Preparação de um sistema compósito para libertação controlada de um fármaco para aplicação em Ortopedia e Medicina Dentária

Abstract

O recurso a matrizes tridimensionais (scaffolds), desenvolvidas com base na Engenhariade Tecidos para aplicação em tecidos duros na área da Ortopedia e Medicina Dentária, temvindo a ser cada vez mais recorrente, estando já disponível no mercado uma vasta gama deprodutos destinados a estas aplicações. A utilização destas matrizes tridimensionais vemsubstituir o uso de implantes e enxertos. É possível, através de cirurgia, colmatar danos notecido ósseo, utilizando-se matrizes tridimensionais que servem de suporte para a regeneraçãoóssea. Contudo, a estes processos cirúrgicos estão associadas respostas inflamatórias, sendonecessário que o paciente faça um tratamento com medicamentos de ação anti-inflamatória.O objetivo deste trabalho foi modificar um dispositivo médico que já se encontra nomercado e é constituído por uma matriz compósita - k-IBS®, produzido pela Altakitin, SA. -,no sentido de lhe conferir atividade anti-inflamatória, através da incorporação de diclofenacsódico. Pretendia-se que o produto final libertasse o fármaco durante 8 a 10 dias e exibisse umalibertação mais rápida nas primeiras horas. Era desejável, também, obter-se um material sólidoque pudesse ser cortado. Para isso foram preparados dois sistemas poliméricos paraencapsulação de fármaco: fibras de PLA produzidas por electrofiação e partículas de PHBVproduzidas pelo método de emulsão e extração/evaporação do solvente. Na matriz k-IBS®foram incorporados estes sistemas poliméricos contendo fármaco, de modo a obterem-sematrizes tridimensionais com forma cilíndrica, tendo sido estudada a cinética de libertação dofármaco. Foi também testada a influência da esterilização por radiação gama, com doses deradiação de 15 e 25 kGy, em matrizes k-IBS® sem fase inorgânica, para verificar qual o seuefeito na libertação do fármaco.Conclui-se que o sistema de encapsulamento que melhor foi ao encontro do objetivopretendido, foram as partículas de PHBV, uma vez que, quando incorporadas na matriz,obtinham-se perfis de libertação de fármaco com uma libertação rápida nas primeiras horas deensaio e um período de libertação superior a 10 dias. No entanto, os resultados obtidos para estesistema poderão estar associados a erros devido à possível saída das partículas de pequenadimensão para a solução, contribuindo para a quantificação de fármaco efetuada. Nas matrizesk-IBS® com fibras de PLA obtiveram-se perfis que libertavam o fármaco mais rapidamente,não conseguindo atingir o período de tempo de libertação pretendido. Para além disso, emambos os tipos de sistemas e tal como desejado, obteve-se um material sólido que pode sercortado. Relativamente ao estudo da esterilização de matrizes k-IBS® com radiação gama, nãose observou nenhuma diferença nos perfis de libertação entre a utilização de 15 e 25 kGy.

The use of three-dimensional matrices (scaffolds) developed based on the applicationfor Tissue Engineering to be used in hard tissue for of orthopedics and dentistry has beenincreasing considerably, and there’s already available on the market a wide range of productswith such applicability. The use of such three-dimensional arrays replaces the use of implantsand grafts. It is possible, through surgery, treating bone damage using three-dimensionalmatrices that are used as support for bone regeneration. However, these surgical procedures areassociated with inflammatory responses, requiring the patient to be treated with antiinflammatorydrugs.The aim of this study was to modify a medical device that is already on the market andconsists of a composite matrix - k-IBS® produced by Altakitin, SA. - In order to impart antiinflammatoryactivity by incorporation of diclofenac sodium. It was intended that the finalproduct would be able to release the drug for 8 to 10 days, exhibiting a more rapid release inthe first hours. It was also important to get a solid material that could be cut. Therefor it tookthe preparation of two polymeric systems for drug encapsulation: PLA fiber produced byelectrospinning and PHBV particles produced by the emulsion method and extraction / solventevaporation. These polymer systems were incorporated in the matrix k-IBS®, in order to obtainthree-dimensional arrays with cylindrical shape, and drug release studies took place. The effectof gamma radiation was also tested, with 15 and 25 kGy in k-IBS® matrix without inorganicphase to check their effect on drug release. The cytotoxicity of K-IBS® matrices with PLAfibers and particles PHBV was also evaluated.This study has shown that the encapsulation system which would meet the desired goal,were particles PHBV, since when incorporated in the scaffold, the drug release profiles obtainedhad a rapid release in the first hour test period and a continuous release up to more than 10 days.However, the results obtained for this system may be associated with errors due to the possibleexit of the small particle into the solution, contributing to drug quantitation performed. In theK-IBS® matrices with PLA fibers the profiles obtained released the drug more slowly, failingto achieve the desired release period. For the study of sterilization of k-IBS® matrices nodifferences were found between the use of 15 and 25 kGy in release profiles. Additionally, asdesired, a solid material that can be cut was produced.