Preparação de nanopartículas de quitosana para liberação de fármacos
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Data
2018-11-29
Autores
Barros, Ellen Luna de 
Orientadores
Bizeto, Marcos Augusto
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
Drug carriers provide a more efficient manner to administer drugs that have restrictions
in the use. In this study, chitosan, which is a semi synthetic biopolymer produced from a
renewable source, has been transformed into nanoparticles to act as carriers for drugs and
other bioactive molecules. The preparation of the nanoparticles was carried out using the
coacervation and ionotropic gelation methods. The formed nanoparticles in aqueous
dispersion were analyzed by zeta potential and dynamic light scattering of measurements.
Nanoparticles isolated by centrifugation were analyzed by X-ray diffractometry and Fourier
transformed infrared absorption spectroscopy. Ibuprofen was the model drug used in this
study. This drug was incorporated directly into the nanoparticles during the synthesis step.
The drug release from the chitosan nanoparticles was evaluated in phosphate buffer with pH
6.0 and 8.0 and also in simulated body fluid (pH 7.2), which is a medium that mimics the
physiological chemical conditions of intracellular fluid. Representative kinetic models of
different pharmaceutical forms of drug release dosage were applied to the experimental curve
of ibuprofen release in simulated body fluid.
The synthetic method based on coacervation did not produce the nanoparticles with the
desired characteristics of low index of polydispersity and high zeta potential, in none of the
experimental conditions evaluated. The ionotropic gelation method produced the
nanoparticles with the desired colloidal characteristics when a mass ratio of chitosan and
sodium tripolyphosphate of 3 : 1 was used during the preparation of the nanoparticles. The
ibuprofen incorporation by using direct synthesis was around 91%, resulting in a material
containing 21% by mass of the drug incorporated into the polymer network as tiny crystals
and adsorbed molecules. The amount of ibuprofen released after 240 min in acid medium (30
%) was higher than in basic medium (10 %), which is the condition where the drug is way
more soluble. This result demonstrated the role of the chitosan nanoparticle in modifing the
ibuprofen solubility, as expect for a drug carrier. In simulated body fluid, 32% of the
ibuprofen incorporated into the nanoparticles was released after the 240 min of monitoring.
The experimental release kinetics adjusted to the Korsmeyer-Peppas model, ascribed for
polymer matrices, with the release mechanism dominated in the monitored period by the
diffusion of the drug located closest to the surface of the particle.
Carreadores de fármacos propiciam maneiras mais eficientes para a administração de princípios ativos que apresentem alguma restrição de uso. Neste estudo, a quitosana, que é um biopolímero semissintético de origem renovável, foi transformada em nanopartículas para carreamento de fármacos e outras moléculas bioativas. A preparação das nanopartículas de foi feita pelos métodos da coacervação e de gelificação ionotrópica. As nanopartículas formadas em dispersão aquosa foram analisadas por medidas de potencial ζ e de espalhamento dinâmico de luz. As nanopartículas isoladas por centrifugação foram analisadas por difratometria de raios X e espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho por transformada de Fourier. O fármaco modelo utilizado neste estudo foi o ibuprofeno, o qual foi incorporado às nanopartículas pelo método de síntese direta. A posterior liberação foi avaliada em pH 6,0 e 8,0 e, também, em fluído corporal simulado (pH 7,2), que é um meio que mimetiza o fluído intracelular. Modelos cinéticos representativos de diferentes formas farmacêuticas de liberação modificada foram aplicados à curva experimental de liberação do ibuprofeno em fluído corporal simulado. Os resultados demonstraram que a síntese por coacervação não produziu as nanopartículas com as características desejadas (baixo índice de polidispersividade e potencial ζ elevado) em nenhuma das condições experimentais testadas. A síntese por gelificação produziu as nanopartículas com as características coloidais desejadas quando utilizada a proporção em massa de quitosana : tripolifosfato de sódio de 3 : 1 na preparação das nanopartículas. A eficiência de incorporação do ibuprofeno por síntese direta foi de aproximadamente 91 %, resultando em um material contendo 21 % em massa do fármaco incorporado na rede polimérica na forma de pequenos cristais e de moléculas adsorvidas. A quantidade de ibuprofeno liberada após 240 min em meio ácido (30 %) foi maior do que em básico (10 %), que é a condição na qual este fármaco é bem mais solúvel. Este resultado fato demonstrou a atuação da nanopartícula de quitosana na modificação da disponibilidade do fármaco, como esperado para um carreador. Em fluido corporal simulado foi liberado 32 % do ibuprofeno incorporado nas nanopartículas considerando ao longo dos 240 min de monitoramento. A cinética de liberação se ajustou ao modelo de KorsmeyerPeppas, aplicado às matrizes poliméricas, sendo o mecanismo de liberação no período avaliado dominado pela difusão do fármaco localizado mais próximo da superfície da partícula
Carreadores de fármacos propiciam maneiras mais eficientes para a administração de princípios ativos que apresentem alguma restrição de uso. Neste estudo, a quitosana, que é um biopolímero semissintético de origem renovável, foi transformada em nanopartículas para carreamento de fármacos e outras moléculas bioativas. A preparação das nanopartículas de foi feita pelos métodos da coacervação e de gelificação ionotrópica. As nanopartículas formadas em dispersão aquosa foram analisadas por medidas de potencial ζ e de espalhamento dinâmico de luz. As nanopartículas isoladas por centrifugação foram analisadas por difratometria de raios X e espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho por transformada de Fourier. O fármaco modelo utilizado neste estudo foi o ibuprofeno, o qual foi incorporado às nanopartículas pelo método de síntese direta. A posterior liberação foi avaliada em pH 6,0 e 8,0 e, também, em fluído corporal simulado (pH 7,2), que é um meio que mimetiza o fluído intracelular. Modelos cinéticos representativos de diferentes formas farmacêuticas de liberação modificada foram aplicados à curva experimental de liberação do ibuprofeno em fluído corporal simulado. Os resultados demonstraram que a síntese por coacervação não produziu as nanopartículas com as características desejadas (baixo índice de polidispersividade e potencial ζ elevado) em nenhuma das condições experimentais testadas. A síntese por gelificação produziu as nanopartículas com as características coloidais desejadas quando utilizada a proporção em massa de quitosana : tripolifosfato de sódio de 3 : 1 na preparação das nanopartículas. A eficiência de incorporação do ibuprofeno por síntese direta foi de aproximadamente 91 %, resultando em um material contendo 21 % em massa do fármaco incorporado na rede polimérica na forma de pequenos cristais e de moléculas adsorvidas. A quantidade de ibuprofeno liberada após 240 min em meio ácido (30 %) foi maior do que em básico (10 %), que é a condição na qual este fármaco é bem mais solúvel. Este resultado fato demonstrou a atuação da nanopartícula de quitosana na modificação da disponibilidade do fármaco, como esperado para um carreador. Em fluido corporal simulado foi liberado 32 % do ibuprofeno incorporado nas nanopartículas considerando ao longo dos 240 min de monitoramento. A cinética de liberação se ajustou ao modelo de KorsmeyerPeppas, aplicado às matrizes poliméricas, sendo o mecanismo de liberação no período avaliado dominado pela difusão do fármaco localizado mais próximo da superfície da partícula