero. Como está apresentado na Figura 1-3, o hidrogel
sofre uma transição do estado vítreo para um estado maleável, conhecido como estado
borracha, quando absorve água. No estado vítreo, o fármaco está imóvel no interior do
polímero e quando o polímero incha as moléculas da substância activa difundem-se
rapidamente para o exterior da membrana.
Andreia Susana Gomes da Silva
11
INTRODUÇÃO
Figura 1-3 - Representação esquemática de um sistema onde a libertação é
controlada por penetração de água.
(Adaptado de (Liu, et al., 2006))
Nestes sistemas, o tempo de difusão da água e a capacidade de absorção do polímero
determinam a libertação do fármaco (Coelho, 2007, Liu, et al., 2006).
1.8.3
LIBERTAÇÃO CONTROLADA POR AGENTES QUÍMICOS
A libertação do fármaco é, por vezes, controlada por agentes químicos que leva à degradação
do polímero. Esta degradação pode ocorrer por acção enzimática, por reacção química ou
devido à absorção de água. A libertação de fármacos a partir de polímeros biodegradáveis
pode ocorrer segundo três mecanismos diferentes:

1º Mecanismo: A difusão do fármaco é controlada pela difusão deste através de
uma membrana biodegradável, sendo que esta só é degradada após a completa
libertação do fármaco;

2º Mecanismo: A existência de um agente activo que está ligado covalentemente
à cadeia do polímero e que provoca a quebra das ligações entre o polímero e o
fármaco;

3º Mecanismo: O fármaco é disperso homogeneamente num polímero
biodegradável e a sua libertação ocorre por difusão, degradação ou por ambas.
Assim, o fármaco é libertado ao mesmo tempo que a matriz polimérica é
degradada (Coelho, 2007, Liu, et al., 2006).
1.9
DIFUSÃO DE UM FÁRMACO NO INTERIOR DE UMA MATRIZ POLIMÉRICA
A transferência de massa traduz a transferência de um componente numa mistura de uma
região onde a sua concentração é alta para uma região onde a concentração é mais baixa.
12
Capítulo 1
O processo de transferência de massa pode ocorrer num sólido, num gás ou num líquido, e
pode resultar das velocidades aleatórias das moléculas (difusão molecular) e/ou de correntes
de circulação quando se trata de um fluido (difusão turbilhonar) (Coulson, 2004).
Segundo a primeira lei de Fick para a difusão em estado estacionário, a massa da substância
que passa através de uma secção, por unidade de tempo, é proporcional ao gradiente de
concentração na mesma direcção. Esta lei descreve o fluxo de um soluto
em condições
de estado estacionário, como mostra a Equação (1-1) para fluxo unidimensional (direcção ):
(1-1)
onde
é o coeficiente de difusão do componente na mistura e
é a concentração da espécie
na mistura à distância .
A análise dos processos de difusão em estado estacionário é útil para determinar a taxa de
difusão em condições em que o perfil de concentração não depende do tempo. Por vezes, é
necessário estudar a difusão de componentes num determinado intervalo de tempo e a uma
determinada distância entre o local onde a substância se encontra acumulada e a superfície de
libertação. Neste caso, a difusão molecular tem como base uma análise em estado transiente,
também designado por estado não estacionário (Çengel, 2003).
A difusão de um fármaco em sistemas de libertação modificada ocorre em estado não
estacionário, uma vez que a sua concentração no meio se vai alterando à medida que o
fármaco é libertado, pelo que a primeira lei de Fick deixa de ser válida. A lei que governa a
transferência de massa em estado transiente é conhecida pela segunda lei de Fick, e está
representada na Equação (1-2) para difusão unidimensional (direcção ):
(1-2)
No presente trabalho, que visa o estudo da difusão de um fármaco através de uma lente de
contacto, como a superfície lateral da lente (que não é mais do que um pequeno disco, ver
Figura 1-4) é muito pequena face às superfícies inferior e superior, a difusão do fármaco
Andreia Susana Gomes da Silva
13
INTRODUÇÃO
segundo a direcção radial não é significativa e pode ser desprezada. Assim, se a direcção
representar a direcção segundo o eixo da lente, a Equação (1-2) traduz o processo de difusão
para a situação em estudo.
Figura 1-4 - Esquema representativo da
libertação do fármaco a partir de uma lente de
contacto.
Para a resolução da equação diferencial é necessário assumir uma condição inicial e duas
condições fronteira que traduzam a situação em causa. Para a resolução da equação
diferencial quando aplicada à libertação de um fármaco a partir de uma lente de contacto a
condição inicial pode ser traduzida pela Equação (1-3).
(1-3)
em que
é a concentração inicial de fármaco na lente, que se supõe ser uniforme.
As duas condições fronteira adoptadas para a resolução da equação diferencial foram:
(1-4)
(1-5)
onde
é a semi-espessura da lente de contacto e
é a concentração de fármaco na
superfície da lente para um qualquer instante de tempo. A segunda condição fronteira traduz o
14
Capítulo 1
facto de o perfil de concentração desenvolvido no interior da lente ser simétrico relativamente
ao plano que passa por
.
De modo a simplificar a resolução da equação diferencial é de todo o interesse introduzir
variáveis adimensionais. Assim, a variável adimensional para a concentração será:
(1-6)
No que respeita, às variáveis adimensionais para a distância e para o tempo serão dadas por:
(1-7)
(1-8)
A utilização de variáveis adimensionais tem como objectivo simplificar a equação diferencial,
bem como as condições inicial e fronteira. A segunda lei de Fick (Equação (1-2)) pode ser
representada em termos das variáveis adimensionais pela Equação (1-9).
(1-9)
A condição inicial, representada pela Equação(1-3), pode ser, agora, escrita da seguinte
forma:
(1-10)
Com a introdução das variáveis adimensionais, as condições fronteira tomam a forma:
Andreia Susana Gomes da Silva
15
INTRODUÇÃO
(1-11)
(1-12)
A solução da equação diferencial modificada (Equação (1-9)) pode ser obtida pelo método da
separação das variáveis (Bird, 1960). Uma possível solução pode ser representada pelo
seguinte produto:
(1-13)
em que
é uma função da variável
e
é uma função da variável
.
Tendo em conta o produto apresentado na Equação (1-13), diferenciando e substituindo na
Equação (1-9) vem:
(1-14)
A igualdade obtida na Equação (1-14) só pode ser considerada verdadeira se cada um dos
membros for igual a uma constante, que será considerada como sendo –
. Então, o problema
passa a ser traduzido por duas equações diferenciais ordinárias:
(1-15)
(1-16)
16
Capítulo 1
Por integração das duas equações diferenciais ordinárias obtém-se:
(1-17)
(1-18)
onde
,
e
são constantes. Então, a Equação (1-19) traduz a solução geral do problema:
(1-19)
em que,
e
são constantes.
Aplicando a segunda condição fronteira (Equação(1-12)) na solução geral conclui-se que
. A aplicação da primeira condição fronteira (Equação (1-11)) permite obter o valor de
, como sendo:
(1-20)
Conhecendo o valor das constantes
e
fica a conhecer-se a expressão que traduz
.
(1-21)
A aplicação da condição inicial (Equação(1-10)) na Equação (1-21) resulta em:
Andreia Susana Gomes da Silva
17
INTRODUÇÃO
(1-22)
Da Equação (1-22) determina-se o valor de
, que pode ser representado pela equação seguinte:
(1-23)
Substituindo a expressão obtida para
na Equação (1-21) e reescrevendo o resultado final em
termos das variáveis originais obtém-se a Equação (1-24).
(1-24)
Fazendo um rearranjo à Equação (1-24) resulta em:
(1-25)
que traduz o perfil de concentração do fármaco no interior da lente para o instante de tempo .
Se
indicar a quantidade de fármaco libertado no tempo
e
corresponder a uma
quantidade de fármaco libertado para um tempo infinito, então:
(1-26)
Por outro lado, a Equação (1-26) pode ser expressa em termos da função erro, como:
18
Capítulo 1
(1-27)
Considerando pequenos períodos de tempo, a expressão anterior pode ser simplificada,
obtendo-se:
(1-28)
onde
é o coeficiente de difusão e
é a semi-espessura do polímero, tal como foi referido
anteriormente.
1.9.1
DIFUSÃO NÃO-FICKIANA
A difusão em muitos polímeros não é descrita de forma adequada pelas leis de Fick para
condições de contorno constantes, pois a absorção do solvente provoca o aumento da
espessura do polímero.
O comportamento não-Fickiano (também designado por anómalo) resulta de mudanças
configuracionais no próprio polímero. Quando o solvente penetra no polímero, a matriz
polimérica passa de um estado configuracional emaranhado para um estado em que as cadeias
se dispõem ao acaso. Este é um processo de relaxamento e, por vezes, o relaxamento das
cadeias poliméricas pode ser mais lento que a própria difusão, pelo que o processo de difusão
é controlado pela cinética de relaxamento e não pela lei de Fick. Os desvios ao
comportamento Fickiano podem estar directamente relacionados com a influência da estrutura
do polímero, com a mudança na solubilidade e na mobilidade de difusão, ou podem resultar
de tensões internas exercidas por uma parte do sistema sobre outras zonas, à medida que a
difusão progride.
Tendo como base o comportamento dos polímeros e, de acordo com as taxas de difusão e
relaxamento polimérico, Alfrey, Gurnee e Lloyd em 1966 propuseram a seguinte classificação
para os diversos tipos de difusão (Cranck, 1975):
Andreia Susana Gomes da Silva
19
INTRODUÇÃO

Caso I (ou difusão Fickiana) – a taxa de difusão é muito mais baixa que a de
relaxamento;

Caso II – o processo de difusão é mais rápido quando comparado com o
processo de relaxamento;

Não-Fickiana (ou difusão anómala) – as taxas de difusão e de relaxamento são
semelhantes.
1.10 MODELO CINÉTICO PARA A LIBERTAÇÃO DE UM FÁRMACO
Embora a libertação de fármacos a partir de matrizes poliméricas hidrofílicas possua uma
elevada complexidade nos mecanismos de dissolução, ao longo dos anos têm surgido alguns
modelos matemáticos que são utilizados para prever a libertação das substâncias activas.
O primeiro modelo matemático para a libertação de fármacos em sistemas de libertação
controlada, designado por modelo da cinética de ordem zero, baseia-se na libertação lenta do
princípio activo a partir de formas farmacêuticas que não se degradam.
Outro modelo proposto baseou-se na equação de Higuchi apresentada em 1961. Este modelo
descreve o mecanismo de libertação de fármacos como um processo de difusão baseado na lei
de Fick, pelo que a razão
depende da raiz quadrada do tempo. O modelo de Higuchi
apresenta fortes limitações na interpretação dos mecanismos de libertação, pois não tem em
consideração o possível relaxamento da cadeia polimérica.
Os modelos de cinética de ordem zero e de Higuchi representam dois casos limite nos
fenómenos de libertação de fármacos a partir de sistemas matriciais.
Um dos modelos com maior aplicabilidade nos dias de hoje é o modelo que se baseia na
equação semi-empírica proposta por Korsmeyer e Peppas em 1981. A equação deste modelo é
comummente utilizada para descrever a libertação do fármaco quando o mecanismo
primordial é uma combinação da difusão do princípio activo (transporte Fickiano) e do
transporte do Caso II. Neste modelo, a relação entre o parâmetro
, que traduz a
velocidade de difusão do fármaco, e o tempo é dada pela Equação (1-29):
(1-29)
20
Capítulo 1
em que, tal como já foi referido,
tempo
e
representa a quantidade absoluta de fármaco libertada no
a quantidade total de fármaco libertado num tempo infinito, a qual deverá
corresponder à quantidade total de fármaco incorporado na matriz polimérica;
constante cinética, que inclui características estruturais e geométricas do mecanismo,
é uma
éo
expoente de libertação que, de acordo com o valor numérico que assumir, caracteriza o
mecanismo de libertação do fármaco e b é a quantidade inicial de fármaco no solvente
(Coelho, 2007; Lopes, et al., 2005).
A nível laboratorial a quantidade inicial de fármaco no solvente é usualmente nula, logo a
Equação (1-29) reduz-se à Equação (1-30).
(1-30)
A determinação matemática do expoente de libertação é de fácil obtenção, bastando, para
isso, linearizar a Equação (1-30), obtendo-se a Equação (1-31):
(1-31)
Assim, representando graficamente o logaritmo de
obter-se-á uma recta com declive
e ordenada na origem
versus o logaritmo do tempo
, para valores de
até
0,60 (Natu, et al., 2008; Shoiab, et al., 2006; Korsmeyer, et al., 1983).
O valor de
é usado para interpretar e caracterizar o mecanismos de libertação. Este
parâmetro pode variar entre 0,43 e 1, de acordo com a geometria do sistema matricial e com
os mecanismos de libertação implicados (ver Tabela 1-3).
Andreia Susana Gomes da Silva
21
INTRODUÇÃO
Tabela 1-3 - Valores do parâmetro n para os mecanismos de libertação e para diferentes geometrias (Coelho, 2007).
Geometria
Caso I/Difusão Fickiana
Caso II
Difusão anómala
Plana
0,5
1
Cilíndrica
0,45
0,89
0,45
0,89
Esférica
0,43
0,85
0,43
0,85
Segundo os valores que
0,5
1
pode assumir em função da geometria, pode-se dizer que quando é
próximo de 0,5, o fármaco difunde-se através da matriz polimérica por um mecanismo
essencialmente Fickiano. Já para valores entre 0,5 a 1 (aproximadamente) a difusão é
anómala, isto é não-Fickiana. O mecanismo de difusão do Caso II é caracterizado por
apresentar valores de
próximos da unidade.
1.11 ENQUADRAMENTO DA INVESTIGAÇÃO EM ESTUDO
O trabalho de investigação desenvolvido, e que será apresentado nos próximos capítulos, teve
como principais objectivos caracterizar o processo de difusão do maleato de timolol
incorporado em lentes de contacto, com duas composições diferentes e usando dois métodos
de impregnação do fármaco, para determinar os coeficientes de difusão.
Na determinação dos coeficientes de difusão do maleato de timolol optou-se por considerar
um comportamento Fickiano para a difusão. A aplicação do modelo desenvolvido por
Korsmeyer e Peppas permitiu avaliar a aplicabilidade do mecanismo de libertação adoptado
aos resultados experimentais obtidos.
Finalmente, procedeu-se à previsão teórica da evolução da fracção (em massa) de maleato de
timolol libertado a partir das lentes de contacto com o tempo e comparou-se com os resultados
obtidos experimentalmente através da monitorização da concentração de fármaco no meio de
libertação.
22
Capítulo 2
Materiais e Métodos
Capítulo 2
2 MATERIAIS E MÉTODOS
Os materiais e métodos utilizados no decorrer da actividade experimental, assim como alguns
princípios teóricos no que respeita à quantificação do fármaco, encontram-se descritos
seguidamente.
2.1
REAGENTES UTILIZADOS
A preparação das membranas poliméricas, a partir das quais se obtiveram as lentes de
contacto, careceu de alguns reagentes orgânicos. Um dos factores que se variou no decorrer
do estudo da libertação controlada de um fármaco a partir de lentes de contacto foi a
composição das membranas poliméricas. Assim, foram preparadas lentes de contacto com
composições diferentes: metacrilato 2-hidroxietilo (HEMA) + ácido metacrílico (MAA) e
metacrilato 2-hidroxietilo (HEMA) + metacrilato de metilo (MMA).
Os reagentes utilizados para os dois tipos de membranas tiveram proveniências diferentes.
Assim, na Tabela 2-1 apresentam-se os reagentes utilizados para as membranas de
HEMA|MAA sombreados a verde e para as membranas HEMA|MMA sombreados a cinza.
No processo de polimerização foi usado o dimetacrilato de etileno glicol (EGDMA) como
agente reticulante e o
, ’-Azoisobutironitrilo (AIBN) como iniciador da reacção de
polimerização.
Tabela 2-1 - Reagentes orgânicos utilizados na preparação das membranas poliméricas e respectivas informações de
rotulagem.
Sigla
Nome
MAA
Ácido metacrílico a
99%
HEMA
Fórmula
química
Estado
físico
Laboratório
Lote
Líquido
Merck
-
Líquido
Acros Organics
A0292512
Metacrilato 2hidroxietil a 97%
Líquido
MMA
1
Metacrilato de
metilo a 99%
Líquido
Sigma Aldrich
Chemistry
544679-028
Acros Organics
A0305442
Observações
Estabilizado
com 200 ppm
MEHQ1
Estabilizado
com 200-400
ppm MEHQ
Estabilizado
MEHQ - monometil éter da hidroquinona
Andreia Susana Gomes da Silva
25
MATERIAIS E MÉTODOS
Sigla
EGDMA
AIBN
Fórmula
química
Nome
Estado
físico
Líquido
Dimetacrilato de
etileno glicol a
98%
Líquido
, ’Azoisobutironitrilo
Sólido
Laboratório
Lote
Observações
Estabilizado
Acros Organics
com 90-110 ppm
A0298632
de MEHQ
Sigma Aldrich
Chemistry
Fluka
-
Os reagentes que se encontram estabilizados com MEHQ (monometil éter da hidroquinona)
devem ser purificados de modo a remover este inibidor. O método de purificação de
compostos orgânicos estabilizados consiste em fazer passar os mesmos por uma coluna
constituída por algodão, alumina e lã de vidro, recolhendo no final da coluna a substância
purificada.
Para além dos compostos orgânicos mencionados anteriormente, também se usou o sal cloreto
de sódio, que será utilizado para a preparação do meio de libertação, como será abordado
posteriormente. Assim, na Tabela 2-2 encontra-se a informação de rotulagem do sal cloreto de
sódio.
Tabela 2-2 - Características de rotulagem do cloreto de sódio.
2.2
Sigla
Nome
Fórmula química
Lote
Laboratório
NaCl
Cloreto de sódio a 99,5%
NaCl
0000285578
Panreac
SUBSTÂNCIA ACTIVA
A substância activa em foco no estudo da libertação controlada de fármacos em lentes de
contacto foi o maleato de timolol. Este fármaco é utilizado na medicina, na especialidade de
oftalmologia, para o tratamento da doença do glaucoma, como já foi referido anteriormente.
O maleato de timolol é um bloqueador beta-adrenérgico não selectivo que actua reduzindo a
produção de humor aquoso. Na sua forma pura é um pó cristalino branco, inodoro, solúvel em
água, metanol e etanol. É um produto químico estável à temperatura ambiente, com a fórmula
molecular
na Figura 2-1.
26
, peso molecular de 432,50 e estrutura química apresentada
Capítulo 2
Figura 2-1 – Estrutura química do maleato de timolol.
(Adaptado de (Sharp, 2004))
Este medicamento está disponível sob a forma de solução oftálmica ou em gel oftálmico com
as composições de 0,25 e 0,50% (Infarmeda, 2010).
A substância activa em questão teve proveniências diferentes aquando da preparação das
membranas poliméricas. Na Tabela 2-3 encontram-se as características de rotulagem do
maleato de timolol utilizado em cada uma das membranas poliméricas.
Tabela 2-3 - Informações de rotulagem do maleato de timolol usado.
Nome
Maleato
de
Timolol
2.3
Lote
Validade
Laboratório
Membrana
polímerica
90191189
Abril
2006
Cambrex
HEMA|MAA
061K1290
-
Sigma
Aldrich
HEMA|MMA
Fórmula química
EQUIPAMENTO
O equipamento necessário para toda a actividade experimental apresenta-se na Tabela 2-4.
Tabela 2-4 - Equipamento utilizado no decorrer da actividade experimental.
Equipamento
Marca
Modelo
Aparelho de pH
Metrohm
691 pH meter
Balança
Mettler Toledo
AG204
0,1
Banho termostatizado
ISCO
GTR 190
0,1
Bomba peristáltica
Ismatec SA
ISM054A
-
Craveira digital
Helios
21001043
Espectrofotómetro
Spectronic Unicam
Helios Gamma
Estufa
Pselecta
-
0,01
0,001
(Absorvância)
-
Placa de agitação
IKA Labortechnik
RH
-
Andreia Susana Gomes da Silva
Precisão
0,01
27
MATERIAIS E MÉTODOS
2.4
PREPARAÇÃO DO MEIO DE LIBERTAÇÃO
O meio de libertação utilizado foi uma solução aquosa de cloreto de sódio com uma
concentração aproximada de 9
, conhecida vulgarmente como soro fisiológico. A
escolha do meio de libertação recaiu pelo soro fisiológico, pelo facto de as lágrimas e o
ambiente ocular possuírem uma composição semelhante.
A solução de cloreto de sódio foi sempre preparada em quantidades de 2
uma concentração aproximada de 9
de solução, com
. Assim, pesava-se cerca de 18,0905
de sódio e dissolvia-se em água destilada, perfazendo um volume de 2
posteriormente medido o
de cloreto
, sendo
da solução.
Para além de ter sido utilizada como meio de libertação, a solução aquosa de cloreto de sódio
com uma concentração de 9
, também foi utilizada como solvente na preparação das
soluções padrão para a obtenção da recta de calibração usada na quantificação do fármaco.
2.5
PROCESSO DE LIBERTAÇÃO CONTROLADA|INSTALAÇÃO EXPERIMENTAL
O estudo da libertação controlada do maleato de timolol em lentes de contacto foi efectuado
com monitorização contínua num sistema fechado. Uma amostra do meio onde ocorria a
libertação do fármaco (sistema com o volume da solução constante) era recolhida e forçada a
passar através de um espectrofotómetro, onde a absorvância da mesma era medida
continuamente, como mostra a Figura 2-2.
Figura 2-2 - Representação esquemática da instalação usada no estudo da libertação
controlada do maleato de timolol em lentes de contacto.
28
Capítulo 2
A necessidade de simular o ambiente ocular levou a que o meio onde está a ser libertado o
fármaco esteja à temperatura média do corpo humano de 37
37
. A temperatura de cerca de
foi conseguida, usando um banho termostatizado que alimenta a camisa de
aquecimento do frasco (com capacidade de 250
) onde está a ocorrer a libertação. A água
de aquecimento circula em sistema fechado entre a camisa de aquecimento e o banho
termostatizado.
A temperatura do meio de libertação foi medida com um termómetro de mercúrio. Para isso, a
tampa roscada do frasco onde estava o meio de libertação era removida de forma a que as
extremidades dos tubos de aspiração e descarga das amostras ficassem sempre submersas no
meio, e era colocado o termómetro para efectuar a medição da temperatura. Durante o período
de libertação do fármaco a leitura da temperatura foi feita 2 a 3 vezes.
A placa de agitação tem como objectivo a agitação do meio, com auxílio de um magneto no
interior do frasco onde ocorre a libertação, por forma a manter a homogeneidade da solução.
A bomba peristáltica permite fazer a recirculação de uma amostra do meio de libertação
através do espectrofotómetro. A amostra do meio de libertação entra pela extremidade inferior
de uma célula de quartzo que está posicionada no interior do espectrofotómetro e sai pela sua
extremidade superior, permitindo que a absorvância seja medida continuamente. O meio de
libertação na Figura 2-2 está representado a azul claro e o sentido do deslocamento do fluido
pelas setas a preto.
Como o espectrofotómetro possui uma porta RS-232C optou-se por recolher o registo da
absorvância através de um computador. Para isso, ligou-se o espectrofotómetro a um
computador por via RS-232C e, com o auxílio do software do Windows Hyper Terminal,
efectuou-se o registo da absorvância em intervalos de 15 minutos.
No decorrer dos ensaios preliminares realizados verificou-se, por vezes, a existência de
oscilações anormais da absorvância da amostra recolhida do meio de libertação que
atravessava o percurso óptico da radiação no espectrofotómetro. No sentido de solucionar esta
situação, houve a necessidade de acoplar ao espectrofotómetro um estabilizador de corrente, o
que se revelou ser eficiente.
Nos ensaios preliminares, a libertação controlada do maleato de timolol impregnado em lentes
de contacto ocorreu em 100
Andreia Susana Gomes da Silva
de soro fisiológico, ou seja, de solução aquosa de cloreto de
29
MATERIAIS E MÉTODOS
sódio com concentração aproximada de 9
. Nestes ensaios, os valores máximos de
absorvância registados situaram-se entre 0,030 e 0,040.
Segundo Gonçalves (2001), a gama de valores de absorvância, na qual se obtêm medições
com maior fiabilidade e menor probabilidade de erros de leitura é entre 0,20 e 0,85, pelo que
os valores de absorvância obtidos nos ensaios preliminares encontravam-se muito abaixo do
recomendado. Assim, optou-se por reduzir o volume do meio de libertação para
30
, com o objectivo de concentrar o meio de libertação em fármaco levando
consequentemente ao aumento da absorvância lida. Com esta modificação, os valores
máximos de absorvância passaram a estar compreendidos entre 0,250 e 0,300, que se
encontram dentro da gama recomendada por Gonçalves (2001), pelo que a libertação
controlada do fármaco passou a ser realizada em 30
de soro fisiológico.
No decorrer dos ensaios preliminares estabeleceu-se que o tempo de libertação do fármaco
impregnado em lentes de contacto fosse de 48 horas. Avaliando o comportamento da
libertação do fármaco e sabendo que para a determinação do coeficiente de difusão do
maleato de timolol só eram necessários os resultados experimentais recolhidos no início das
experiências, optou-se por reduzir o tempo total de libertação para 24 horas.
Assim, a libertação controlada do maleato de timolol incorporado em lentes de contacto foi
monitorizada em 30
2.6
de soro fisiológico, durante um período total de 24 horas.
MÉTODO DE QUANTIFICAÇÃO DO FÁRMACO
A quantidade de fármaco efectivamente libertada pela matriz polimérica pode ser avaliada
através da análise espectrofotométrica UV/VIS da solução de soro fisiológico onde as lentes
de contacto (incorporadas com fármaco) estavam imersas.
A quantificação do maleato de timolol na solução de soro fisiológico foi obtida usando a lei
de Beer. Esta lei mostra que, para uma dada substância, e para um dado comprimento de
onda, a absorvância é directamente proporcional à concentração da espécie absorvente, para a
mesma espessura do percurso óptico, e proporcional à espessura do percurso óptico quando se
fixa a concentração (Willard, 1979). Assim a lei de Beer pode ser traduzida pela Equação
(2-1).
30
Capítulo 2
(2-1)
onde
é a absorvância ou densidade óptica,
é a absortividade,
é a espessura da célula e
é a concentração da espécie absorvente no meio de libertação.
O produto
mantém-se constante para uma determinada espécie absorvente. Assim, para
determinar este produto efectuou-se uma recta de calibração para o maleato de timolol, para
posteriormente ser possível quantificar a concentração de fármaco no meio de libertação.
Como a absorvância depende fortemente do comprimento de onda, o mesmo é escolhido de
tal forma que a solução absorva a correspondente radiação e que essa absorção seja o mínimo
possível afectada pela presença de substâncias interferentes ou variações na técnica. De forma
a determinar o comprimento de onda ao qual se iria efectuar as leituras de absorvância,
efectuou-se o espectro de absorvância de uma solução de maleato de timolol numa gama de
comprimentos de onda entre 190 e 600
. O comprimento de onda escolhido foi o
comprimento de onda no qual a solução absorveu mais energia radiante, designado
vulgarmente por comprimento de onda máximo
2.7
.
PREPARAÇÃO DAS MEMBRANAS POLIMÉRICAS
As placas poliméricas foram obtidas por polimerização dos monómeros HEMA|MAA e
HEMA|MMA, na proporção 97|3
, para ambas as composições (Carreira, 2008). As
membranas poliméricas são consideradas copolímeros por apresentarem dois monómeros na
sua constituição. Como iniciador do processo de polimerização foi utilizado o AIBN com uma
massa correspondente a 0,25 % molar, em relação aos monómeros. No que respeita ao
reticulante, foi usado o EGDMA com uma massa correspondente a 0,5 % molar,
relativamente aos monómeros (Carreira, 2008).
O método de preparação das soluções poliméricas consistiu em pesar todos os compostos num
vial e em seguida promover a agitação da solução polimérica de forma a obter uma solução
homogénea. Alcançada a solução homogénea injectaram-se as soluções nos moldes que
permitiram obter as membranas poliméricas. O molde utilizado resultou da junção de dois
vidros separados por uma membrana de silicone de 0,5
de espessura, tal como se
apresenta no esquema da Figura 2-3.
Andreia Susana Gomes da Silva
31
MATERIAIS E MÉTODOS
Figura 2-3 - Representação esquemática do molde utilizado durante
o processo de polimerização.
Concluída a injecção da solução polimérica nos moldes descritos, estes foram colocados numa
estufa a 60
durante 24 horas, de modo a ocorrer a reacção de polimerização. Ao fim das
24 horas de polimerização retiraram-se os moldes da estufa e procedeu-se à remoção das
membranas poliméricas. Em seguida, colocaram-se as membranas em atmosfera húmida de
modo a que estas ficassem maleáveis para serem cortadas em forma de discos, com cerca de
18
de diâmetro, por meio de um basador2. Os discos (lentes de contacto) foram colocados
novamente na estufa a 60
por 24 horas e posteriormente foram guardados, em caixas de
Petri, num exsicador contendo sílica-gel.
De salientar que, tanto para as membranas HEMA|MAA como para as membranas
HEMA|MMA, tomou-se como base 10
permitia introduzir cerca de 5
de solução polimérica. Como cada um dos moldes
de solução polimérica, então os 10
de solução foram
distribuídos por dois moldes. Na Tabela 2-5 são apresentadas as quantidades a pesar de todos
os componentes para a obtenção das soluções poliméricas de HEMA|MAA e HEMA|MMA.
2
A atmosfera húmida foi obtida com o auxílio de água em ebulição dentro de um gobelé. Na extremidade
superior do gobelé colocou-se uma rede que suportava as membranas poliméricas.
32
Capítulo 2
Tabela 2-5 - Quantidade de cada composto orgânico a pesar para a obtenção das membranas poliméricas, tendo como
base 10 g de solução.
Composto orgânico
HEMA|MAA
HEMA|MMA
HEMA
9,7
9,7
MAA
0,3
-
MMA
-
0,3
AIBN
0,0320
0,0318
EGDMA
0,0773
0,0768
No caso de se ter como base 5
de solução, as quantidades de cada composto orgânico a
utilizar na preparação das membranas poliméricas reduzem-se a metade, relativamente às
quantidades apresentadas na Tabela 2-5.
2.8
MÉTODO DE IMPREGNAÇÃO DO FÁRMACO
Os métodos para impregnar o maleato de timolol nas lentes de contacto podem ser variados.
No decorrer da actividade experimental foram utilizados dois métodos diferentes de
impregnação, considerados de execução simples. Os métodos utilizados foram: oclusão e
soaking (Carreira, 2008).
A impregnação de fármaco por oclusão consiste em colocar o fármaco na solução polimérica
antes da reacção de polimerização. Assim, o fármaco fica retido no interior da matriz
polimérica (Gulsen, et al., 2004).
O outro método de impregnação surge da imersão de lentes de contacto numa solução
concentrada de fármaco em soro fisiológico. As lentes secas ao estarem em contacto com a
solução absorvem a solução que contém o fármaco. Este método de impregnação é conhecido
como soaking.
A quantidade de fármaco utilizada nas membranas impregnadas com fármaco por oclusão,
tanto nas de HEMA|MAA como nas de HEMA|MMA, teve em consideração a base escolhida
para a preparação das mesmas. Assim, para uma base de 10
misturou-se uma quantidade conhecida (cerca de 20
de solução polimérica
) de maleato de timolol.
As lentes de contacto impregnadas com fármaco por soaking foram obtidas a partir da
imersão das lentes secas, individualmente, numa solução de maleato de timolol em soro
Andreia Susana Gomes da Silva
33
MATERIAIS E MÉTODOS
fisiológico com uma concentração conhecida (cerca de 1
), durante uma semana.
Terminada a semana de imersão das lentes, as mesmas foram secas a 60
por 24 horas.
A concentração inicial da solução de maleato de timolol onde foram imersas as lentes secas
foi determinada espectrofotometricamente. Ao fim de um período de 48 horas de imersão das
lentes era retirada uma amostra da solução para a determinação da concentração do maleato
de timolol por via espectrofotométrica. Terminado o período de imersão das lentes para
absorção da solução de maleato de timolol, foi determinada a concentração da solução final.
Conhecendo o volume da solução de maleato de timolol e as concentrações no início e no
final da experiência, determina-se a massa de maleato de timolol presente nos dois instantes
da experiência, e, por diferença, obtém-se a massa de fármaco que a lente absorveu.
2.9
MÉTODO DE DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE DIFUSÃO E DO PARÂMETRO N
O coeficiente de difusão do fármaco na matriz polimérica foi determinado admitindo um
comportamento Fickiano para a libertação do maleato de timolol a partir das lentes de
contacto. Assim, este coeficiente foi obtido por aplicação da Equação (1-28).
Para obter o coeficiente de difusão do maleato de timolol representou-se, então, graficamente
versus
. A aplicação da Equação (1-28) apenas é válida para valores de tempo
reduzidos, pois só nesta gama é que a representação gráfica apresenta comportamento linear.
Usando o método dos mínimos quadrados determina-se o declive da recta ( ) que melhor se
ajusta aos resultados experimentais e posteriormente calcula-se o coeficiente de difusão ( )
pela Equação (2-2).
(2-2)
em que
é a espessura total da matriz polimérica.
De modo a verificar a aplicabilidade do comportamento Fickiano durante a libertação do
maleato de timolol, procedeu-se à determinação do parâmetro
Korsmeyer e Peppas em 1981 (Equação (1-31)).
34
do modelo proposto por
Capítulo 2
O valor do parâmetro
gráfica de
foi obtido pelo ajuste dos resultados experimentais na representação
versus
, a uma recta, segundo o método dos mínimos quadrados.
2.10 MÉTODO DA PREVISÃO TEÓRICA DO PROCESSO DE LIBERTAÇÃO
A relação que permite determinar a fracção de fármaco (em massa) que teoricamente é
libertada é obtida pela Equação (1-26), apresentada no Capítulo 1. Esta relação surge da
resolução da equação que traduz a segunda lei de Fick com as condições inicial e fronteira
consideradas na subsecção 1.9.
Com o objectivo de obter a evolução da fracção de fármaco libertado
de libertação
com o tempo
, a Equação (1-26) foi resolvida para diferentes instantes de tempo, com o
valor do coeficiente de difusão obtido pelo método descrito em 2.9. É de realçar que, como o
coeficiente de difusão é obtido através da Equação (1-28), válida para tempos de libertação
pequenos, e que não é mais do que o limite da Equação (1-26) quando
os valores obtidos teórica e experimentalmente para
, é de esperar que
sejam muito próximos, pelo
menos, no início das experiências.
Pela análise da Equação (1-26) denota-se que, o somatório nesta equação é constituído por um
número infinito de termos, pelo que, terá de ser truncado para um determinado valor de
suficientemente grande. Em cálculos preliminares de
igual a 100 e
igual a 1000 e, constatou-se que o valor daquela fracção não variava. Assim,
para a determinação do valor teórico de
para
, truncou-se o somatório para
truncou-se o somatório da Equação (1-26)
igual a 100.
Andreia Susana Gomes da Silva
35
Capítulo 3
Tratamento de
Resultados e Discussão
Capítulo 3
3 TRATAMENTO DE RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1
CARACTERÍSTICAS DA SOLUÇÃO DE SORO FISIOLÓGICO
Durante o trabalho experimental foi necessário preparar várias soluções de soro fisiológico
que constituíram o meio de libertação do fármaco. Na Tabela 3-1 encontram-se as
quantidades pesadas de cloreto de sódio para preparar 2
de solução, a respectiva
concentração, assim como os erros associados e o valor de pH.
Tabela 3-1 - Quantidades pesadas de cloreto de sódio, concentração e pH das soluções de soro fisiológico preparadas
no decorrer da actividade experimental.
Massa de NaCl
( )
18,0911
Concentração
Concentraçãomédia
9,046 0,525
6,43
18,0917
9,046 0,525
6,04
18,0919
9,046 0,525
6,87
18,0803
9,040 0,525
18,0927
9,046 0,525
6,57
18,0913
9,046 0,525
6,77
18,0906
9,045 0,525
6,07
9,045 0,002
pH
6,99
pHmédio
6,53 0,35
Associado ao valor médio da concentração das soluções de cloreto de sódio preparadas,
apresentado também na Tabela 3-1, encontra-se a amplitude para estabelecer o intervalo que
contém, com 95 % de confiança, o valor esperado para a concentração. O mesmo tipo de
informação encontra-se associado ao valor médio do pH das soluções de cloreto de sódio
preparadas. Os intervalos de confiança para a concentração da solução aquosa de cloreto de
sódio e para o seu pH foram obtidos segundo o tratamento estatístico explicado no Anexo A1.
No que respeita à concentração de cada uma das soluções de cloreto de sódio, os erros padrão
foram obtidos segundo o método de cálculo apresentado no Anexo A2.
3.2
DETERMINAÇÃO DO COMPRIMENTO DE ONDA MÁXIMO
Sendo o fármaco usado neste estudo, o maleato de timolol, um composto susceptível de ser
quantificado espectrofotometricamente, efectuaram-se espectros de absorção de duas soluções
de maleato de timolol com concentrações diferentes e do solvente utilizado (solução aquosa
Andreia Susana Gomes da Silva
39
TRATAMENTO DE RESULTADOS E DISCUSSÃO
com cloreto de sódio a 9
), com vista a identificar o comprimento de onda para o qual
a absorvância apresenta um valor máximo
. Como o fármaco usado teve origens
diferentes (ver Tabela 2-3) a determinação do comprimento de onda máximo foi realizada
duas vezes. Na Figura 3-1 e na Figura 3-2, estão representados os espectros de absorvância
obtidos.
3,0
292 nm
λmáx
2,0
293 nm
λmáx
sol. de MT+
concentrada
sol. de MT concentrada
1,0
Aborvância
Aborvância
3,0
sol. de MT +
concentrada
2,0
sol. de MT concentrada
1,0
NaCl 9 mg/mL
0,0
NaCl 9 mg/mL
0,0
200
250
300
350
400
λ (nm)
Figura 3-1 - Espectro de absorvância de duas soluções de
maleato de timolol (MT) com concentrações diferentes
(utilizado nas membranas HEMA|MAA) e de uma
solução aquosa de NaCl com concentração de 9 mg/mL.
200
250
300
350
400
λ (nm)
Figura 3-2 - Espectro de absorvância de uma solução de
maleato de timolol (MT) com concentrações diferentes
(utilizado nas membranas HEMA|MMA) e de uma
solução aquosa de NaCl com concentração de 9 mg/mL.
Pela análise dos espectros de absorvância verificou-se que o comprimento de onda máximo
para o maleato de timolol utilizado nas membranas HEMA|MAA era de 292
usado nas membranas HEMA|MMA era de 293
e para que o
. Também se constata pela observação dos
espectros, que o solvente usado não afecta a quantificação do fármaco aos comprimentos de
onda mencionados, pois o valor da sua absorvância para o comprimento de onda máximo é
desprezável (sempre inferior a 0,026).
De notar que, para fármacos provenientes de fornecedores diferentes, obteve-se um
comprimento de onda máximo diferente, embora a diferença entre os dois valores não seja
muito significativa (inferior a 0,34 %).
40
Capítulo 3
3.3
ESTUDO DA DEGRADAÇÃO DO FÁRMACO
As membranas poliméricas incorporadas com maleato de timolol por oclusão sofrem o seu
processo de polimerização a 60
durante 24 horas. Com vista a verificar se o tratamento
térmico durante a preparação das membranas seria responsável pela degradação do fármaco,
foi realizado um pequeno estudo adicional. Assim, preparou-se uma solução de maleato de
timolol em soro fisiológico, com cerca de 0,07
24 horas a 60
, e colocou-se numa estufa durante
. Durante as 24 horas foram retiradas amostras para obter espectros de
absorvância e verificar se estes eram alterados durante o tratamento térmico e, assim,
constatar se o fármaco se degrada, ou não, com a temperatura. Na Figura 3-3 apresenta-se o
registo dos espectros de absorvância obtidos.
Absorvância
2,0
1,0
0,0
220
0h
3h
270
8h
24h
320
370
λ (nm)
Figura 3-3 - Espectros de absorvância da solução de maleato de timolol
(0,07 mg/mL) à temperatura de 60 °C, para diferentes períodos de tempo.
Pela observação do gráfico da Figura 3-3, verifica-se que os espectros de absorvância do
fármaco são semelhantes com o decorrer do tempo, o que indica que o fármaco não se
degrada durante o processo de polimerização das membranas, pelo que o maleato de timolol é
passível de ser impregnado por oclusão nas membranas poliméricas com as condições
utilizadas na polimerização.
3.4
RECTA DE CALIBRAÇÃO PARA A QUANTIFICAÇÃO DO FÁRMACO
A utilização de fármacos provenientes de fornecedores diferentes, levou, também, à execução
de duas rectas de calibração. Para isso, prepararam-se várias soluções de maleato de timolol
Andreia Susana Gomes da Silva
41
TRATAMENTO DE RESULTADOS E DISCUSSÃO
com concentrações diferentes conhecidas (soluções padrão) e procedeu-se à leitura das suas
absorvâncias ao comprimento de onda máximo de 292
e 293
, para o maleato de
timolol usado nas lentes de HEMA|MAA e HEMA|MMA, respectivamente (ver Figura 3-4 e
Figura 3-5). O valor das concentrações das soluções padrão preparadas, assim como a
incerteza associada, e as correspondentes absorvâncias encontram-se no Anexo B1.
1,2
y = 19,124x - 0,001
R² = 1
Absorvância
Absorvância
1,2
0,8
0,4
0,0
y = 21,655x + 0,008
R² = 0,9999
0,8
0,4
0,0
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0
Concentração maleato de timolol (mg/mL)
0,02
0,04
0,06
Concentração maleato de timolol (mg/mL)
Figura 3-4 - Recta de calibração para o maleato de timolol
usado nas membranas HEMA|MAA (λmáx = 292 nm).
Figura 3-5 - Recta de calibração para o maleato de timolol
usado nas membranas HEMA|MMA (λmáx = 293 nm).
É de grande importância avaliar os erros de que vêm afectados o declive e a ordenada na
origem das rectas de calibração obtidas pelo método dos mínimos quadrados. Por este motivo,
foram determinados os respectivos erros de acordo com o procedimento apresentado no
Anexo A3. Os valores obtidos dessa análise estão indicados na Tabela 3-2.
Tabela 3-2 - Valores dos declives e ordenadas na origem das rectas de calibração e seus erros associados.
Declive (
)
Ordenada na origem
3.5
CARACTERÍSTICAS
DAS
HEMA|MAA
HEMA|MAA
19,124 0,073
21,655 0,145
-0,001 0,002
0,008 0,003
MEMBRANAS
POLIMÉRICAS
DE
HEMA|MAA
E
DE
HEMA|MMA
As quantidades utilizadas de todos os compostos orgânicos na preparação das membranas
poliméricas de HEMA|MAA e HEMA|MMA encontram-se na Tabela 3-3. Tendo em
42
Capítulo 3
consideração os métodos de impregnação explicados anteriormente (ver subsecção 2.8) foi
necessário preparar membranas sem fármaco (designadas por brancas) e com fármaco
(oclusão).
Tabela 3-3 - Massa dos compostos orgânicos usados na preparação das membranas poliméricas de HEMA|MAA e
HEMA|MMA.
Composto
Membranas HEMA|MAA
Membranas HEMA|MMA
Brancas
Brancas
Oclusão
Oclusão
Base
10
10
10
5
HEMA
9,7133
9,7036
9,7002
4,8578
MAA
0,3021
0,3002
MMA
-
0,3044
0,1512
AIBN
0,0321
0,0319
0,0318
0,0163
EGDMA
0,0776
0,0787
0,0785
0,0405
Quando as membranas poliméricas foram retiradas dos respectivos moldes, procedeu-se à sua
pesagem antes de serem cortadas para constituírem as lentes a usar nas experiências. Após o
corte das membranas em discos e secagem dos mesmos, o conjunto das lentes de contacto
obtidas foi pesado. Os valores das pesagens efectuadas encontram-se na Tabela 3-4.
Tabela 3-4 - Massa das membranas poliméricas e das respectivas lentes de contacto cortadas.
Brancas
Oclusão
HEMA|MAA
Membrana
Lentes de
polimérica (
)
contacto (
)
8369,0
4542,1
7192,5
3929,8
HEMA|MMA
Membrana
Lentes de
polimérica (
)
contacto (
)
8269,9
4927,6
4070,9
2424,5
Com o objectivo de caracterizar as lentes de contacto obtidas, estas foram pesadas
individualmente e mediu-se o diâmetro e a espessura de cada lente. É de referir que, para cada
lente, foram realizadas quatro medidas do diâmetro e da espessura, de forma a minimizar os
erros associados a estas medidas.
Para ter uma noção da reprodutibilidade das medições efectuadas procedeu-se a um
tratamento estatístico (ver Anexo A1) das medidas realizadas, cujos valores se encontram no
Andreia Susana Gomes da Silva
43
TRATAMENTO DE RESULTADOS E DISCUSSÃO
Anexo B2. Na Tabela 3-5 encontram-se os valores médios das medidas efectuadas com os
limites de confiança associados (grau de confiança de 95 %).
Tabela 3-5 - Massa, diâmetro e espessura médias das lentes de contacto com as composições HEMA|MAA e
HEMA|MMA.
Lentes de
contacto
HEMA|MAA
Brancas
Oclusão
Massa
Diâmetro Espessura
Massa
Diâmetro Espessura
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
137,0 3,0 16,83 0,10 0,52 0,01 151,1 2,5 17,28 0,11 0,53 0,02
HEMA|MMA 134,3 3,2 16,96 0,13 0,49 0,01 127,8 5,1 17,08 0,20 0,47 0,01
As membranas poliméricas com fármaco por oclusão foram impregnadas com uma
quantidade conhecida de maleato de timolol que se apresenta na Tabela 3-6. Sabendo a
quantidade de fármaco retido nas membranas por oclusão e, admitindo que este está
distribuído uniformemente em toda a membrana, é possível obter uma estimativa da
quantidade de fármaco impregnada em cada uma das lentes obtidas da membrana polimérica.
A estimativa efectuada está patente na Tabela 3-6 para os dois tipos de lentes (HEMA|MAA e
HEMA|MMA).
Tabela 3-6 - Massa de fármaco inserido nas membranas poliméricas por oclusão e respectiva massa de fármaco por
lente e por massa de lente.
Massa de fármaco na membrana polimérica (
Massa de fármaco por lente (
HEMA|MAA
HEMA|MMA
20,7
10,0
0,435
0,314
2,878
2,456
)
)
Massa de fármaco por massa de lente
Para a obtenção das lentes com fármaco incorporado por soaking, tal como foi explicado na
subsecção 2.8, foram mergulhadas, individualmente, lentes brancas (10 unidades) com as duas
composições (HEMA|MAA e HEMA|MMA) em 5
em cloreto de sódio com cerca de 1
de uma solução de maleato de timolol
, durante 7 dias.
Carreira (2008) estudou a influência do tempo de soaking na impregnação de fármacos em
lentes de contacto, tendo chegado à conclusão que para um período de tempo de 4 dias, as
lentes de contacto absorviam maior quantidade de fármaco quando comparando com os
44
Capítulo 3
resultados obtidos para 2 dias de soaking. Como no decorrer desta investigação o tempo de
soaking não foi uma variável a estudar, optou-se por escolher um tempo suficientemente
longo de modo a que as lentes de contacto absorvessem o máximo possível de maleato de
timolol.
Periodicamente era recolhida uma amostra (0,5
) da solução para determinar a sua
concentração em maleato de timolol por espectrofotometria. Como a absorvância da amostra
retirada não se encontrava dentro dos limites para os quais a recta de calibração é válida, teve
de proceder-se a uma diluição da amostra de 1:50. Por se efectuar a diluição à amostra
retirada, a mesma não era devolvida à solução. A redução do volume da solução foi tida em
conta para efeitos de cálculo da massa de maleato de timolol que cada lente absorveu.
A variação da massa de maleato de timolol na solução ao longo do tempo e a massa
absorvida, por cada lente de contacto, com as composições HEMA|MAA e HEMA|MMA, é
apresentada na Tabela 3-7.
Tabela 3-7 - Variação da massa de maleato de timolol durante a impregnação do fármaco nas lentes de contacto
HEMA|MAA e HEMA|MMA e respectivas massas absorvidas pelas lentes.
HEMA|MAA
Massa de Maleato de
Massa
Timolol na solução (
) absorvida
(
)
0
48
168
HEMA|MMA
Massa de Maleato de
Massa
Timolol na solução (
) absorvida
(
)
0
48
168
1
5,690
5,333
4,709
0,981
4,721
4,494
3,989
0,732
2
5,572
5,154
4,725
0,847
4,717
4,463
4,023
0,693
3
5,764
5,315
4,749
1,016
4,736
4,420
4,013
0,723
4
5,782
5,254
4,729
1,053
4,732
4,444
3,989
0,743
5
5,721
5,416
4,690
1,031
4,732
4,313
3,992
0,740
Lente
De
acordo
com
a
informação
apresentada
na
Tabela
3-7
e
efectuando
um
tratamento estatístico aos resultados obtidos para a massa de maleato de timolol que cada
lente
de
contacto
absorveu,
constata-se
que
as
lentes
de
contacto
com
a
composição HEMA|MAA possuem 7,194 0,553
e, por sua vez, as lentes de contacto com a composição HEMA|MMA contêm
5,409 0,186
de maleato de timolol
Andreia Susana Gomes da Silva
de lente.
45
TRATAMENTO DE RESULTADOS E DISCUSSÃO
A principal diferença existente entre as lentes de contacto de composição HEMA|MAA e
HEMA|MMA tem a ver com a capacidade de repelir água. Sabe-se que o composto MMA é
considerado uma substância hidrofóbica e, por outro lado, o composto MAA é hidrofílico,
pelo que as lentes de contacto com composição HEMA|MAA terão maior afinidade com o
solvente (a água) e, portanto, mais facilmente absorverão o fármaco em solução (Lorenzo, et
al., 2002).
3.6
LIBERTAÇÃO CONTROLADA DE FÁRMACO
Como foi referido anteriormente, em ensaios preliminares o estudo da libertação do fármaco a
partir de lentes de contacto foi realizado durante um período de 48 horas. No decorrer das
48 horas de libertação do fármaco a absorvância de amostras do meio de libertação, que
percorriam a célula de quartzo no interior do espectrofotómetro, foi registada em períodos de
15 minutos. A recta de calibração, que relaciona a absorvância com a concentração do
maleato de timolol em solução, foi usada para determinar as respectivas concentrações e
representou-se a evolução da concentração do fármaco no meio de libertação com o tempo na
Figura 3-6, para duas lentes de contacto com composição HEMA|MAA impregnadas com
fármaco por oclusão.
Concentração (mg/mL)
0,016
0,012
0,008
0,004
Lente 1
Lente 2
0,000
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
Tempo (h)
Figura 3-6 - Perfil de libertação do maleato de timolol para as lentes 1 e 2
com a composição HEMA|MAA impregnadas com o fármaco por oclusão.
O perfil de libertação do maleato de timolol apresentado na Figura 3-6 mostra que a
concentração do fármaco no meio de libertação tende a aumentar de forma acentuada até às 5
horas de libertação, sendo a partir deste instante de tempo, o aumento da concentração menos
significativo, até se atingir um valor de concentração máximo que permanece constante.
46
Capítulo 3
O conhecimento da fracção de fármaco que é libertado, relativamente à quantidade de
fármaco incorporada inicialmente nas lentes de contacto, ao longo do tempo também é de
grande importância, pois a partir da sua representação gráfica é perceptível se as lentes
libertaram todo o fármaco que continham inicialmente.
A massa de fármaco libertado a partir das lentes de contacto é de fácil determinação, pois
conhece-se a concentração do maleato de timolol em solução a cada 15 minutos e também o
volume do meio de libertação que é constante (30
). Como já é conhecida a massa de
fármaco que cada lente possui pelos dois métodos de impregnação (ver Tabela 3-6 e Tabela
3-7), facilmente se obtém a fracção de fármaco libertado relativamente à quantidade inicial
existente em cada lente.
Na Figura 3-7 encontra-se representada a fracção do maleato de timolol libertado para um
período de 48 horas e para duas lentes de contacto com composição HEMA|MAA
incorporadas com fármaco por oclusão.
Fracção de fármaco libertado
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
24 horas
48 horas
0,0
0,0
10,0
20,0
30,0
Tempo (h)
40,0
Lente 1
Lente 2
Figura 3-7 - Fracção de fármaco libertado em função do tempo para duas
lentes HEMA|MAA, onde o maleato de timolol foi incorporado por
oclusão.
Pela análise do gráfico da Figura 3-7 denota-se que a percentagem de fármaco libertado ao
fim de 48 horas a partir da lente 1 é de 95,7% e da lente 2 é de 97,1%. Estes valores permitem
concluir que, ao fim de 48 horas de operação, se libertou grande parte do fármaco existente no
interior da lente de contacto.
Por outro lado, pela análise ainda da Figura 3-7, constata-se que, após 24 horas de libertação,
a percentagem de fármaco libertado foi de 92,8% e de 95,3% a partir da lente 1 e da lente 2,
respectivamente. Comparando estes valores com os obtidos ao fim de 48 horas de libertação,
Andreia Susana Gomes da Silva
47
TRATAMENTO DE RESULTADOS E DISCUSSÃO
conclui-se que as variações são pouco significativas (diferença de 2,9% para a lente 1 e 1,8%
para a lente 2), o que indica que nas últimas 24 horas de experiência a quantidade de fármaco
libertada é muito pequena. Por esta razão, optou-se por reduzir o tempo de libertação nas
experiências para 24 horas. A redução do tempo de libertação não afectará a determinação dos
coeficientes de difusão do maleato de timolol na membrana polimérica, pois estes serão
determinados a partir da informação recolhida no início da libertação.
Para além das experiências de libertação do maleato de timolol a partir de lentes de contacto
impregnadas com o fármaco pelas duas vias de impregnação (oclusão e soaking), também se
efectuaram experiências com a duração de 24 horas com lentes brancas (lentes sem fármaco).
Este tipo de ensaio foi realizado com o intuito de verificar se com lentes brancas e, portanto,
na ausência de fármaco, a absorvância do meio onde ocorre a libertação se mantinha
constante, para garantir que este não interfere na absorvância lida durante a libertação do
fármaco a partir das lentes.
Na Figura 3-8 apresenta-se a absorvância lida no meio de libertação ao longo do tempo em
ensaios realizados com lentes brancas (sem fármaco) e com lentes com fármaco adicionado
por oclusão e soaking.
Absorvância
0,30
0,20
Lente | Branca
Lente | Oclusão
0,10
Lente | Soaking
0,00
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
Tempo (h)
Figura 3-8 - Evolução da absorvância do meio de libertação com o tempo
(para λmáx = 292 nm) para ensaios com lentes brancas e lentes com
fármaco incorporado por oclusão e soaking (composição das lentes
HEMA|MAA).
Observando o gráfico da Figura 3-8 verifica-se que a absorvância da solução onde a lente
branca está imersa tende aumentar até cerca de 0,017 ao fim de 16,5 horas, mantendo-se
depois o valor aproximadamente constante. Um dos possíveis factores que pode explicar este
48
Capítulo 3
pequeno aumento da absorvância do meio, quando se usam lentes brancas, será a dissolução
de pequenas quantidades de monómero que não reagiram durante a polimerização. A
absorvância da solução onde as lentes com fármaco estão imersas atinge um valor máximo de
0,256, quando o maleato de timolol foi adicionado por oclusão e de 0,284 quando aquele foi
incorporado por soaking. De salientar que, no início do processo de libertação era sempre
efectuado o autozero no espectrofotómetro, de modo a que a absorvância do meio de
libertação não interfira na quantificação do fármaco.
Embora, como foi referido anteriormente, se detecte um pequeno aumento da absorvância da
solução onde as lentes brancas estão imersas considerou-se que este aumento não interferia na
leitura da absorvância das soluções onde as lentes com fármaco, obtidas por oclusão e soaking
do maleato de timolol, estão imersas.
3.7
DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE DIFUSÃO
O modelo usado para o cálculo do coeficiente de difusão centrou-se na suposição de
comportamento Fickiano para a difusão do fármaco do interior das lentes de contacto para o
meio de libertação, tal como foi apresentado na subsecção 2.9.
Em seguida ir-se-á apresentar os coeficientes de difusão obtidos para os dois tipos de
impregnação do fármaco nas lentes de contacto e para os dois tipos de lentes preparadas
(HEMA|MAA e HEMA|MMA). De salientar que, todas as representações gráficas que
evidenciam o ajuste linear, para os períodos iniciais de libertação do fármaco, à curva
versus
para cada lente se encontra no Anexo B3.
É de referir que, as experiências realizadas para a determinação do coeficiente de difusão do
maleato de timolol foram feitas com 5 lentes semelhantes, nas mesmas condições de
libertação, para verificar a reprodutibilidade dos resultados obtidos.
3.7.1
3.7.1.1
LENTES DE CONTACTO IMPREGNADAS COM FÁRMACO POR OCLUSÃO
LENTES DE CONTACTO DE COMPOSIÇÃO HEMA|MAA
Com o objectivo de determinar o coeficiente de difusão, e tal como foi descrito em 2.9,
representa-se na Figura 3-9 a fracção de fármaco libertado em função da raiz quadrada do
tempo, para as 24 horas de duração das experiências de libertação efectuadas com as lentes
Andreia Susana Gomes da Silva
49
TRATAMENTO DE RESULTADOS E DISCUSSÃO
com composição HEMA|MAA, onde o fármaco foi incorporado por oclusão. É de salientar
que,
nesta representação corresponde à quantidade de fármaco libertado ao fim de um
período de tempo suficientemente grande, a tender para infinito, e que, no presente estudo, foi
considerado como sendo a quantidade de fármaco libertado ao fim de 24 horas.
1,0
5 horas
M/M∞
0,8
0,6
Lente 1
Lente 2
Lente 3
Lente 4
Lente 5
0,4
0,2
0,0
0
100
200
t1/2
(s1/2)
Figura 3-9 - M/M∞ versus t1/2 para 5 lentes HEMA|MAA diferentes onde o
fármaco foi incorporado por oclusão (M ∞ igual à massa libertada ao fim
de 24 horas).
Por observação da representação gráfica da Figura 3-9, obtida para as experiências realizadas
com as 5 lentes semelhantes nas mesmas condições de libertação do fármaco, pode-se notar
que existe reprodutibilidade entre as experiências, pois as curvas
versus
apresentam-se praticamente sobrepostas.
Como seria de esperar, para tempos relativamente pequenos, a evolução de
com
apresenta um comportamento linear, tal como se pode constatar no gráfico da Figura 3-9.
Segundo alguns autores (Ali (2007), Almeida et al. (2007), García et al. (2004)), a Equação
(1-28) só pode ser aplicada até valores de
igual a 0,65 ou 0,50. No presente estudo, e
de acordo com os resultados experimentais apresentados no gráfico anterior,
0,65
corresponde a aproximadamente 5 horas de libertação (21 % do tempo total) e as curvas não
apresentam um comportamento linear durante esse período de tempo (ver Figura 3-9).
Como o coeficiente de difusão é obtido pelo declive da recta tangente à curva
versus
, para tempos de libertação curtos, optou-se por efectuar uma análise de sensibilidade ao
declive. Assim, fez-se um ajuste aos resultados experimentais onde visualmente a evolução
versus
50
é linear e, também, foram ajustados os resultados correspondentes a 4 e
Capítulo 3
9 % do tempo total decorrido durante a libertação do fármaco, para verificar qual a
interferência do período de tempo considerado no declive obtido.
Na Tabela 3-8 encontra-se o declive da recta que melhor se ajusta à curva
versus
nos três períodos de tempo considerados para as 5 lentes de composição HEMA|MAA
impregnadas com fármaco por oclusão. Nesta tabela também se encontram os erros
associados ao declive. As respectivas rectas que originaram os declives onde visualmente a
evolução
versus
é linear apresentam-se no Anexo B3.1.
Tabela 3-8 – Declive da recta ajustada à curva M t/M∞ versus t1/2, para três períodos de tempo diferentes, para as 5
lentes de contacto HEMA|MAA com fármaco incorporado por oclusão.
Período
Declive
e versus
(
)
de
Lente 1
Lente 2
Lente 3
Lente 4
Lente 5
tempo
Visual 0,0070 0,0006 0,0072 0,0005 0,0069 0,0008 0,0069 0,0005 0,0053 0,0002
4 % do
0,0069 0,0021 0,0072 0,0014 0,0079 0,0008 0,0072 0,0015 0,0058 0,0016
total
9 % do
0,0070 0,0006 0,0071 0,0005 0,0067 0,0008 0,0069 0,0005 0,0054 0,0004
total
Analisando a Tabela 3-8 constata-se que os declives das rectas ajustadas à curva
versus
que foram obtidos com os diferentes períodos de tempo considerados, para as 5
lentes HEMA|MAA com fármaco impregnado por oclusão, não diferem significativamente
uns dos outros. É de realçar que, os períodos de tempo assumidos por inspecção visual do
comportamento linear das curvas se encontram no intervalo de 8 a 15 % do tempo total da
experiência, o que correspondeu em média a um valor de
de aproximadamente 0,59.
Pela observação da Tabela 3-8 verifica-se que embora os declives obtidos sejam próximos
para os diferentes períodos de tempo considerados, os erros associados ao declive calculado
com menor número de pontos experimentais aumentam consideravelmente para todas as
lentes, excepto para a lente 3.
Tendo em conta esta análise apresentada de sensibilidade do declive, optou-se por usar o
declive da recta que melhor se ajusta à curva
versus
para o período de tempo
onde visualmente esta apresenta um comportamento linear, para determinar os coeficientes de
difusão. Na Tabela 3-9 apresentam-se os coeficientes de difusão do maleato de timolol para as 5
lentes HEMA|MAA, incorporadas com fármaco por oclusão, com os respectivos erros associados.
Andreia Susana Gomes da Silva
51
TRATAMENTO DE RESULTADOS E DISCUSSÃO
Tabela 3-9 - Coeficientes de difusão do maleato de timolol paras as 5 lentes de contacto HEMA|MAA incorporadas
com fármaco por oclusão e respectivos erros associados.
Coeficiente de difusão
1012
Lente 1
Lente 2
Lente 3
Lente 4
Lente 5
2,68 0,22
2,82 0,18
2,61 0,27
2,58 0,18
1,55 0,08
Da Tabela 3-9 verifica-se que os coeficientes de difusão se aproximam nas primeiras quatro
lentes e a lente 5 apresenta um coeficiente de difusão mais baixo, pelo que se deve decidir
quanto à sua rejeição. Para isso aplicou-se um método para identificar outliers baseado na
distância interquartis, que se encontra explicado no Anexo A4.
Na Figura 3-10 está representado o diagrama de extremos e quartis, que inclui a mediana, o 1º
e 3º quartil e as barreiras de outliers, e ilustra de forma clara a dispersão dos resultados
obtidos; 50 % dos valores são inferiores a 2,61 10-12
e 75 % são inferiores a 2,68 10-12
, 25 % são inferiores a 2,58 10-12
. O valor do coeficiente obtido para a lente 5
encontra-se fora do intervalo definido pelas barreiras de outliers, pelo que se trata de um valor
Coeficiente de difusão x 1012 (m2/s)
discordante e será rejeitado.
3,2
2,8
2,4
2,0
1,6
1,2
0,8
HEMA|MAA oclusão
Figura 3-10 - Diagrama de extremos e quartis incluindo as barreiras de
outliers para os coeficientes de difusão obtidos com as lentes HEMA|MAA
impregnadas com o fármaco por oclusão.
Os valores dos coeficientes de difusão do maleato de timolol considerados válidos estão,
agora, representados sob uma forma gráfica na Figura 3-11. Nesta representação gráfica
também se encontram os erros associados ao cálculo do coeficiente de difusão do fármaco,
bem como, o seu valor médio e erro padrão.
52
Coeficiente de difusão (D) x 1012 (m2/s)
Capítulo 3
3,0
2,0
1,0
Lente 1
Lente 2
Lente 3
Lente 4
Média
2,67x10-12
0,0
Figura 3-11 - Representação gráfica dos valores do coeficiente de difusão
do maleato de timolol em 4 lentes de composição HEMA|MAA, com
fármaco incorporado por oclusão, e do valor médio correspondente com
os respectivos erros associados.
O valor médio obtido para o coeficiente de difusão é de 2,67 10-12
0,17 10-12
e o erro padrão é de
, pelo que o valor médio tem 95 % de probabilidade de se encontrar no
intervalo com limites 2,50 10-12
e 2,84 10-12
. A diferença máxima entre os
valores é de 9,0 %, relativamente ao valor médio. Quando se compara os coeficientes de
difusão correspondentes às lentes com o fármaco adicionado por oclusão, intrinsecamente
admite-se que, quando as membranas poliméricas foram preparadas, o fármaco ficou
distribuído uniformemente por toda a placa, o que na prática pode não ter acontecido. Este
poderá ser um factor que explique a diferença entre os valores dos coeficientes de difusão
obtidos para as 5 lentes.
No estudo apresentado por Fonseca (2003) foram determinados coeficientes de difusão para o
maleato de timolol incorporado por oclusão em hidrogéis de gelatina com diversos
reticulantes. Este estudo refere coeficientes de difusão na ordem de 0,56 10-12
1,11 10-12
a
. Embora não se possa comparar directamente o coeficiente de difusão obtido
experimentalmente neste estudo com o determinado por Fonseca (2003), pois a membrana
onde ocorre a difusão é diferente, pode-se afirmar que os coeficientes apresentam a mesma
ordem de grandeza.
García et al. (2004) no seu estudo determinou o coeficiente de difusão para o maleato de
timolol impregnado por soaking numa membrana polimérica composta por HEMA, tendo
Andreia Susana Gomes da Silva
53
TRATAMENTO DE RESULTADOS E DISCUSSÃO
chegado ao valor de (5,30 0,02) 10-12
. Mais uma vez não se pode comparar
directamente os coeficientes de difusão obtidos com os indicados por García et al. (2004)
devido às diferentes composições da membrana polimérica, condições usadas durante a
polimerização e impregnação do fármaco, mas pode-se afirmar também, que estão dentro da
mesma ordem de grandeza.
3.7.1.2
LENTES DE CONTACTO DE COMPOSIÇÃO HEMA|MMA
Sendo um dos objectivos deste estudo avaliar o coeficiente de difusão do maleato de timolol,
adicionado pelo mesmo método de impregnação, em lentes de contacto com diferentes
composições, na Figura 3-12 apresenta-se, agora, a fracção de maleato de timolol libertado
em função da raiz quadrada do tempo de libertação para as lentes de contacto com
composição HEMA|MMA impregnadas com fármaco por oclusão.
1,0
M/M∞
0,8
0,6
Lente 1
Lente 2
0,4
Lente 3
Lente 4
0,2
Lente 5
0,0
0
50
100
150
200
250
300
t1/2 (s1/2)
Figura 3-12 - M/M∞ versus t1/2 para 5 lentes HEMA|MMA diferentes onde
o fármaco foi incorporado por oclusão
No gráfico da Figura 3-12, tal como se verificou na Figura 3-9, a evolução da curva
versus
apresenta comportamento linear para períodos de tempo reduzidos. Assim, para
cada uma das 5 lentes foi efectuado um ajuste aos resultados experimentais onde visualmente
a evolução
versus
é linear.
Na Tabela 3-10 encontra-se o declive obtido pelo método dos mínimos quadrados, bem como
os coeficientes de difusão do fármaco para as 5 lentes de contacto HEMA|MMA impregnadas
com maleato de timolol por oclusão e respectivos erros associados.
54
Capítulo 3
Tabela 3-10 - Declive da recta obtida pela representação gráfica M t/M∞ versus t1/2, coeficientes de difusão do fármaco
e respectivos erros associados para as lentes de contacto HEMA|MMA impregnadas com maleato de timolol por
oclusão.
Lente 1
Lente 2
Lente 3
Lente 4
Lente 5
Declive
0,0072 0,0007 0,0069 0,0006 0,0084 0,0009 0,0066 0,0006 0,0074 0,0007
(
)
D 1012
2,18 0,19
2,05 0,16
3,00 0,26
1,85 0,16
2,35 0,19
O período de tempo que permitiu obter o ajuste da recta que melhor se adequou aos resultados
experimentais ficou compreendido entre os 7 e 10 % das 24 horas totais de libertação, o que
correspondeu, em média, a um valor de
Os períodos de tempo para o qual a curva
de aproximadamente 0,62.
versus
apresenta comportamento linear
para as lentes de contacto impregnadas com fármaco por oclusão com a composição
HEMA|MMA são semelhantes aos obtidos para lentes de contacto com mesmo tipo
impregnação e composição HEMA|MAA. Relativamente aos valores de
quais as curvas
versus
, para os
apresentam comportamento linear estão de acordo com os
dados bibliográficos indicados por Ali (2007), Almeida et al. (2007) e García et al. (2004),
tanto para as lentes de contacto de composição HEMA|MAA e HEMA|MMA, ambas
incorporadas com fármaco por oclusão.
Os valores dos coeficientes de difusão obtidos para as 5 lentes HEMA|MMA com fármaco
por oclusão (ver Tabela 3-10) são próximos, exceptuando o valor encontrado para a lente 3.
Aplicando o método já utilizado na secção anterior para identificação de outliers verifica-se
que o valor do coeficiente de difusão obtido para a lente 3 deve ser rejeitado. No diagrama de
extremos e quartis da Figura 3-13 está patente que este resultado ultrapassa a barreira superior
de outliers, pelo que será ignorado no tratamento seguinte.
Andreia Susana Gomes da Silva
55
Coeficiente de difusão x 1012 (m2/s)
TRATAMENTO DE RESULTADOS E DISCUSSÃO
3,2
2,8
2,4
2,0
1,6
1,2
0,8
HEMA|MMA oclusão
Figura 3-13 - Diagrama de extremos e quartis incluindo as barreiras de
outliers para os coeficientes de difusão com as lentes HEMA|MMA
impregnadas com o fármaco por oclusão.
Os valores dos coeficientes de difusão obtidos para as 4 lentes de contacto de composição
HEMA|MMA impregnadas com maleato de timolol por oclusão encontram-se apresentados
sob uma forma gráfica na Figura 3-14. Nesta representação gráfica também se encontra o
valor médio obtido para o coeficiente de difusão do fármaco, tal como todos os erros
Coeficiente de difusão (D) x 1012 (m2/s)
associados a cada uma das lentes e ao valor médio.
3,0
2,0
1,0
Lente 1
Lente 2
Lente 4
Lente 5
Média
2,11x10-12
0,0
Figura 3-14 - Representação gráfica dos valores do coeficiente de difusão
do maleato de timolol em 4 lentes de contacto com composição
HEMA|MMA, com fármaco incorporado por oclusão, e do valor médio
correspondente com os respectivos erros associados.
56
Capítulo 3
O valor médio calculado para o coeficiente de difusão do maleato de timolol é de
(2,11 0,33) 10-12
e a diferença máxima entre os valores é de 23,7 %, relativamente à
média.
Comparando os coeficientes de difusão obtidos para os dois tipos de lentes de contacto com
maleato de timolol incorporado por oclusão (ver Figura 3-11 e Figura 3-14), conclui-se que as
lentes de composição HEMA|MAA apresentam coeficientes de difusão superiores. A razão
para tal acontecer poderá estar relacionada com a composição das membranas. As lentes
HEMA|MMA são mais hidrofóbicas quando comparadas com as lentes HEMA|MAA, pelo
que estas últimas possuem uma maior afinidade com o meio de libertação, fazendo com que
se liberte mais rapidamente o fármaco. A diferença entre os valores médios do coeficiente de
difusão obtido para os dois tipos de lente é de 26,5 %, relativamente ao valor correspondente
às lentes mais hidrofóbicas (HEMA|MMA). O aumento não muito significativo do valor
médio do coeficiente de difusão do maleato de timolol verificado nas lentes mais hidrofílicas
deverá estar relacionado com a percentagem reduzida (apenas 3 %, em massa) de MAA na
composição da membrana polimérica a partir da qual as lentes foram obtidas.
3.7.2
LENTES DE CONTACTO IMPREGNADAS COM FÁRMACO POR SOAKING
O tratamento efectuado aos resultados experimentais obtidos para as lentes de contacto
incorporadas com fármaco por soaking foi o mesmo aplicado aos resultados obtidos com o
outro método de impregnação (oclusão), e que foi apresentado anteriormente.
3.7.2.1
LENTES DE CONTACTO DE COMPOSIÇÃO HEMA|MAA
A fracção de fármaco libertado por 5 lentes de contacto de composição HEMA|MAA
incorporadas com fármaco por soaking em função da raiz quadrada do tempo, está
representada na Figura 3-15.
Andreia Susana Gomes da Silva
57
TRATAMENTO DE RESULTADOS E DISCUSSÃO
1,0
M/M∞
0,8
0,6
Lente 1
Lente 2
0,4
Lente 3
Lente 4
0,2
Lente 5
0,0
0
50
100
150
200
250
300
t1/2 (s1/2)
Figura 3-15 - M/M∞ versus t1/2 para 5 lentes HEMA|MAA diferentes onde
o fármaco foi incorporado por soaking.
Tal como se verificou para as lentes de contacto HEMA|MAA impregnadas com maleato de
timolol por oclusão apenas para tempos de libertação reduzidos é que o comportamento da
curva
versus
se apresentou linear. Os declives do ajuste aos resultados
experimentais onde visualmente a curva
e versus
apresenta um comportamento
linear, os coeficientes de difusão obtidos e os respectivos erros associados a cada um deles,
encontram-se na Tabela 3-11.
Tabela 3-11 - Declive da recta ajustada à curva Mt/M∞ versus t1/2, coeficiente de difusão do fármaco e respectivos erros
associados para as lentes de contacto HEMA|MAA impregnadas com maleato de timolol por soaking.
Lente 1
Lente 2
Lente 3
Lente 4
Lente 5
Declive
0,0056 0,0002 0,0058 0,0003 0,0047 0,0001 0,0055 0,0002 0,0051 0,0001
(
)
D 1012
1,68 0,06
1,79 0,08
1,17 0,03
1,59 0,06
1,40 0,03
O comportamento da curva
versus
(ver Figura 3-15) apresentou-se linear durante
períodos de tempo correspondentes a 14-18 % das 24 horas totais de libertação, o que
equivale, em média, a um valor aproximado de
de 0,60.
De acordo com os declives apresentados na Tabela 3-11 constata-se que, os valores
encontrados para as 5 lentes são razoavelmente próximos (diferença máxima de 23,4 %).
58
Capítulo 3
Na Figura 3-16 apresentam-se os coeficientes de difusão para o maleato de timolol obtidos
para as 5 lentes de contacto HEMA|MAA, com o fármaco incorporado por soaking, e o valor
médio correspondente (1,52 10-12
), bem como o erro associado. A diferença máxima
entre os valores do coeficiente de difusão obtidos para as 5 lentes semelhantes é de 40,8 %,
relativamente ao valor médio, pelo que se conclui que a dispersão dos resultados é agora
Coeficiente de difusão (D) x 1012 (m2/s)
maior, quando o fármaco é adicionado por soaking.
3,0
2,0
1,0
Lente 1
Lente 2
Lente 3
Lente 4
Média
Lente 5 1,52x10-12
0,0
Figura 3-16 - Representação gráfica dos valores do coeficiente de difusão
do maleato de timolol em 5 lentes de contacto com composição
HEMA|MAA, com fármaco incorporado por soaking, e do valor médio
correspondente com os respectivos erros associados.
Pela análise da Figura 3-16 verifica-se que os coeficientes de difusão do maleato de timolol
obtidos paras as lentes de contacto HEMA|MAA com fármaco incorporado por soaking,
apesar de apresentarem uma maior dispersão, são sempre inferiores aos coeficientes obtidos
para o mesmo tipo de lentes, mas onde o fármaco foi incorporado por um método diferente
(ver Figura 3-11), pelo que o processo de difusão do fármaco será mais rápido para as lentes
com o fármaco adicionado por oclusão. No entanto, a comparação directa entre os valores
obtidos para o coeficiente de difusão do fármaco deverá ser feita com precaução, pois como
se pode constatar da Tabela 3-6 e da Tabela 3-7 a quantidade de maleato de timolol
adicionado às lentes quando se usa o método da oclusão é consideravelmente inferior (cerca
de metade) ao verificado no caso de se adicionar o fármaco por soaking.
Andreia Susana Gomes da Silva
59
TRATAMENTO DE RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.7.2.2
LENTE DE CONTACTO DE COMPOSIÇÃO HEMA|MMA
A representação gráfica da fracção de fármaco libertado em função da raiz quadrada do tempo
de libertação para 5 lentes de contacto HEMA|MMA impregnadas com maleato de timolol
por soaking apresenta-se na Figura 3-17.
1,0
M/M∞
0,8
0,6
Lente 1
Lente 2
0,4
Lente 3
Lente 4
0,2
Lente 5
0,0
0
50
100
150
200
250
300
t1/2 (s1/2)
Figura 3-17 - M/M∞ versus t1/2 para 5 lentes HEMA|MMA diferentes onde
o fármaco foi incorporado por soaking.
Mais uma vez, se verifica que, para períodos de tempo pequenos, a evolução da curva
versus
é linear. O declive da recta que melhor se ajusta aos resultados experimentais para
cada uma das 5 lentes de contacto de HEMA|MMA com fármaco impregnado por soaking,
bem como os coeficientes de difusão obtidos e os respectivos erros de que vêm associados
encontra-se na Tabela 3-12.
Tabela 3-12 - Declive da recta ajustada à curva Mt/M∞ versus t1/2, coeficientes de difusão do fármaco obtidos e
respectivos erros associados para as lentes de contacto HEMA|MMA impregnadas com maleato de timolol por
soaking.
Lente 1
Lente 2
Lente 3
Lente 4
Lente 5
Declive
0,0064 0,0004 0,0065 0,0004 0,0069 0,0007 0,0061 0,0005 0,0062 0,0004
(
)
D 1012
1,92 0,12
1,54 0,06
1,35 0,11
0,91 0,06
1,15 0,05
A linearidade de
com
, visível na Figura 3-17, foi observada até um instante de
tempo correspondente a cerca de 14-16 % das 24 horas de libertação, obtendo-se um valor
para
60
de aproximadamente 0,66. Assim, pode dizer-se que os valores de
Capítulo 3
sugeridos por Ali (2007), Almeida et al. (2007) e García et al. (2004), para ser possível usar a
Equação (1-28), foram garantidos em todas as experiências realizadas neste estudo.
Na Figura 3-18 encontram-se os coeficientes de difusão obtidos para as 5 lentes de contacto
HEMA|MMA impregnadas com fármaco por soaking, o seu valor médio (1,37 10-12
)e
os respectivos erros associados. A dispersão dos resultados obtidos está patente na Figura
Coeficiente de difusão (D) x 1012 (m2/s)
3-18, sendo a diferença máxima entre os valores de 73,7 % relativamente à média.
3,0
2,0
1,0
Lente 1
Lente 2
Lente 3
Lente 4
Média
Lente 5 1,37x10-12
0,0
Figura 3-18 - Representação gráfica dos valores do coeficiente de difusão
do maleato de timolol em 5 lentes de contacto com composição
HEMA|MMA, com fármaco incorporado por soaking, e do valor médio
correspondente com os respectivos erros associados.
Tal como se verificou para as lentes de contacto com composição HEMA|MAA, também para
as lentes HEMA|MMA incorporadas com fármaco por soaking, os coeficientes de difusão
calculados são sempre inferiores aos coeficientes obtidos para lentes de contacto incorporadas
com fármaco por oclusão (ver Figura 3-14 e Figura 3-18). No entanto, é de referir que, tal
como aconteceu com as lentes HEMA|MAA, a quantidade de fármaco adicionada quando se
usa o método de incorporação por soaking é cerca do dobro da que é adicionada por oclusão.
Andreia Susana Gomes da Silva
61
TRATAMENTO DE RESULTADOS E DISCUSSÃO
Com o objectivo de facilitar a comparação final entre os coeficientes de difusão obtidos para
os dois tipos de lentes e para os dois modos de incorporação do fármaco nas lentes, apresenta-
Coeficiente de difusão x 1012 (m2/s)
-se na Figura 3-19 o diagrama de extremos e quartis paras as diferentes situações estudadas.
3,2
2,8
2,4
2,0
1,6
1,2
0,8
HEMA|MAA HEMA|MAA HEMA|MMA HEMA|MMA
oclusão
soaking
oclusão
soaking
Figura 3-19 - Diagrama de extremos e quartis com as barreiras de outliers
para os coeficientes de difusão obtidos com os dois tipos de lentes
(HEMA|MAA e HEMA|MMA) e para os dois tipos de impregnação de
fármaco (oclusão e soaking).
Os pontos (a cinza) indicados (outliers) no diagrama da Figura 3-19, correspondem aos
valores do coeficiente de difusão que foram rejeitados. Da Figura 3-19 é evidente o efeito da
composição das lentes no valor do coeficiente de difusão para o maleato de timolol. As lentes
de composição HEMA|MAA, mais hidrofílicas, apresentam coeficientes de difusão do
fármaco mais elevados do que as lentes de composição HEMA|MMA, mais hidrofóbicas,
independentemente do método usado para incorporar o maleato de timolol. Este resultado era
de esperar, pois uma maior afinidade do polímero que constitui as lentes com o meio de
libertação facilita a difusão do fármaco no interior das lentes.
Outra constatação da Figura 3-19 diz respeito à influência do modo como o fármaco é
incorporado na matriz polimérica no valor do coeficiente de difusão obtido. Verifica-se que,
quando o fármaco é adicionado por soaking, a sua posterior libertação está mais dificultada,
pelo que os coeficientes de difusão são inferiores aos obtidos para o caso em que o maleato é
adicionado por oclusão. Este resultado também já foi referido por Fonseca (2003) e explicou
que, como o fármaco adicionado às membranas poliméricas por oclusão se encontra muitas
vezes à superfície do polímero a sua posterior libertação é mais facilitada dando origem a
62
Capítulo 3
coeficientes de difusão superiores, enquanto que quando o fármaco é adicionado às lentes de
contacto por soaking este se liga intimamente ao polímero o que dificulta a sua libertação.
Da Figura 3-19 também é patente a dispersão de resultados obtidos para algumas das
situações estudadas, pelo que teria sido vantajoso realizar um maior número de experiências
com o mesmo tipo de lente e simultaneamente tentar diminuir a variabilidade da massa de
fármaco adicionado por massa de lente.
3.8
DETERMINAÇÃO DO TIPO DE DIFUSÃO
Tendo em conta que, para a determinação dos coeficientes de difusão se assumiu um
comportamento Fickiano para a difusão do maleato de timolol nas lentes de contacto é de todo
o interesse verificar a legitimidade desta suposição. Para verificar qual o tipo de difusão usou-se a metodologia explicada na subsecção 2.9.
É de realçar que, todas as representações gráficas que permitiram obter o parâmetro
para
cada uma das lentes se encontra no Anexo B4.
3.8.1
LENTES DE CONTACTO DE COMPOSIÇÃO HEMA|MAA
Na Figura 3-20 e na Figura 3-21 apresenta-se a representação, numa escala logarítmica, da
fracção de fármaco libertada em função do tempo para as lentes de contacto HEMA|MAA
com o fármaco adicionado por oclusão e soaking, respectivamente.
3,0
3,5
4,0
5,0
Lente 1
Lente 2
Lente 3
Lente 4
Lente 5
-0,6
-1,0
-1,4
4,5
log t
Figura 3-20 - Log M/M∞ versus log t para as 5 lentes de
contacto de composição HEMA|MAA impregnadas com
fármaco por oclusão.
Andreia Susana Gomes da Silva
-0,2 2,5
log M/M∞
log M/M∞
-0,2 2,5
3,0
3,5
4,0
5,0
Lente 1
Lente 2
Lente 3
Lente 4
Lente 5
-0,6
-1,0
-1,4
4,5
log t
Figura 3-21 - Log M/M∞ versus log t para as 5 lentes de
contacto de composição HEMA|MAA impregnadas com
fármaco por soaking.
63
TRATAMENTO DE RESULTADOS E DISCUSSÃO
As representações logarítmicas da fracção de fármaco libertado em função do tempo de
libertação para as lentes de contacto de composição HEMA|MAA, impregnadas com fármaco
por oclusão e por soaking, mostram um comportamento linear para valores de
compreendidos entre 3 e 4 (aproximadamente), como seria de esperar, pois só se pode aplicar
a Equação (1-31) até um valor de
igual a 0,60, como foi referido anteriormente. O
declive obtido do ajuste linear aos resultados experimentais naquele período de tempo é igual
ao parâmetro
que permite caracterizar o tipo de difusão. Assim, determinou-se a recta que
melhor se ajustava aos resultados experimentais apresentados na Figura 3-20 e na Figura
3-21, onde visualmente estes possuem um comportamento linear e determinaram-se também
os erros associados aos parâmetros ajustados. Os valores mencionados estão indicados na
Tabela 3-13.
Tabela 3-13 - Parâmetro n para as lentes de contacto com a composição HEMA|MAA e respectivos erros associados.
Parâmetro
Tipo de
impregnação
Lente 1
Lente 2
Lente 3
Lente 4
Lente 5
Oclusão
0,60 0,08
0,54 0,05
0,39 0,04
0,53 0,06
0,42 0,02
Soaking
0,58 0,01
0,61 0,02
0,50 0,01
0,58 0,03
0,54 0,01
Pela análise da Tabela 3-13, pode concluir-se que, a difusão do maleato de timolol nas lentes
de contacto HEMA|MAA incorporadas com fármaco tanto por oclusão como por soaking,
pode ser traduzida por um mecanismo de difusão Fickiana, pois o parâmetro
calculado
apresenta um valor próximo de 0,5 (diferenças inferiores a 22 %), tido como referência para
ser aplicável a segunda lei de Fick.
3.8.2
LENTES DE CONTACTO DE COMPOSIÇÃO HEMA|MMA
Foi efectuado o mesmo estudo para determinar o tipo de difusão do maleato de timolol nas
lentes de composição HEMA|MMA. Na Figura 3-22 e na Figura 3-23 encontram-se as
representações gráficas do logaritmo da fracção de maleato de timolol libertada em função do
logaritmo do tempo de libertação para as lentes com o fármaco incorporado por oclusão e
soaking, respectivamente.
64
Capítulo 3
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
-0,2 2,5
log M/M∞
log M/M∞
-0,2 2,5
Lente 1
Lente 2
Lente 3
Lente 4
Lente 5
-0,6
-1,0
-1,4
Figura 3-22 - Log M/M∞ versus Log t para as 5 lentes de
contacto de composição HEMA|MMA impregnadas com
fármaco por oclusão.
3,5
4,0
4,5
5,0
Lente 1
Lente 2
Lente 3
Lente 4
Lente 5
-0,6
-1,0
-1,4
log t
3,0
log t
Figura 3-23 - Log M/M∞ versus Log t para as 5 lentes de
contacto de composição HEMA|MMA impregnadas com
fármaco por soaking.
As representações gráficas anteriores apresentam comportamento linear para valores de
compreendidos entre 3 e 4 (aproximadamente), tal como se verificou anteriormente para as
lentes de composição HEMA|MAA. Assim, o declive da recta que melhor se ajusta aos
resultados experimentais permite obter os valores de , que estão apresentados na Tabela 3-14
com os respectivos erros associados.
Tabela 3-14 - Parâmetro n para as lentes de contacto com a composição HEMA|MMA e respectivos erros associados.
Parâmetro
Tipo de
impregnação
Lente 1
Lente 2
Lente 3
Lente 4
Lente 5
Oclusão
0,58 0,09
0,61 0,08
0,50 0,07
0,55 0,08
0,53 0,07
Soaking
0,82 0,07
0,73 0,06
0,86 0,13
0,80 0,04
0,79 0,06
De acordo com os valores obtidos do parâmetro
para as lentes HEMA|MMA incorporadas
com fármaco por oclusão, pode constatar-se que a diferença máxima encontrada,
relativamente ao valor de referência, para se considerar comportamento Fickiano para a
difusão, é de 22 %.
Os valores do parâmetro
indiciam que a difusão do maleato de timolol nas lentes de
contacto HEMA|MMA com fármaco incorporado por soaking possa não ser Fickiana, pois os
valores do parâmetro
afastam-se do valor de referência 0,5 (diferenças superiores a 46 %).
Andreia Susana Gomes da Silva
65
TRATAMENTO DE RESULTADOS E DISCUSSÃO
Comparando os valores do parâmetro
para a difusão do fármaco nas lentes de contacto com
as duas composições diferentes verifica-se que, para as lentes HEMA|MMA com fármaco
incorporado por soaking, estes são superiores afastando-se de 0,5 (diferença máxima
observada de 72 %), o que aponta para um desvio à segunda lei de Fick. Como as lentes que
possuem MMA na sua composição apresentam características mais hidrofóbicas, pode
acontecer que, como a penetração do meio de libertação é mais difícil, o processo de
relaxamento das cadeias poliméricas seja mais lento condicionando a libertação do fármaco,
pelo que se verifica um maior desvio à segunda lei de Fick, e, portanto, ao comportamento
Fickiano.
3.9
PREVISÃO TEÓRICA DO PROCESSO DE LIBERTAÇÃO DO FÁRMACO
Para prever teoricamente a libertação do maleato de timolol incorporado em lentes de
contacto foi usado o método apresentado na subsecção 2.10.
