PERMEAÇÃO DE FÁRMACOS ATRAVÉS DE MEMBRANAS
DE QUITOSANA MODIFICADAS COM POLI(ÓXIDO DE
ETILENO)
Cypriano. G. da T. Neto1*, José A. Giacometti2, José L. C. Fonseca1, Márcia R. Pereira1
1
Departamento de Química, Universidade Federal do Rio Grande do Norte,
Faculdade de Ciência e Tecnologia de Presidente Prudente, Universidade Estadual Paulista
1
* Campus Universitário, Lagoa Nova, Caixa Postal 1662, Natal, RN 59078-970, Brasil - [email protected]
2
Permeation of drugs in blends of chitosan and poly(ethylene oxide)
Chitosan-poly(ethylene oxide) blend membranes were manufactured and used in the study of permeability of drugs,
sulfamerazine and sulfametoxipyridazine. The drug concentration was changed from 1.0 to 0.1 % while membrane
thickness was varied 30 to 40 µm and the release rate was measured by spectrophotometric determination at 30 +/- 0.1
°C. An increase in permeability with increase in poly(ethylene oxide) concentration is probably due to an increase in
membrane hydrophilicty. This hypothesis was confirmed by DSC and TG analysis.
Introdução
A quitina, depois da celulose, é o polímero
natural mais abundante sendo encontrado no esqueleto
de crustáceos e em outros materiais biológicos. É
estruturalmente idêntica a celulose diferenciando-se
desta por possuir um grupo acetamida no lugar de uma
hidroxila secundária no segundo átomo de carbono da
unidade repetitiva de hexose, sendo basicamente um
poli (β -(1-4) - 2 - amino - D - glucose). A quitosana é
um derivado da quitina obtido pela desacetilação desta
com um álcali. É um copolímero composto de unidades
( β -(1-4) - 2 - acetamida - D - glucose) e de unidades
(β -(1-4) - 2 - amino - D - glucose) solúvel em ácidos
diluídos e com estas soluções, pode haver a formação
de filmes 1. O polióxido de etileno (PEO), um
polímero termoplástico, solúvel em água, produzido
pela polimerização heterogênea do óxido de etileno é
facilmente solúvel a temperatura ambiente, contudo a
temperaturas elevadas (> 98 oC) sua solubilidade
diminui .
A quitosana é um dos mais promissores
polímeros utilizados na preparação de membranas para
vários usos, como purificação da água em processos de
osmose reversa 2-3 e sistema de liberação para vários
produtos farmacêuticos4-5.
Apesar da quitosana ser um polímero natural
abundante, obtida a partir de recursos marinhos
renováveis, sua utilização comercial não tem sido tão
intensa como a de outros biopolímeros como a celulose
e o ácido hialurônico. A quitosana possui propriedades
mecânicas, físicas e químicas que a tornam apropriada
para uso em um grande número de produtos médicos e
farmacêuticos5, entretanto a literatura mostra que a
quitosana possui pouca compatibilidade sanguínea,
promovendo a adesão das plaquetas provocando
trombose quando em contato com o sangue.
As interações que levam a trombose ocorrem
na interface sangue-biomaterial, uma modificação
desta superfície com polímeros solúveis em água
podem prevenir a adsorção de proteínas, a adesão de
plaquetas e a formação do trombo através de um
mecanismo de repulsão estérica6, deste modo, cadeias
de PEO ligadas à superfície tem se mostrado bastante
eficazes no aumento da compatibilidade sanguínea, de
diferentes materiais poliméricos7.
A quitosana
modificada com PEO mostrou prevenir a adesão de
plaquetas e sua ativação8. Deste modo este trabalho
destina-se à criação de um novo tipo de membrana e a
avaliação de sua eficácia na liberação controlada de
alguns fármacos através do estudo da difusão de
substâncias através destas membranas, realizados
utilizando uma técnica simples que consiste em colocar
a membrana entre dois compartimentos com soluções a
diferentes concentrações, onde a difusão ocorre
obviamente do compartimento de maior concentração
para o menor concentração.
Experimental
Membranas de quitosana e quitosana-PEO
foram preparadas dissolvendo a quitosana e o PEO em
solução de ácido acético 2 % a temperatura ambiente
deixando sob agitação constante por um período de 24
horas. Após este período as soluções foram filtradas e
deixadas em repouso para a eliminação das bolhas. As
soluções obtidas foram adicionadas em placas de petri
Anais do 7o Congresso Brasileiro de Polímeros
87
e colocadas na estufa a 50 °C por 24 horas para a
evaporação do solvente, o filme seco obtido após este
período foi imerso em solução de NaOH 5 % por 2
horas, sendo depois lavado com água em abundância e
colocado no extensor para secar. Procedeu-se também
a reticulação de algumas membranas com solução de
glutaraldeído 0,001 % sendo as espessuras das
membranas obtidas determinada utilizando-se um
micrometro digital Check-line modelo DCF-900.
Os ensaios de permeabilidade foram
realizados utilizando dois fármacos de diferentes
massas molares, sulfamerazina e sulfametoxipiridazina,
de modo já descrito na literatura9-10.
Curvas de DSC e TG foram obtidas em
aparelhos Netzsch DSC 204 e Netzch TG 209
respectivamente, sendo a curva DSC de cada
membrana obtida em uma segunda corrida de
aquecimento a uma taxa de 10 °C/min em atmosfera de
N211 e as curvas de TG a uma taxa de 10 °C/min
também em atmosfera de N2.
As
membranas
reticuladas
também
demonstram um aumento na taxa de permeação,
ocasionado por um aumento da hidrofilicidade da
membrana e maior acessibilidade da água aos grupos
NH2 da quitosana ocasionada pela perda da estrutura
cristalina devido a reticulação14.
Resultados e Discussão
1.
No ensaio de DSC não foram observadas
modificações da Tg entre as membranas de quitosana e
quitosana-PEO devido a pequena quantidade de PEO
adicionada, entretanto pode-se observar um aumento
na hidrofilicidade das membranas não reticuladas pela
adição do PEO na sua composição, bem como nas
membranas reticuladas.
No ensaio de TGA as membranas de
quitosana-PEO também apresentaram um aumento de
sua hidrofílicidade quando comparadas as membranas
de quitosana. Nas membranas de quitosana foram
observados dois estágios distintos, o primeiro estágio
entre 70 e 110 oC associado a perda de água pela
membrana e um segundo estágio entre 270 e 320 oC
associado a um processo complexo que inclui
desidratação dos anéis sacarídicos, despolimerização e
decomposição dos grupos acetilados e desacetilados
das unidades do polímero12-13. Um terceiro estágio foi
observado nas membranas de quitosana-PEO entre 580
e 700 oC, associado ao PEO, confirmando sua presença
na mistura.
Nos ensaios de permeação as membranas de
quitosana-PEO apresentam um aumento na taxa de
permeação quando comparadas às membranas de
quitosana como mostra a tabela abaixo, provavelmente
devido a maior hidrofilicidade do PEO, bem como a
presença física do mesmo aumentando o espaço entre
as cadeias de quitosana, facilitando a hidratação da
membrana.
Conclusões
A modificação das membranas de quitosana
com PEO aumenta a hidrofilicidade das membranas,
aumentando também a velocidade permeação de
substâncias hidrofílicas através destas.
Agradecimentos
Os autores agradecem ao MCT ao CNPq pelo
suporte financeiro deste trabalho.
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Tabela 1 – Permeação da sulfamerazina em
membranas de quitosana, quitosana-PEO e quitosana
reticulada.
Conc. (g/L)
Tempo (min)
QUIT
0,033
65
QUIT-PEO
0,033
45
QUIT reticulada
0,033
35
88
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