Membranas de poli(3-hidroxibutirato) contendo antibiótico para utilização em regeneração
tecidual guiada
Marcio A. C. Silva1*, Marysilvia M. F. Costa2, Rossana M.S.M. Thiré1
*[email protected], aluno de doutorado
1Laboratório
de Biopolímeros, PEMM-COPPE-UFRJ, CP 68505, 21941-972, Rio de Janeiro, RJ
2Laboratório
de Polímeros, PEMM-COPPE-UFRJ, CP 68505, 21941-972, Rio de Janeiro, RJ
Resumo
A engenharia tecidual tem estado cada vez mais presente nas áreas da odontologia que envolvem cirurgia
reparadora. No caso da periodontia a técnica de Regeneração Tecidual Guiada (RTG) faz uso de membranas de
barreira, com ou sem liberação de fármaco, que vêm sendo fabricadas, em muitos casos, de polímeros
absorvíveis. Nesse estudo avaliamos a liberação do fármaco metronidazol em membranas produzidas com
poli(3-hidroxibutirato) (PHB), com e sem adição do plastificante citrato de etila. Foram fabricados corpos de
prova variando-se os teores de fármaco e plastificante. Esses corpos de prova foram submetidos a ensaios de
liberação de fármaco em meio similar ao do corpo humano. Os resultados obtidos mostraram que houve
liberação em todos os corpos de prova e que a adição de plastificante influenciou positivamente essa liberação.
Palavras-chave: PHB, membrana periodontal, RTG, metronidazol, citrato de etila.
Introdução
A periodontite é a inflamação dos tecidos
periodontais que dão suporte ao dente, podendo
levar à perda precoce dos elementos dentários por
deterioração desses. A técnica de Regeneração
Tecidual Guiada (RTG) pode ser utilizada para a
reconstrução do periodonto [1]. Esta técnica
envolve a colocação de uma membrana de barreira
a fim de evitar o crescimento epitelial para o local
da ferida, permitindo assim a formação de
estruturas funcionais. Essas membranas podem ser
bioabsorvíveis ou não-bioabsorvíveis. O PHB é um
poliéster microbiano, biodegradável e biocompatível
com uma grande variedade de células animais [2]
e, portanto, um material interessante para a
confecção de membranas para RTG. No entanto,
para atingir as propriedades mecânicas
imprescindíveis à aplicação, faz-se necessário a
adição de plastificantes aos filmes de PHB, a fim de
aumentar sua ductilidade. O fármaco metronidazol
é um coadjuvante que, quando aplicado ao
tratamento das lesões periodontais, possibilita um
resultado mais eficiente do que o tratamento
mecânico exclusivo [3]. A tecnologia de liberação
controlada de fármacos busca resolver problemas
associados à administração tradicional dos
princípios ativos, por meio da regulação da taxa e
da localização espacial de liberação do agente. Os
sistemas de liberação controlada proporcionam, por
um longo período de tempo, efeitos terapêuticos
que só poderiam ser alcançados após múltiplas
administrações sistêmicas [4]. Neste trabalho foi
avaliada a cinética de liberação do metronidazol em
diferentes
concentrações,
adicionado
às
membranas de PHB. Também é avaliada a
influência do plastificante nessa liberação.
Materiais e métodos
As membranas periodontais foram confeccionadas
em PHB, fornecido pela PHB Industrial S/A
(Biocycle 1000®, lote 141), contendo o fármaco
Metronidazol e o plastificante citrato de etila, ambos
P.A., da Sigma-Aldrich. O fármaco, nas
concentrações de 0,5%, 1% e 2% (p/p) e o
plastificante nas concentrações de 0% e 20% (p/p)
foram adicionados ao PHB por meio de agitação
manual. As membranas foram produzidas pelo
processo de moldagem por compressão. A Tabela
1 mostra as composições dos corpos de prova.
Tabela 1 – Porcentagens de metronidazol (M) e
plastificante (P) utilizadas nos corpos de prova.
M 0,5%
M 1%
M 2%
P 0%
M0,5P0
M1P0
M2P0
P 20%
M0,5P20
M1P20
M2P20
Painel PEMM 2012 – 24, 25 e 26 de outubro de 2012 – PEMM/COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil
𝐹𝐶 =
!"