A previsão teórica da quantidade de fármaco libertada ao longo do tempo foi realizada para as
duas composições das lentes de contacto, bem como para os dois métodos de impregnação do
fármaco utilizados neste estudo. Durante a apresentação dos resultados obtidos da previsão
teórica, também se apresentará os resultados obtidos experimentalmente neste estudo (por
análise da evolução da concentração de fármaco no meio de libertação) com o objectivo de
facilitar a comparação.
3.9.1
LENTES DE CONTACTO DE COMPOSIÇÃO HEMA|MAA
A evolução da fracção de fármaco libertado prevista e obtida experimentalmente encontramse representadas na Figura 3-24 e na Figura 3-25 para a lente 1 de composição HEMA|MAA,
impregnadas com fármaco por oclusão e por soaking, respectivamente.
66
1,0
1,0
0,8
0,8
0,6
0,6
M/M∞
M/M∞
Capítulo 3
0,4
Experimental
Previsão teórica
0,2
0,0
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
0,4
Experimental
Previsão teórica
0,2
0,0
25,0
0,0
5,0
Tempo (h)
Figura 3-24 - M/M∞ versus t previsto teoricamente e obtido
experimentalmente, para a lente 1 de composição
HEMA|MAA impregnada com fármaco por oclusão.
10,0
15,0
20,0
25,0
Tempo (h)
Figura 3-25 - M/M∞ versus t previsto teoricamente e obtido
experimentalmente, para a lente 1 de composição
HEMA|MAA impregnada com fármaco por soaking.
Tal como foi referido e seria de esperar, pela análise dos gráficos da Figura 3-24 e da Figura
3-25 constata-se que, para o início do processo de libertação do fármaco, a previsão teórica se
sobrepõe ao perfil obtido da fracção de maleato de timolol libertado.
A evolução de
com o tempo de libertação do fármaco, obtida experimentalmente com
a lente de contacto de composição HEMA|MAA e impregnada com fármaco por soaking,
sobrepõe-se ao teoricamente esperado em todo o intervalo de tempo considerado para a
libertação do maleato de timolol. Este facto reforça a conclusão referida na subsecção anterior
de que o processo de difusão do maleato de timolol para este tipo de lentes de contacto é
Fickiano, durante todo o tempo de libertação do fármaco. Quando o fármaco é adicionado à
membrana polimérica por oclusão, verifica-se que após o período inicial de cerca de 2 horas a
taxa de fármaco libertado é inferior ao teoricamente esperado. Talvez este comportamento se
deva ao facto do fármaco se encontrar ligado quimicamente em regiões mais internas da
matriz polimérica, tornando assim o processo de difusão mais lento.
3.9.2
LENTES DE CONTACTO DE COMPOSIÇÃO HEMA|MMA
Para uma lente de contacto de composição HEMA|MMA, impregnada com fármaco por
oclusão e soaking, apresenta-se na Figura 3-26 e na Figura 3-27, a evolução de
com
prevista teoricamente e obtida do trabalho experimental realizado.
Andreia Susana Gomes da Silva
67
1,0
1,0
0,8
0,8
0,6
0,6
M/M∞
M/M∞
TRATAMENTO DE RESULTADOS E DISCUSSÃO
0,4
Experimental
Previsão teórica
0,2
0,0
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
0,4
Experimental
0,2
Previsão teórica
0,0
0,0
Tempo (h)
Figura 3-26 - M/M∞ versus t previsto teoricamente e obtido
experimentalmente, para a lente 1 de composição
HEMA|MMA impregnada com fármaco por oclusão.
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
Tempo (h)
Figura 3-27 - M/M∞ versus t previsto teoricamente e obtido
experimentalmente, para a lente 1 de composição
HEMA|MMA impregnada com fármaco por soaking.
Mais uma vez se verifica que, para as lentes HEMA|MMA (ver Figura 3-26 e Figura 3-27)
durante o período de tempo inicial para a libertação do fármaco adicionado, quer por oclusão,
quer por soaking, a evolução do processo de libertação determinado experimentalmente iguala
o esperado teoricamente. Após este período inicial, de aproximadamente 2 horas, verifica-se
que a taxa de libertação do fármaco é inferior ao que seria esperado, sendo esta diferença mais
notória para o caso em que o maleato de timolol é impregnado nas lentes por oclusão. O facto
de as lentes HEMA|MMA serem mais hidrofóbicas pode justificar o ligeiro afastamento do
comportamento Fickiano para a difusão do fármaco quando este é adicionado por soaking. O
maior afastamento do comportamento Fickiano verificado para o caso da incorporação do
fármaco por oclusão, após um período inicial, pode ser o resultado da difusão do maleato de
timolol ligado a cadeias poliméricas mais internas, como foi referido anteriormente para as
lentes HEMA|MAA.
A principal conclusão que se poderá tirar da previsão teórica da libertação do maleato de
timolol, que teve como base o processo de difusão do fármaco nas lentes de contacto
admitindo válida a segunda lei de Fick, é que o processo difusional pode ser caracterizado
como sendo essencialmente Fickiano durante as 24 horas de libertação. No entanto, para as
lentes mais hidrofóbicas observa-se um pequeno desvio àquele comportamento e que é
notório para o caso em que o fármaco é adicionado por oclusão.
Os resultados agora obtidos parecem estar de acordo com os valores do parâmetro
(ver
subsecção 3.8) que caracteriza o processo de difusão, pois também para estes casos o valor de
68
Capítulo 3
se afastava mais do valor típico de 0,5 para comportamento Fickiano. O modelo utilizado
para a determinação do parâmetro
é um modelo empírico desenvolvido por Korsmeyer e
Peppas e é normalmente usado para caracterizar o processo de difusão do fármaco, mas
pensa-se que, uma previsão teórica do tipo da efectuada neste estudo poderá ser uma
alternativa.
Andreia Susana Gomes da Silva
69
Capítulo 4
Conclusão
Capítulo 4
4 CONCLUSÃO
Para determinar o coeficiente de difusão do maleato de timolol em lentes de contacto foi
implementado um procedimento experimental que permitiu a monitorização da concentração
de fármaco no meio de libertação durante um período de 24 horas. As lentes de contacto
foram obtidas de membranas poliméricas com composição HEMA|MAA e HEMA|MMA e o
fármaco foi adicionado por dois métodos diferentes (oclusão e soaking).
Quando o método de impregnação usado para adicionar o fármaco foi a oclusão, o coeficiente
de difusão médio determinado experimentalmente foi de (2,67 0,17) 10-12
-12
lentes HEMA|MAA, e de (2,11 0,33) 10
, para as
, para as lentes HEMA|MMA. Assim, o
coeficiente de difusão do fármaco obtido para as lentes com composição HEMA|MAA é
superior (diferença de 26,5 %) ao encontrado para as lentes HEMA/MMA.
No que respeita ao coeficiente de difusão (médio) obtido das experiências realizadas com as
lentes em que o fármaco foi adicionado por soaking, este foi de (1,52 0,30) 10-12
,
para as lentes HEMA|MAA, e, para as lentes HEMA|MMA, o valor encontrado foi de
(1,37 0,48) 10-12
. Tal como aconteceu no caso em que o maleato de timolol era
impregnado por oclusão, o valor médio do coeficiente de difusão do fármaco quando é
adicionado nas lentes por soaking é superior para as lentes HEMA|MAA, sendo a diferença de
10,9 %, relativamente ao valor obtido para as lentes de composição HEMA|MMA.
Dos valores obtidos experimentalmente para os coeficientes de difusão é possível concluir
que estes são sempre superiores para as lentes de composição HEMA|MAA,
independentemente do tipo de impregnação utilizado para o maleato de timolol. Este resultado
seria de esperar, pois o composto MMA é hidrofóbico e MAA é hidrofílico, pelo que quando
o polímero apresenta maior afinidade com o meio de libertação a difusão do maleato de
timolol incorporado em lentes de contacto é facilitada, obtendo-se coeficientes de difusão
superiores. Porém as diferenças obtidas do coeficiente de difusão do fármaco nos dois
polímeros não são muitos grandes, pois a percentagem (em massa) dos monómeros MAA e
MMA nas membranas poliméricas preparadas é de apenas 3%.
Outra conclusão que é possível retirar da análise dos valores dos coeficientes de difusão
obtidos é que o método de impregnação do fármaco condiciona o processo de difusão.
Quando o fármaco é adicionado ao polímero por oclusão os coeficientes de difusão obtidos
foram superiores aos determinados para as situações em que o método de impregnação usado
Andreia Susana Gomes da Silva
73
CONCLUSÃO
foi o soaking, pois, de acordo com o que é referido na literatura, o fármaco incorporado por
oclusão encontra-se essencialmente à superfície do polímero, contrariamente ao fármaco
impregnado por soaking que se liga intimamente ao polímero.
No tratamento dos resultados experimentais efectuado para determinar os coeficientes de
difusão do maleato de timolol, o período de tempo para o qual a curva
versus
apresentou comportamento linear esteve sempre compreendido entre 8 % (que corresponde a
1,2 horas de libertação) e 18 % do tempo total da libertação (o que equivale a 4,3 horas de
libertação). O valor de
correspondente situou-se entre 0,59 e 0,66, o que está de
acordo com os valores referidos na bibliografia para ser possível considerar comportamento
linear.
A aplicação do modelo cinético desenvolvido por Korsmeyer e Peppas (1981) mostrou que o
comportamento da libertação do fármaco das lentes de composição HEMA|MAA,
independentemente do método usado para a impregnação do fármaco, pode ser considerado
Fickiano, pois os valores do parâmetro
aproximam-se de 0,5, valor de referência para supor
comportamento Fickiano (diferença máxima registada de 22 %). À mesma conclusão se
chegou para as lentes HEMA|MMA impregnadas com o fármaco por oclusão. No que respeita
às lentes HEMA|MMA, impregnadas com fármaco por soaking, obteve-se uma diferença
significativa (entre 46 % e 72 %) para o parâmetro , relativamente ao valor de referência de
0,5, indiciando um possível desvio ao comportamento Fickiano para o processo de difusão.
Este desvio ao comportamento Fickiano poderá estar relacionado com o facto do polímero
HEMA|MMA ser mais hidrofóbico do que o polímero HEMA|MAA.
A previsão teórica da libertação do fármaco, obtida a partir da aplicação da segunda lei de
Fick para traduzir a difusão do fármaco na lente, quando comparada com os resultados
experimentais, permitiu concluir que o processo difusional da substância activa pode ser
considerado essencialmente Fickiano. Pequenos desvios ao comportamento Fickiano foram
observados para as lentes impregnadas com fármaco por oclusão (independentemente da
composição da membrana polimérica) no período de libertação entre as 2 e as 15 horas.
Como sugestões de trabalho futuro sugere-se que, durante a realização das experiências de
libertação do fármaco das lentes, o período para a leitura da absorvância de amostras do meio
de libertação seja mais reduzido no início das experiências, pois é a partir desta informação
inicial que os coeficientes de difusão do fármaco são determinados.
74
Capítulo 4
Seria vantajoso repetir este estudo usando as mesmas condições, mas tentando manter a massa
de fármaco impregnado em cada lente aproximadamente igual quando se utiliza o método da
oclusão e do soaking para adicionar a substância activa ao polímero. Assim, ao comparar os
coeficientes de difusão obtidos para o mesmo tipo de lente, o único parâmetro alterado seria a
forma de impregnar o fármaco na lente de contacto.
Como se verificou uma grande dispersão dos resultados obtidos em algumas situações
estudadas no decorrer deste trabalho, seria útil realizar um maior número de experiências (10
ou 15 experiências) com o mesmo tipo de lente, de forma a obter coeficientes de difusão
médios com uma menor incerteza associada.
Finalmente, o estudo da estrutura química dos copolímeros preparados para obter as lentes de
contacto, bem como do tipo de ligação fármaco-polímero estabelecido após incorporação da
substância activa, usando técnicas de espectroscopia electrónica de varrimento ou de
calorimetria diferencial de varrimento seria importante, pois poderá esclarecer algumas
suposições realizadas neste estudo.
Andreia Susana Gomes da Silva
75
Capítulo 5
Referências Bibliográficas
Capítulo 5
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Ali, M. 2007. Therapeutic Contact Lenses for Comfort Molecules. Alabama : s.n., 2007. Tese
de Mestrado.
Almeida, J. 2010. Preparação e Caracterização de Hidrogéis para Aplicações Biomédicas.
Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra. Coimbra : s.n., 2010. Tese
de Doutoramento.
Almeida, J., Fonseca, A., Baptista, C., Leite, E. e Gil, M. 2007. Immobilization of drugs for
glaucoma treatment. Springer. 2007, Vol. 18.
Amaral, M. 2003. Modulação da cedência de fármacos - efeito das características
tecnológicas nos modelos de libertação. Faculdade de Farmácia da Universidade do Porto.
Porto : s.n., 2003. Tese de Doutoramento.
Batista, I. 2007. Aberrações oculares associadas ao uso de lentes de contacto hidrofílicas
mensais. Instituto Superior Técnico - Universidade Técnica de Lisboa. Lisboa : s.n., 2007. p.
118, Tese de Mestrado.
Bird, R., Stewart, W. e Lightfoot, E. 1960. Transport Phenomena. s.l. : Wiley International
Edition, 1960.
Brent, A. 2008. Preparação e caracterização de hidrogéis a partir de misturas de soluções
de quitosana e poli(N-vinil-2-pirrolidona). Universidade de São Paulo. São Paulo : s.n., 2008.
Tese de Doutoramento.
Carreira, A. 2008. Difusão Não Fickiana em Polímeros e Aplicações Médicas. Faculdade de
Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra. Coimbra : s.n., 2008. Relatório de
Actividades.
Çengel, Y. 2003. Heat Transfer: A Practical Approach. 2ª Edição. s.l. : Mc Graw Hill, 2003.
Coelho, P. 2007. Desenvolvimento de formulações de libertação modificada de ranitidina.
Faculdade de Farmácia da Universidade do Porto. Porto : s.n., 2007. Tese de Doutoramento.
Coimbra, P. 2010. Preparação e Caracterização de Sistemas de Libertação Controlada de
Fármacos com base em Polímeros de Origem Natural. Faculdade de Ciências e Tecnologia
da Universidade de Coimbra. Coimbra : s.n., 2010. Tese de Doutoramento.
Andreia Susana Gomes da Silva
79
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Cordeiro, R. 2007. Preparação e caracterização de microesferas para libertação controlada
de fármacos em Oftalmologia. Departamento de Engenharia Química, Faculdade de Ciências
e Tecnologia da Universidade de Coimbra. Coimbra : s.n., 2007. p. 69, Relatório de projecto.
Coulson, J. e Richardson, J. 2004. Tecnologia Química - Fluxo de Fluidos, Transferência
de Calor e Transferência de Massa. [trad.] M. INOCÊNCIO e A. INOCÊNCIO. 4ª Edição.
Lisboa : Fundação Calouste Gulbenkian, 2004. Vol. 1º.
Cranck, J. 1975. The Mathematics of Diffusion. Second Edition. London : Oxford University
Press, 1975.
Cunha, A. 2008. Desenvolvimento de Adesivos Biológicos Biodegradáveis. Faculdade de
Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra. Coimbra : s.n., 2008. Tese de Mestrado.
Fonseca, A. 2003. Preparação e caracterização de sistemas de libertação controlada de
fármacos com aplicação em oftalmologia. Faculdade de Ciências e Tecnologia da
Universidade de Coimbra. Coimbra : s.n., 2003.
García, D., Escobar, J., Noa, Y., Bada, N., Hernáez, E. e Katime, I. 2004. Timolol maleate
release from pH-sensible poly(2-hydroxyethyl methacrylate-co-methacrylic acid) hydrogels.
European Polymer Journal. Elsevier, 2004, Vol. 40, pp. 1683-1690.
Ghanem, C., Ghanem, V. e Ghanem, R. 2008. Lentes de contato terapêuticas e as vantagens
dos materiais de alto Dk. Arq. Bras. Oftalmol. 2008, Vol. 71, pp. 19-22.
Gonçalves, M. 2001. Métodos Instrumentais para análise de soluções - Análise Quantitativa.
4ª Edição. Lisboa : Fundação Calouste Gulbenkian, 2001.
Gulsen, D. e Chauhan, A. 2004. Ophtalmic Drug Delivery through Contact Lenses.
Investigative Ophtalmology & Visual Science. 2004, Vol. 45, 7, pp. 2342-2347.
Infarmed. 2009. Estatística do medicamento 2009. 2009.
Infarmed. 2010. Prontuário Terapêutico. Março de 2010.
Ipac. 2007. Guia para a quantificação de incerteza em ensaios químicos. s.l. : Instituto
Português de Acreditação, 2007.
Korsmeyer, R., Gurny, R., Doelker, E., Buri, P. e Peppas, N. 1983. Mechanisms of solute
release from porous hydrophilic polymers. International Jounal of Pharmaceutics. Elsevier,
1983, Vol. 15, pp. 23-35.
80
Capítulo 5
Lapa, E. 2008. Polímeros. Departamento de Engenharia Química e Biológica, Instituto
Superior de Engenharia de Coimbra. Coimbra : s.n., 2008. Apontamentos da unidade
curricular: Bioquímica e Macromoléculas.
Law, S. e Lee, D. 2008. Ocular Pharmacology. [autor do livro] P. NETLAND. Glaucoma
Medical Therapy - Principles and Management. New York : OXFORD University Press,
2008.
Liu, C. e Metters, A. 2006. Hydrogels in controlled release formulations: Network design
and mathematical modeling. Advanced Drug Delivery Reviews. 2006, Vol. 58, pp. 1379-1408.
Lopes, C., Lobo, J. e Costa, P. 2005. Formas farmacêuticas de liberação modificada:
polímeros hidrifílicos. Revista Brasileira de Ciências Farmacêuticas. 2005, Vol. 41, pp. 143154.
Lorenzo, C., Hiratani, H., Amoza, J., Pacheco, R., Souto, C. e Concheiro, A. 2002. Soft
Contact Lenses Capable of Sustained Delivery of Timolol. Journal of Pharmaceutical
Sciences. 2002, Vol. 91, 10, pp. 2182-2192.
