Desenvolvimento de uma membrana de quitosana com propriedades de barreira celular e capacidade de liberação de droga
Data
2014-03-06
Autores
Gondim, Luciano de Rezende 
Orientadores
Bizeto, Marcos Augusto
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
Chitosan is a water-soluble semisynthetic biopolymer with recognized potential application in the medical field because of properties such as bactericidal activity, biocompatibility, drug releasing, among others. Chitosan Membranes were prepared by the casting method. In order to improve mechanical and drug delivery properties of these membranes, different amounts (1 to 90 wt.%) of mesoporous silica MCM-41 were added to the chitosan solution during the preparation process. The MCM-41 presents an extensive network of pores with regular sizes and structural ordering that provide high surface area and drug loading capacity for later release. Membranes as well as their intermediate components were chemically and structurally characterized. The membranes containing less than 20 wt% of MCM-41 have adequate flexibility to manipulation, do not show pore with cell dimensions and surface segregation of the polymer and inorganic phases. A membrane containing 20 wt.% of MCM- 41 and another one composed of pure chitosan were subjected to the in vitro and in vivo assays, comparatively. The drug release property of membranes is influenced by the MCM-41 presence. The membrane where ibuprofen was previously immobilized in MCM-41 showed a release profile with prolonged release over time when compared to pure chitosan membrane. The biocompatibility was evaluated in vivo by surgical insertion between the abdominal wall muscles of Wistar-SEM (n = 8) and subsequent histological analysis of tissue after 7 and 28 days of implantation. The potential inhibition of cell transmigration was confirmed by histology tissue where the membrane has been deployed. The inflammatory response membranes with or without silica was similar to the one observed for the collagen membranes and commercial polypropylene used as controls. After 28 days the chitosan membrane showed integration with the surrounding tissue and no chronic inflammation, thus demonstrating adequate biocompatibility. The hybrid membranes of chitosan prepared with MCM-41 showed cell barrier property, biocompatibility and release capacity of ibuprofen, showing a great potential for medical applications. Microbiological testing of the membranes showed the preservation of antibacterial property of chitosan..
A quitosana é um biopolímero semissintético solúvel em água com reconhecido potencial de aplicação na área médica devido apresentar propriedades como atividade bactericida, biocompatibilidade, capacidade de liberação de drogas, entre outras. As membranas foram preparadas pelo método de casting. Visando melhorar as propriedades mecânicas e de liberação de drogas dessas membranas, diferentes quantidades em massa da sílica mesoporosa MCM-41 foram adicionadas à solução de quitosana durante o processo de preparação (1% a 90%). A MCM-41 apresenta uma extensa rede de poros com tamanhos regulares e ordenados conferindo ao material elevada área superficial e capacidade de imobilização de drogas para posterior liberação. As membranas, bem como seus componentes intermediários foram quimicamente e estruturalmente caracterizadas. As membranas contendo até 20% em massa de MCM-41 apresentaram flexibilidade adequada à manipulação, não apresentaram poros de dimensões celulares, nem segregação superficial entre as fases polimérica e das partículas inorgânicas de sílica. Essa membrana contendo 20% em massa de MCM-41 e uma de quitosana pura foram submetidas comparativamente aos ensaios in vitro e in vivo. A capacidade de liberação de droga das membranas (ibuprofeno previamente imobilizado na MCM-41) mostra que a presença da sílica leva a uma alteração no perfil de liberação com redução na liberação ao longo do tempo em relação a membrana de quitosana pura. A biocompatibilidade foi avaliada in vivo pela inserção cirúrgica entre os músculos da parede abdominal de ratos Wistar-EPM (n = 8) e posterior análise histológica do tecido após 7 e 28 dias de implantação. O potencial de inibição da transmigração celular foi confirmado com a histologia do tecido onde a membrana foi implantada. A resposta inflamatória das membranas com ou sem a sílica foi semelhante à observada para as membranas de colágeno e polipropileno comerciais utilizadas como controle. Após 28 dias a membrana de quitosana mostrou integração com os tecidos adjacentes e ausência de inflamação crônica evidenciando, assim, adequada biocompatibilidade. As membranas híbridas de quitosana com MCM-41 preparadas apresentaram a propriedade de barreira celular, biocompatibilidade e capacidade liberação de ibuprofeno, evidenciando um grande potencial para aplicações médicas. Os ensaios microbiológicos das membranas mostraram a preservação da propriedade antibacteriana da quitosana.
A quitosana é um biopolímero semissintético solúvel em água com reconhecido potencial de aplicação na área médica devido apresentar propriedades como atividade bactericida, biocompatibilidade, capacidade de liberação de drogas, entre outras. As membranas foram preparadas pelo método de casting. Visando melhorar as propriedades mecânicas e de liberação de drogas dessas membranas, diferentes quantidades em massa da sílica mesoporosa MCM-41 foram adicionadas à solução de quitosana durante o processo de preparação (1% a 90%). A MCM-41 apresenta uma extensa rede de poros com tamanhos regulares e ordenados conferindo ao material elevada área superficial e capacidade de imobilização de drogas para posterior liberação. As membranas, bem como seus componentes intermediários foram quimicamente e estruturalmente caracterizadas. As membranas contendo até 20% em massa de MCM-41 apresentaram flexibilidade adequada à manipulação, não apresentaram poros de dimensões celulares, nem segregação superficial entre as fases polimérica e das partículas inorgânicas de sílica. Essa membrana contendo 20% em massa de MCM-41 e uma de quitosana pura foram submetidas comparativamente aos ensaios in vitro e in vivo. A capacidade de liberação de droga das membranas (ibuprofeno previamente imobilizado na MCM-41) mostra que a presença da sílica leva a uma alteração no perfil de liberação com redução na liberação ao longo do tempo em relação a membrana de quitosana pura. A biocompatibilidade foi avaliada in vivo pela inserção cirúrgica entre os músculos da parede abdominal de ratos Wistar-EPM (n = 8) e posterior análise histológica do tecido após 7 e 28 dias de implantação. O potencial de inibição da transmigração celular foi confirmado com a histologia do tecido onde a membrana foi implantada. A resposta inflamatória das membranas com ou sem a sílica foi semelhante à observada para as membranas de colágeno e polipropileno comerciais utilizadas como controle. Após 28 dias a membrana de quitosana mostrou integração com os tecidos adjacentes e ausência de inflamação crônica evidenciando, assim, adequada biocompatibilidade. As membranas híbridas de quitosana com MCM-41 preparadas apresentaram a propriedade de barreira celular, biocompatibilidade e capacidade liberação de ibuprofeno, evidenciando um grande potencial para aplicações médicas. Os ensaios microbiológicos das membranas mostraram a preservação da propriedade antibacteriana da quitosana.
Descrição
Citação
GONDIM, Luciano de Rezende. Desenvolvimento de uma membrana de quitosana com propriedades de barreira celular e capacidade de liberação de droga. 2014. 57 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Diadema, 2014.