Preparação de lipopolímeros por modificação química de fosfolípidos para estabilização de formulações lipossómicas

Abstract

O objetivo deste trabalho consistiu na síntese e caracterização de complexos polímero-lipossoma (CPL) para sistemas de libertação controlada, através da modificação química de fosfolípidos. O fosfolípido utilizado foi a lecitina de soja (LC) e os polímeros para a síntese dos lipopolímeros poli(etilenoglicol)bis(carboximetil)éter, COOH-PEG-COOH, e o poli(dimetilaminoetil-2-metacrilato), PDMAEMA. A síntese dos lipopolímeros com COOH-PEG-COOH ocorreu através da reação entre o grupo amina protonado [NH3+] do fosfolípido e o grupo carboxílico [COOH] do polímero (coupling carbodiimidas). Esta síntese foi realizada por dois procedimentos alternativos, ambos bem sucedidos, de entre os quais se adotou o que requer menor tempo de reação. Devido à dificuldade em sintetizar o PDMAEMA com um grupo carboxílico terminal tendo em vista a síntese posterior de lipopolímeros de base PDMAEMA, recorreu-se a outro método que consistiu na síntese de PDMAEMA com terminação colesterol (CHO-PDMAEMA), cuja natureza hidrofóbica tende a promover a sua ancoragem na formulação final (CPL de base lecitina-PEG-COOH e CHO-PDMAEMA). Este polímero modificado foi então incorporado em diferentes proporções (2,5%, 5% e 10%) em relação ao lipopolímero lecitina-PEG-COOH. A caraterização dos CPL foi realizada em termos de tamanho, polidispersividade, potencial zeta, perfis de libertação e eficiência de encapsulação. Os resultados demonstraram que os CPL de lecitina-PEG-COOH são estáveis em condições fisiológicas (pH=7), com e sem a incorporação de CHO-PDMAEMA, e que, em meios com pH diferente de 7, se tornam instáveis, libertando todo o seu conteúdo (calceína). De todas as formulações testadas, verificou-se que os melhores resultados de estabilidade ao longo do tempo e de eficiência de encapsulação foram obtidos para as formulações de lipopolímero lecitina-PEG-COOH e de lipopolímero lecitina-PEG-COOH com 5% de CHO-PDMAEMA. Verificou-se que as vesículas são estáveis e que a melhor forma de as conservar consiste em mantê-las à temperatura ambiente depois de liofilizadas. Este trabalho mostra-se inovador face aos existentes na medida em que a ligação química do COOH-PEG-COOH aos fosfolípidos é promovida de forma mais expedita e rápida, podendo ser aplicada a diferentes polímeros com diferentes características de forma a obter sistemas de controlo e libertação de fármacos, projetados de acordo com as necessidades da aplicação pretendida.

The objective of this study was to synthesize, formulate and characterize polymer-liposome complexes (PLC) for controlled drug delivery through the chemical modification of phospholipids. The selected phospholipid was soybean lecithin (LC) and poly(ethylene glycol)bis(carboxymethyl)ether, COOH-PEG-COOH, and the poly(2-dimethylaminoethyl methacrylate), PDMAEMA, were the chosen polymeric systems. The synthesis of COOH-PEG-COOH lipopolymers occurred through the reaction between the phospholipids [NH3+] group and the polymer carboxylic group [COOH] (coupling carbodiimides). This synthesis was carried out using two different successful procedures from which the selected one was the method with shorter reaction time. Due to the difficulties encountered on the synthesis of the PDMAEMA polymer with a terminal carboxylic group in view of the subsequent synthesis of PDMAEMA based lipopolymers, PDMAEMA with a cholesterol end-group (CHO-PDMAEMA) was prepared, taking advantage of the hydrophobic nature of CHO to promote the anchoring process in the final formulation (lecithin-PEG-COOH and CHO-PDMAEMA CPL). Different proportions of the CHO-PDMAEMA component were used, viz. 2.5%, 5% e 10%. The CPL characterization was carried out by determining the size, polydispersity, zeta potential, release profiles and encapsulation efficiency. The results showed that CPL of lecithin-PEG-COOH are stable in physiological conditions, with and without CHO-PDMAEMA, and unstable in environments with pH different from 7, releasing all their content (calcein). For all tested formulations, the best results obtained for both stabilization over time and encapsulation efficiency were achieved for the lipopolymer formulation based on lecithin PEG-COOH and lecithin-PEG-COOH with 5% of CHO-PDMAEMA. It was verified that vesicles are stable and the best conservation method consists in keeping the samples at room temperature after being lyophilized. This work is innovative when compared to those reported in the existing literature in the sense that the chemical bond established between the COOH-PEG-COOH and the phospholipids is obtained using a faster and more expedite procedure. Moreover, this approach can be applied to different polymers with different characteristics in order to modulate the drug delivery system according to the required application.