Ludwid, A. 2005. The use of mucoadhesive polymers in ocular drug delivery. Advanced
Drug Delivry Review. 2005, Vol. 57, pp. 1595-1639.
Malmonge, S. e Zavaglia, C. 1997. Hidrogéis de PoliHEMA para Reparo de Defeitos da
Cartilagem Articular. 1 - Síntese e Caracterização Mecânica. Polímeros: Ciência e
Tecnologia. 1997.
Mount Carmel Health. 2007. Glaucoma. 2007.
Murteira, B., Ribeiro, C., Silva, J. e Pimenta, C. 2002. Intrdução à estatística. 2ª Edição.
s.l. : McGraw Hill, 2002.
Natu, M., Gil, H. e Sousa, H. 2008. Supercritical solvent impregnation of poly(ecaprolactone)/poly(oxyethylene-b-oxypropylene-b-oxyethylene)
and
poly(e-
caprolactone)/poly(ethylene-vinyl acetate) blends for controlled release applications. Jounal
of Supercritical Fluids. 2008, Vol. 47, pp. 93-102.
Rouxinol, F. 2009. Preparação de nanopartículas para sistemas de libertação controlada de
substâncias activas usadas no tratamento de doenças oftalmológicas. Departamento de
Engenharia Química, Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.
Coimbra : s.n., 2009. p. 116, Tese de Mestrado.
Andreia Susana Gomes da Silva
81
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Sakata, K., Figueira, A., Guimarães, A., Schmitt, A., Scapucin, L., Barros, L. e Delai, N.
2000. Estudo da correlação entre pressão intra-ocular e espessura corneana central (projecto
glaucoma). Arq. Bras. Oftalmol. Outubro de 2000, Vol. 63(5).
Sharp,
Merk.
2004.
Timoptol
-
solución
oftálmica.
[Online]
2004.
http://www.libreriamedica8a.com/productos/3029.htm.
Shoaib, M., Tazeen, J., Merchant, H. e Yousuf, R. 2006. Evaluation of drug release
kinetics from ibuprofen matrix tablets using HPMC. Jounal Pharmaceutical Sciense. 2006,
Vol. 19, 2, pp. 119-124.
Sigma-Aldrich. 2011. Biomaterials. Sigma-Aldrich. [Online] 2011. [Citação: 8 de Agosto de
2011.] http://www.sigmaaldrich.com/materials-science/biomaterials/tutorial.html.
Willard, H., Merritt, JR. e Dean, J. 1979. Análise Instrumental. [trad.] M. SANTOS. 2ª
Edição. Lisboa : Fundação Calouste Gulbenkian, 1979.
82
Anexos
Determinação do coeficiente de difusão do maleato de timolol em lentes de contacto
A. TRATAMENTO ESTATÍSTICO
E
ERROS
ASSOCIADOS AOS RESULTADOS
EXPERIMENTAIS
A explicação do tratamento estatístico efectuado aos resultados experimentais, bem como a
metodologia para o cálculo dos erros associados encontram-se explicados em seguida.
A1. TRATAMENTO ESTATÍSTICO
Num processo de amostragem, a média é o valor mais provável que a amostra pode assumir.
A medida da dispersão dos resultados em torno da média é outro parâmetro de extrema
importância. Geralmente, em química analítica a um determinado número de medições é
associado um intervalo, com 95% de probabilidade, de se encontrar entre os seus extremos a
média. Em função da dimensão da amostra, o intervalo de confiança segue leis de distribuição
diferentes como é apresentado na Tabela A-1.
Tabela A-1 - Variáveis fulcrais para a média, quando o desvio padrão da amostra é desconhecido.
Dimensão da amostra
Intervalo
Lei de distribuição
Superior a 30
Igual ou inferior a 30
De referir que,
é a media de amostragem,
é o erro padrão da amostra e
e
representam as Leis de distribuição Normal e t-Student, respectivamente (Gonçalves, 2001).
De notar que em todo o tratamento estatístico
representa a dimensão da amostra.
A2. ERROS ASSOCIADOS AO CÁLCULO DE CONCENTRAÇÕES
A quantificação da incerteza padrão nos ensaios químicos realizados teve como base o
procedimento apresentado pelo Instituto Português de Acreditação (Ipac, 2007), e que será
explicado sucintamente de seguida.
A incerteza padrão de uma medida pode ser determinada pela incerteza padrão expandida ( )
que é função da incerteza padrão combinada ( ) como mostra a Equação (A-1).
Andreia Susana Gomes da Silva
85
ANEXOS
(A-1)
O valor de 2 está relacionado com o grau de confiança de 95% para a medida.
Para o cálculo da incerteza padrão combinada é necessário especificar o resultado do ensaio (a
mensuranda) e identificar as fontes de incerteza. Quando o cálculo da mensuranda envolve
apenas a adição e/ou substracção das variáveis de entrada (por exemplo,
)a
incerteza padrão combinada é calculada utilizando a Equação (A-2).
(A-2)
Por outro lado, se o cálculo da mensuranda envolve a multiplicação e/ou divisão das variáveis
de entrada (por exemplo,
), a incerteza padrão combinada é calculada pela Equação
(A-3).
(A-3)
As fontes de incerteza associadas ao cálculo de concentrações centram-se, essencialmente, na
incerteza da pesagem e do volume do balão de diluição ou da pipeta, quando se realiza uma
diluição.
A expressão que permite quantificar a incerteza associada à pesagem de um sólido é dada por:
(A-4)
onde
86
é o erro máximo admissível dado pela balança.
Determinação do coeficiente de difusão do maleato de timolol em lentes de contacto
A incerteza associada à medição de um volume a partir de uma pipeta (graduada ou
volumétrica) ou de um balão de diluição é determinada segundo a Equação (A-5).
(A-5)
A3. ERROS
ASSOCIADOS AO AJUSTE DE UMA RECTA PELO MÉTODO DOS MÍNIMOS
QUADRADOS
A equação de uma recta pode-se escrever na forma:
(A-6)
onde,
e
são os intervalos de confiança dos parâmetros
origem), e é o valor do de Student para
(o declive) e
(a ordenada na
graus de liberdade a um determinado nível
de confiança, normalmente 95% em análise química (Gonçalves, 2001). Os parâmetros
e
, o desvio padrão da estimativa do declive e da ordenada da origem, respectivamente,
podem ser determinados pelas Equações (A-7) e (A-8):
(A-7)
(A-8)
O desvio-padrão dos resíduos da linearização de y sobre x (
Andreia Susana Gomes da Silva
) é dado pela Equação (A-9):
87
ANEXOS
(A-9)
onde
é o valor estimado de
utilizando para esse efeito os coeficientes de
e
obtidos
para a recta (Gonçalves, 2001).
A4. DIAGRAMA DE EXTREMOS E QUARTIS
O diagrama de extremos e quartis não é mais que um rectângulo (caixa) em que os seus lados
inferior e superior correspondem aos 1º e 3º quartis e o segmento interior refere-se à mediana
(ver Figura A-1).
Figura A-1 - Esquema representativo de um diagrama de extremos e quartis.
No diagrama apresentado na Figura A-1 as linhas que unem o mínimo da amostra (limite
inferior) ao 1º quartil e o 3º quartil ao máximo da amostra (limite superior) são vulgarmente
designadas por “bigodes”. Esta construção realça a informação contida num conjunto de
dados no que diz respeita à simetria e variabilidade.
Os valores das medidas amostrais: limite inferior, limite superior, mediana, 1º e 3º quartil,
foram obtidos pelas funções disponibilizadas no Microsoft Office Excel 2007 e em seguida foi
efectuado o respectivo diagrama de extremos e quartis.
A diferença entre os extremos (amplitude entre o 1º e 3º quartil) reflecte, naturalmente, a
dispersão. No entanto, é uma medida de dispersão paradigmática da falta de resistência à
presença de valores que parecem muito grandes ou muito pequenos em relação às outras
observações. Assim quando se pretende analisar a colecção de valores amostrais para
88
Determinação do coeficiente de difusão do maleato de timolol em lentes de contacto
identificar estes valores, normalmente designados por outliers, recorre-se a uma medida de
dispersão resistente. Esta medida de dispersão consiste em determinar duas barreiras de
outliers inferior (
) e superior (
) como mostra as seguintes expressões (Murteira, 2002):
(A-10)
(A-11)
onde
é o valor do 1º quartil,
é o valor do 3º quartil e
representa a amplitude interquartis.
Assim, os valores da amostra que caem foram do intervalo
são considerados outliers
moderados. Por outro lado, pode definir-se outliers severos aos valores da amostra que se
encontram foram do intervalo
, onde
é calculado pela Equação (A-12) e
pela Equação (A-13).
(A-12)
(A-13)
Andreia Susana Gomes da Silva
89
ANEXOS
B. APRESENTAÇÃO DE ALGUNS RESULTADOS EXPERIMENTAIS
Nas subsecções seguintes serão apresentados alguns resultados experimentais obtidos neste
estudo.
B1. REGISTO
DAS CONCENTRAÇÕES E ABSORVÂNCIAS PARA O CÁLCULO DA RECTA DE
CALIBRAÇÃO
Na Tabela B-1 estão indicadas as concentrações, bem como o erro associado às mesmas e a
absorvâncias das soluções padrão de maleato de timolol que permitiram traçar a recta de
calibração. De referir que na recta de calibração foi incluído o ponto (0,0).
Tabela B-1 - Concentrações, erros associados e respectivas absorvâncias, para o comprimento de onda indicado, das
soluções padrão de maleato de timolol.
HEMA|MAA
Solução padrão
HEMA|MMA
ABS
C(
=293
)
0
0
-
ABS
=292
0
1
0,007
0,0005 0,0001
0,018
0,0005 0,0001
2
0,018
0,0010 0,0001
0,031
0,0010 0,0001
3
0,040
0,0020 0,0001
0,053
0,0020 0,0001
4
0,077
0,0040 0,0001
0,098
0,0040 0,0001
5
0,112
0,0060 0,0001
0,138
0,0060 0,0001
6
0,151
0,0080 0,0001
0,181
0,0080 0,0001
7
0,185
0,0100 0,0002
0,227
0,0100 0,0002
8
0,574
0,0300 0,0005
0,446
0,0200 0,0002
9
0,957
0,0500 0,0007
0,655
0,0300 0,0003
10
1,336
0,0700 0,0007
0,877
0,0400 0,0004
11
-
-
1,088
0,0500 0,0006
(
)
C(
)
0
(
)
B2. REGISTO DA MASSA, DO DIÂMETRO E DA ESPESSURA DAS LENTES DE CONTACTO
Na Tabela B-2 apresenta-se a massa, o diâmetro e a espessura de cada lente de contacto obtida
a partir das membranas poliméricas HEMA|MAA. O mesmo tipo de características para as
lentes de contacto com composição HEMA|MMA encontram-se na Tabela B-3.
90
Determinação do coeficiente de difusão do maleato de timolol em lentes de contacto
Tabela B-2 - Massa, diâmetro e espessura das lentes de contacto com a composição HEMA|MAA.
Lentes de contacto brancas
Massa
(
)
118,0
143,3
145,7
147,9
133,6
135,2
144,0
138,8
131,5
138,8
143,0
Diâmetro
(
)
16,41
16,50
16,63
16,62
16,43
16,58
16,62
16,51
17,01
17,16
17,02
17,06
16,68
16,68
16,59
16,80
17,14
17,21
17,35
17,20
16,68
16,70
16,84
16,87
16,68
16,56
16,77
16,66
16,96
17,22
17,38
17,01
17,04
16,73
16,43
16,61
16,53
16,71
16,81
16,56
17,18
17,35
17,32
17,01
Andreia Susana Gomes da Silva
Espessura
(
)
0,51
0,48
0,49
0,49
0,49
0,46
0,47
0,46
0,50
0,50
0,50
0,48
0,49
0,50
0,50
0,54
0,54
0,51
0,51
0,55
0,56
0,50
0,51
0,54
0,50
0,51
0,53
0,50
0,53
0,51
0,52
0,52
0,54
0,54
0,55
0,53
0,50
0,48
0,52
0,51
0,52
0,57
0,52
0,52
Lentes de contacto impregnadas com
fármaco por oclusão
Massa
Diâmetro
Espessura
(
)
(
)
(
)
16,96
0,58
16,65
0,58
136,9
17,00
0,58
16,30
0,61
17,46
0,55
17,64
0,55
154,5
17,52
0,54
17,32
0,54
17,32
0,56
17,13
0,59
152,7
17,14
0,55
16,59
0,55
17,15
0,62
17,38
0,63
141,4
17,23
0,61
17,09
0,61
17,63
0,56
17,61
0,58
148,7
17,45
0,62
17,50
0,58
17,49
0,66
17,34
0,55
146,9
17,28
0,57
17,48
0,56
17,51
0,58
17,43
0,58
153,8
17,59
0,53
17,86
0,52
17,37
0,51
17,42
0,52
149,8
17,33
0,55
17,40
0,53
17,22
0,49
17,34
0,51
152,7
17,28
0,51
17,10
0,53
17,57
0,48
16,86
0,47
144,4
17,29
0,50
17,36
0,48
17,29
0,50
17,56
0,51
158,7
17,29
0,51
17,54
0,51
91
ANEXOS
Lentes de contacto brancas
Massa
(
)
143,0
128,9
132,7
145,8
144,9
126,5
130,4
138,4
131,0
126,2
146,2
138,1
92
Diâmetro
(
)
16,64
16,73
16,75
16,64
17,09
16,85
16,67
16,76
16,90
16,53
16,64
16,74
16,88
16,79
16,74
16,87
16,48
16,61
16,69
16,51
16,85
16,81
16,46
16,54
16,73
16,70
16,57
16,62
16,99
17,01
17,08
16,90
17,11
17,31
17,48
17,53
16,68
16,61
16,72
16,71
17,14
16,85
16,63
16,85
16,86
16,72
Espessura
(
)
0,51
0,52
0,51
0,50
0,50
0,50
0,53
0,51
0,55
0,54
0,59
0,55
0,54
0,53
0,53
0,52
0,53
0,58
0,55
0,52
0,49
0,49
0,49
0,48
0,49
0,51
0,51
0,51
0,53
0,50
0,51
0,51
0,59
0,53
0,55
0,55
0,52
0,53
0,53
0,53
0,46
0,51
0,51
0,54
0,54
0,54
Lentes de contacto impregnadas com
fármaco por oclusão
Massa
Diâmetro
Espessura
(
)
(
)
(
)
16,97
0,42
17,22
0,49
156,1
17,07
0,52
17,16
0,50
17,19
0,53
17,20
0,49
154,8
17,16
0,50
17,34
0,49
17,35
0,52
17,33
0,51
149,1
17,73
0,52
17,48
0,51
17,04
0,51
17,14
0,50
151,2
17,35
0,51
17,18
0,54
17,11
0,51
17,26
0,51
157,8
17,31
0,50
17,39
0,51
17,27
0,51
17,39
0,51
156,5
17,39
0,51
17,29
0,50
16,84
0,52
17,00
0,52
151,2
17,00
0,53
16,83
0,46
17,29
0,51
17,31
0,54
153,6
17,62
0,52
17,26
0,50
17,44
0,51
17,44
0,51
153,4
17,38
0,47
17,29
0,50
17,7
0,51
17,67
0,49
148,6
17,76
0,47
17,77
0,50
16,95
0,55
17,05
0,51
146,2
16,87
0,47
16,78
0,5
Determinação do coeficiente de difusão do maleato de timolol em lentes de contacto
Lentes de contacto brancas
Massa
(
)
139,8
139,4
138,6
129,0
Diâmetro
(
)
16,85
16,91
17,12
17,05
16,78
17,17
16,85
16,62
16,62
16,62
17,09
17,42
17,34
17,32
16,87
16,89
16,19
16,56
Espessura
(
)
0,52
0,53
0,59
0,59
0,55
0,57
0,51
0,51
0,51
0,51
0,50
0,52
0,54
0,66
0,53
0,53
0,53
0,54
Lentes de contacto impregnadas com
fármaco por oclusão
Massa
Diâmetro
Espessura
(
)
(
)
(
)
Tabela B-3 - Massa, diâmetro e espessura das lentes de contacto com a composição HEMA|MMA.
Lentes de contacto brancas
Massa
(
)
132,4
132,6
142,0
112,6
131,7
Diâmetro
(
)
17,04
16,64
16,28
17,18
16,73
16,57
16,61
16,65
17,39
17,33
16,87
17,56
16,86
16,71
16,59
16,71
17,69
17,71
17,45
17,66
Andreia Susana Gomes da Silva
Espessura
(
)
0,46
0,46
0,42
0,44
0,45
0,46
0,47
0,46
0,50
0,52
0,45
0,46
0,42
0,44
0,48
0,49
0,50
0,52
0,54
0,49
Lentes de contacto impregnadas com
fármaco por oclusão
Massa
Diâmetro
Espessura
(
)
(
)
(
)
17,47
0,44
17,21
0,50
124,2
17,12
0,46
17,22
0,45
16,64
0,43
16,55
0,43
137,5
16,75
0,48
16,24
0,47
17,44
0,49
17,48
0,49
120,2
17,04
0,47
17,53
0,51
16,54
0,42
16,40
0,43
119,9
16,50
0,45
16,06
0,45
17,32
0,51
16,57
0,46
120,1
17,34
0,47
16,42
0,44
93
ANEXOS
Lentes de contacto brancas
Massa
(
)
124,5
121,0
125,4
134,5
130,3
139,6
135,4
137,7
137,2
130,6
138,7
121,8
94
Diâmetro
(
)
16,43
16,99
17,01
16,84
17,03
17,01
17,02
17,34
17,19
17,37
17,23
16,85
17,82
17,84
17,38
17,87
16,28
16,10
16,32
16,42
17,52
16,81
17,44
17,19
17,33
17,09
16,68
16,63
16,38
16,62
16,42
16,51
16,73
16,65
16,63
16,76
15,98
15,89
16,13
16,43
17,41
17,39
17,31
17,41
17,33
17,21
Espessura
(
)
0,45
0,48
0,55
0,49
0,49
0,48
0,52
0,48
0,55
0,50
0,50
0,52
0,53
0,48
0,52
0,48
0,49
0,48
0,47
0,47
0,47
0,49
0,49
0,52
0,42
0,45
0,49
0,47
0,47
0,41
0,47
0,48
0,49
0,48
0,48
0,49
0,49
0,48
0,42
0,47
0,51
0,44
0,40
0,50
0,47
0,49
Lentes de contacto impregnadas com
fármaco por oclusão
Massa
Diâmetro
Espessura
(
)
(
)
(
)
17,43
0,44
17,25
0,46
134,9
17,20
0,44
17,08
0,44
17,01
0,47
17,04
0,49
126,9
16,77
0,45
17,04
0,45
17,12
0,46
16,37
0,47
109,1
17,26
0,46
16,72
0,45
17,65
0,49
17,31
0,48
129,5
17,64
0,48
17,51
0,46
17,08
0,48
17,18
0,50
143,5
17,27
0,48
17,35
0,52
17,44
0,50
17,34
0,49
125,7
17,20
0,45
17,27
0,45
16,72
0,47
16,74
0,44
120,4
15,32
0,44
15,74
0,46
17,45
0,49
17,54
0,47
135,7
17,42
0,49
17,25
0,46
17,16
0,44
16,96
0,43
144,4
16,97
0,42
17,17
0,45
17,21
0,46
16,63
0,47
109,0
17,15
0,49
16,66
0,49
17,81
0,53
17,71
0,49
132,6
17,82
0,48
17,47
0,47
17,16
0,46
120,6
17,34
0,49
Determinação do coeficiente de difusão do maleato de timolol em lentes de contacto
Lentes de contacto brancas
Massa
(
)
135,0
149,2
117,8
138,0
148,2
139,7
150,5
121,6
138,0
136,3
148,1
Diâmetro
(
)
17,28
17,31
17,77
17,65
17,38
17,03
16,97
17,09
17,12
17,12
16,83
17,19
15,80
17,34
16,88
16,59
16,48
16,75
17,49
17,44
17,26
17,25
16,41
16,76
16,81
16,82
16,79
17,08
16,77
16,75
16,45
16,34
16,70
16,67
17,45
16,58
16,73
17,00
17,20
17,02
16,92
16,64
16,41
15,92
16,24
16,45
Andreia Susana Gomes da Silva
Espessura
(
)
0,47
0,54
0,49
0,48
0,46
0,52
0,47
0,49
0,49
0,50
0,48
0,50
0,51
0,48
0,55
0,47
0,48
0,49
0,50
0,53
0,54
0,52
0,48
0,47
0,46
0,47
0,47
0,48
0,51
0,46
0,42
0,47
0,48
0,47
0,46
0,46
0,48
0,47
0,50
0,51
0,50
0,49
0,42
0,44
0,47
0,48
Lentes de contacto impregnadas com
fármaco por oclusão
Massa
Diâmetro
Espessura
(
)
(
)
(
)
17,28
0,51
17,05
0,48
16,98
0,42
16,11
0,42
142,7
17,31
0,42
17,10
0,44
17,50
0,48
17,58
0,47
132,1
17,79
0,47
17,57
0,46
95
ANEXOS
Lentes de contacto brancas
Massa
(
)
134,0
126,4
123,1
149,0
129,2
133,3
145,7
151,7
125,4
Diâmetro
(
)
16,41
17,18
16,29
16,26
17,29
17,37
17,21
17,13
16,83
16,89
16,78
16,43
16,88
16,89
16,73
16,74
17,76
17,69
17,71
17,55
17,41
17,48
17,39
17,45
16,93
17,22
17,01
16,95
17,18
17,17
17,09
16,75
16,88
17,14
17,08
17,14
Espessura
(
)
0,48
0,48
0,52
0,57
0,48
0,50
0,47
0,53
0,51
0,49
0,49
0,48
0,50
0,47
0,45
0,48
0,48
0,53
0,48
0,50
0,49
0,48
0,50
0,53
0,53
0,53
0,46
0,46
0,50
0,48
0,48
0,50
0,52
0,56
0,56
0,56
Lentes de contacto impregnadas com
fármaco por oclusão
Massa
Diâmetro
Espessura
(
)
(
)
(
)
B3. DETERMINAÇÃO DOS COEFICIENTES DE DIFUSÃO
As rectas que permitiram obter os coeficientes de difusão do maleato de timolol nas lentes de
contacto encontram-se nas subsecções seguintes.
96
Determinação do coeficiente de difusão do maleato de timolol em lentes de contacto
B3.1.
LENTES DE OCLUSÃO – HEMA|MAA E HEMA|MMA
1,0
1,0
y = 0,007x - 0,0219
R² = 0,989
0,6
0,4
0,2
0,6
0,4
0,2
Lente 1
0,0
0
25
50
t1/2
75
100
Lente 2
0,0
125
0
25
(s1/2)
50
t1/2
Figura B-1 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 1 de composição
HEMA|MAA com fármaco incorporado por oclusão.
75
100
125
(s1/2)
Figura B-2 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 2 de composição
HEMA|MAA com fármaco incorporado por oclusão.
1,0
1,0
y = 0,0069x + 0,0323
R² = 0,9833
0,8
0,6
0,4
0,2
y = 0,0069x - 0,0042
R² = 0,9925
0,8
M/M∞
M/M∞
y = 0,0072x - 0,0132
R² = 0,9945
0,8
M/M∞
M/M∞
0,8
Lente 3
0,0
0,6
0,4
0,2
Lente 4
0,0
0
25
50
t1/2
75
100
125
(s1/2)
0
25
50
t1/2
Figura B-3 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 3 de composição
HEMA|MAA com fármaco incorporado por oclusão.
75
100
125
(s1/2)
Figura B-4 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 4 de composição
HEMA|MAA com fármaco incorporado por oclusão.
1,0
M/M∞
0,8
y = 0,0053x + 0,0296
R² = 0,9943
0,6
0,4
0,2
Lente 5
0,0
0
25
50
t1/2
75
100
125
(s1/2)
Figura B-5 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 5 de composição
HEMA|MAA com fármaco incorporado por oclusão.
Andreia Susana Gomes da Silva
97
ANEXOS
1,0
1,0
y = 0,0072x - 0,0126
R² = 0,9835
0,6
0,4
0,2
0
25
50
t1/2
75
100
Lente 2
0,0
125
0
25
50
t1/2
75
100
125
(s1/2)
Figura B-7 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 2 de composição
HEMA|MMA com fármaco incorporado por oclusão.
1,0
1,0
y = 0,0084x - 0,0111
R² = 0,9895
0,8
0,8
0,6
M/M∞
M/M∞
0,4
(s1/2)
Figura B-6 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 1 de composição
HEMA|MMA com fármaco incorporado por oclusão.
0,4
0,2
Lente 3
0,0
y = 0,0066x - 0,005
R² = 0,9845
0,6
0,4
0,2
Lente 4
0,0
0
25
50
75
100
125
t1/2 (s1/2)
1,0
y = 0,0074x - 0,0092
R² = 0,9879
0,8
0,6
0,4
0,2
Lente 5
0,0
0
25
50
75
0
25
50
75
100
125
t1/2 (s1/2)
Figura B-8 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 3 de composição
HEMA|MMA com fármaco incorporado por oclusão.
M/M∞
0,6
0,2
Lente 1
0,0
100
125
t1/2 (s1/2)
Figura B-10 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 5 de composição
HEMA|MMA com fármaco incorporado por oclusão.
98
y = 0,0069x - 0,0241
R² = 0,9865
0,8
M/M∞
M/M∞
0,8
Figura B-9 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 4 de composição
HEMA|MMA com fármaco incorporado por oclusão.
Determinação do coeficiente de difusão do maleato de timolol em lentes de contacto
LENTES DE SOAKING – HEMA|MAA E HEMA|MMA
B3.2.
1,0
1,0
y = 0,0056x - 0,0259
R² = 0,997
0,6
0,4
0,2
0,6
0,4
0,2
Lente 1
0,0
0
50
100
t1/2
150
0
100
0,8
0,8
M/M∞
y = 0,0047x + 0,0025
R² = 0,9991
0,2
Lente 3
0,0
150
(s1/2)
Figura B-12 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 2 de composição
HEMA|MAA com fármaco incorporado por soaking.
1,0
0,4
50
t1/2
1,0
0,6
Lente 2
0,0
(s1/2)
Figura B-11 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 1 de composição
HEMA|MAA com fármaco incorporado por soaking.
M/M∞
y = 0,0058x - 0,033
R² = 0,9945
0,8
M/M∞
M/M∞
0,8
y = 0,0055x - 0,0185
R² = 0,997
0,6
0,4
0,2
Lente 4
0,0
0
50
100
t1/2
150
(s1/2)
0
50
100
t1/2
Figura B-13 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 3 de composição
HEMA|MAA com fármaco incorporado por soaking.
150
(s1/2)
Figura B-14 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 4 de composição
HEMA|MAA com fármaco incorporado por soaking.
1,0
M/M∞
0,8
y = 0,0051x - 0,0107
R² = 0,9993
0,6
0,4
0,2
Lente 5
0,0
0
50
100
t1/2
150
(s1/2)
Figura B-15 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 5 de composição
HEMA|MAA com fármaco incorporado por soaking.
Andreia Susana Gomes da Silva
99
ANEXOS
1,0
1,0
0,8
y = 0,0064x - 0,0489
R² = 0,9882
0,6
M/M∞
M/M∞
0,8
0,4
0,2
0,6
0,4
0,2
Lente 1
0,0
0
25
50
t1/2
75
100
Lente 2
0,0
125
0
25
(s1/2)
50
t1/2
Figura B-16 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 1 de composição
HEMA|MMA com fármaco incorporado por soaking.
75
100
125
(s1/2)
Figura B-17 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 2 de composição
HEMA|MMA com fármaco incorporado por soaking.
1,0
1,0
0,8
0,8
y = 0,0069x - 0,0845
R² = 0,9733
0,6
M/M∞
M/M∞
y = 0,0065x - 0,0432
R² = 0,9896
0,4
0,2
Lente 3
0,0
y = 0,0061x - 0,0734
R² = 0,9825
0,6
0,4
0,2
Lente 4
0,0
0
25
50
75
100
125
0
t1/2 (s1/2)
25
50
75
100
125
t1/2 (s1/2)
Figura B-18 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 3 de composição
HEMA|MMA com fármaco incorporado por soaking.
Figura B-19 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 4 de composição
HEMA|MMA com fármaco incorporado por soaking.
1,0
M/M∞
0,8
y = 0,0062x - 0,0597
R² = 0,9881
0,6
0,4
0,2
Lente 5
0,0
0
25
50
75
100
125
t1/2 (s1/2)
Figura B-20 - M/M∞ versus t1/2 para a lente 5 de composição
HEMA|MMA com fármaco incorporado por soaking.
B4. DETERMINAÇÃO DO PARÂMETRO N
As rectas que permitiram obter o valor do parâmetro
que caracteriza o tipo de difusão do
maleato de timolol nas lentes de contacto encontram-se nas subsecções seguintes.
100
Determinação do coeficiente de difusão do maleato de timolol em lentes de contacto
LENTES DE COMPOSIÇÃO HEMA|MAA
log M/M∞
-0,2 2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
-0,6
-1,0
y = 0,5963x - 2,5418
R² = 0,9724
-1,4
Lente 1
log t
3,0
3,5
4,0
4,5
-0,6
y = 0,3936x - 1,7479
R² = 0,9819
-1,0
-0,2 2,5
Figura B-23 - Log M/M∞ versus log t para a lente 3 de
composição HEMA|MAA impregnadas com fármaco por
oclusão.
log M/M∞
-0,2 2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
y = 0,5372x - 2,3043
R² = 0,9822
Lente 2
log t
3,0
3,5
4,0
4,5
-0,6
-1,0
-1,4
log t
4,0
-0,6
Lente 3
-1,4
3,5
Figura B-22 - Log M/M∞ versus log t para a lente 2 de
composição HEMA|MAA impregnadas com fármaco por
oclusão.
log M/M∞
log M/M∞
-0,2 2,5
3,0
-1,4
Figura B-21 - Log M/M∞ versus log t para a lente 1 de
composição HEMA|MAA impregnadas com fármaco por
oclusão.
-1,0
-0,2 2,5
log M/M∞
B4.1.
y = 0,5305x - 2,287
R² = 0,9766
Lente 4
log t
Figura B-24 - Log M/M∞ versus log t para a lente 4 de
composição HEMA|MAA impregnadas com fármaco por
oclusão.
4,5
-0,6
-1,0
-1,4
y = 0,4172x - 1,9251
R² = 0,9925
Lente 5
log t
Figura B-25 - Log M/M∞ versus log t para a lente 5 de
composição HEMA|MAA impregnadas com fármaco por
oclusão.
Andreia Susana Gomes da Silva
101
ANEXOS
-0,6
3,0
3,5
4,0
4,5
y = 0,582x - 2,5941
R² = 0,9985
log M/M∞
log M/M∞
-0,2 2,5
-1,0
Lente 1
-1,4
Figura B-26 - Log M/M∞ versus log t para a lente 1 de
composição HEMA|MAA impregnadas com fármaco por
soaking.
3,5
4,0
4,5
y = 0,4978x - 2,3186
R² = 0,9991
-1,0
Lente 2
log t
-0,2 2,5
-0,6
3,0
3,5
Figura B-28 - Log M/M∞ versus log t para a lente 3 de
composição HEMA|MAA impregnadas com fármaco por
soaking.
log M/M∞
-0,2 2,5
-0,6
3,0
3,5
4,0
4,5
y = 0,5369x - 2,4452
R² = 0,9996
-1,0
Lente 5
-1,4
log t
Figura B-30 - Log M/M∞ versus log t para a lente 5 de
composição HEMA|MAA impregnadas com fármaco por
soaking.
102
4,5
-1,0
Lente 4
-1,4
log t
4,0
y = 0,5839x - 2,601
R² = 0,996
Lente 3
-1,4
4,5
Figura B-27 - Log M/M∞ versus log t para a lente 2 de
composição HEMA|MAA impregnadas com fármaco por
soaking.
log M/M∞
log M/M∞
-0,6
3,0
4,0
-1,0
-1,4
log t
-0,2 2,5
3,0
3,5
-0,2 2,5
y = 0,6104x - 2,6946
R² = 0,998
-0,6
log t
Figura B-29 - Log M/M∞ versus log t para a lente 4 de
composição HEMA|MAA impregnadas com fármaco por
soaking.
Determinação do coeficiente de difusão do maleato de timolol em lentes de contacto
B.4.2. LENTES DE COMPOSIÇÃO HEMA|MMA
3,0
3,5
4,0
4,5
-0,6
-1,0
y = 0,5771x - 2,4542
R² = 0,9489
-1,4
Lente 1
log t
3,5
4,0
4,5
-0,6
-1,0
y = 0,5001x - 2,1077
R² = 0,9567
-1,4
log M/M∞
-0,2 2,5
3,0
3,5
-1,0
-0,2 2,5
4,0
4,5
y = 0,61x - 2,6015
R² = 0,9632
Lente 2
log t
3,0
3,5
4,0
4,5
-0,6
-1,0
-1,4
Figura B-33 - Log M/M∞ versus log t para a lente 3 de
composição HEMA|MMA impregnadas com fármaco por
oclusão.
4,0
-0,6
Lente 3
log t
3,5
Figura B-32 - Log M/M∞ versus log t para a lente 2 de
composição HEMA|MMA impregnadas com fármaco por
oclusão.
log M/M∞
log M/M∞
3,0
3,0
-1,4
Figura B-31 - Log M/M∞ versus log t para a lente 1 de
composição HEMA|MMA impregnadas com fármaco por
oclusão.
-0,2 2,5
-0,2 2,5
log M/M∞
log M/M∞
-0,2 2,5
y = 0,5512x - 2,385
R² = 0,9557
Lente 4
log t
Figura B-34 - Log M/M∞ versus log t para a lente 4 de
composição HEMA|MMA impregnadas com fármaco por
oclusão.
4,5
-0,6
-1,0
y = 0,5309x - 2,265
R² = 0,963
Lente 5
-1,4
log t
Figura B-35 - Log M/M∞ versus log t para a lente 5 de
composição HEMA|MMA impregnadas com fármaco por
oclusão.
Andreia Susana Gomes da Silva
103
ANEXOS
-0,6
3,0
3,5
4,0
4,5
log M/M∞
log M/M∞
-0,2 2,5
y = 0,818x - 3,4037
R² = 0,995
-1,0
Lente 1
-1,4
log t
3,5
4,0
4,5
y = 0,856x - 3,5547
R² = 0,9881
-1,0
Lente 2
log t
-0,2 2,5
-0,6
3,0
3,5
Figura B-38 - Log M/M∞ versus log t para a lente 3 de
composição HEMA|MMA impregnadas com fármaco por
soaking.
log M/M∞
-0,2 2,5
-0,6
3,0
3,5
4,0
4,5
y = 0,7938x - 3,3663
R² = 0,9926
-1,0
Lente 5
-1,4
log t
Figura B-40 - Log M/M∞ versus log t para a lente 5 de
composição HEMA|MMA impregnadas com fármaco por
soaking.
104
4,5
-1,0
Lente 4
-1,4
log t
4,0
y = 0,8036x - 3,4407
R² = 0,997
Lente 3
-1,4
4,5
Figura B-37 - Log M/M∞ versus log t para a lente 2 de
composição HEMA|MMA impregnadas com fármaco por
soaking.
log M/M∞
log M/M∞
-0,6
3,0
4,0
-1,0
-1,4
Figura B-36 - Log M/M∞ versus log t para a lente 1 de
composição HEMA|MMA impregnadas com fármaco por
soaking.
-0,2 2,5
3,0
3,5
-0,2 2,5
y = 0,7298x - 3,0792
R² = 0,9908
-0,6
log t
Figura B-39 - Log M/M∞ versus log t para a lente 4 de
composição HEMA|MMA impregnadas com fármaco por
soaking.