!"!!,!
!!!
,
Eq. 1
onde FC é o fator de correção, n é o número
sequencial da amostra, 1,5 é o volume em mililitros
da alíquota retirada e 50 é o volume total do tubo
em mililitros [5].
Resultados e discussão
A Figura 1 mostra o perfil de liberação de
metronidazol nos diferentes grupos de corpos de
prova. Os resultados obtidos mostraram que a
liberação do fármaco após 58 dias tem grande
variação entre os diferentes grupos. Essa diferença
é mais acentuada para o grupo contendo
plastificante. Todos os grupos, exceto o M0,5P0
atingiram a concentração mínima inibitória (MIC)
para este fármaco contra o patógeno
Porphyromonas gingivalis descrita na literatura
como sendo de 0,122 µg/ml [6], a partir de 1,5 h de
ensaio, mostrando que uma membrana assim
produzida seria eficaz contra esse patógeno logo
após a sua implantação. Pode-se notar também
que a liberação do fármaco para o meio parece ter
atendido a dois comportamentos distintos: uma fase
inicial, de liberação rápida, e uma fase tardia, de
liberação mais lenta. O ponto da curva que marca
essa mudança localiza-se por volta do nono dia do
ensaio. Acredita-se que primeira etapa está
associada à liberação dos cristais de metronidazol
adsorvidos na superfície do filme. Já o segundo
regime é regido pela transferência de massa por
difusão segundo a lei de Fick e será responsável
80
M0,5P 0
M0,5P 20
M1P 0
M1P 20
M2P 0
M2P 20
70
60
P e rc e ntua l L ibe ra do (% )
Os ensaios de liberação do metronidazol foram
realizados com base nos procedimentos descritos
por Shifrovitch (2008) [5]. As amostras foram
colocadas em tubos Falcon contendo 50 ml de
solução tampão acetato de potássio pH 5,0. Os
tubos foram mantidos a 37˚C em agitação orbital de
120 rpm. Foram coletadas amostras de 1,5 ml da
solução tampão acetato de potássio do interior dos
tubos ao longo de 58 dias. Após a coleta de cada
amostra, o nível de solução dentro do tubo foi
completado com o mesmo volume de solução
tampão [5]. A concentração do fármaco na amostra
coletada foi determinada por espectrofotometria
UV-Vis. Para eliminar o erro produzido pela diluição
da solução por inserção de solvente um fator de
correção foi aplicado à concentração da amostra,
conforme apresentado na Equação 1.
pela manutenção dos níveis de fármaco na ferida
em uma etapa mais tardia da cicatrização.
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
T e m po (D ia s )
Figura 1 - Liberação acumulada de metronidazol.
Conclusões
As membranas fabricadas, principalmente àquelas
contendo plastificante, são eficientes para a
liberação controlada de metronidazol. Nas
condições avaliadas, o processo de liberação
ocorre em duas etapas: uma rápida, provavelmente
associada a dessorção do fármaco presente na
superfície, e outra lenta, associada à processo
difusionais. O sistema estudado tem potencial
aplicação contra o patógeno Porphyromonas
gingivalis.
Agradecimentos
Os autores agradecem ao CNPq e PROCAD/CAPES
pelo apoio financeiro, à PHB Industrial S/A pela doação
da matéria-prima.
Referências
[1] Magini, Ricardo de Souza. 2009. Publicação
Eletrônica em Reabilitação Oral. [Online]
[2] Shishatskaya, et al. J. Mater. Sci.: Mater. Med.
(2008), 19, pp. 2493–2502.
[3] Griffiths, G. S., et al., Journal of Clinical
Periodontology. (2000), 27, pp. 910-917
[4] Costa, M.F. e Thiré, R.M.S.M. (2011 Biomaterias em
Odontologia: princípios, métodos investigativos e
aplicações, V. 2, VM Cultural, São Paulo.
[5] Shifrovitch, Yael, et al. Journal of Periodontology.
(2009) pp. 330-337.
[6] Poulet, PP, et al. Journal of Clinical Periodontology.
(1999), Vol. 26, pp. 261-263
Painel PEMM 2012 – 24, 25 e 26 de outubro de 2012 – PEMM/COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil