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Type: Tese de Doutorado
Title: Síntese e caracterização do copolímero PLGA e estudos in vitro de sua degradação e liberação do fármaco atenolol
Authors: Anamaria Teodora Coêlho Rios da Silva
First Advisor: Ricardo Geraldo de Sousa
Abstract: Neste trabalho foi sintetizado o copolímero poli(D,L-lactídeo-co-glicolídeo), PLGA, um biomaterial de aplicação em sistemas de liberação de fármacos. Os copolímeros foram sintetizados por meio da abertura dos anéis dos dímeros cíclicos dos monômeros D,L-lactídeo e glicolídeo. As reações foram realizadas com duração de 2 horas e temperatura em torno de 175ºC. Empregaram-se proporções diferentes de monômeros para as sínteses de PLGA: 50/50, 70/30 e 82/18, expressas entre a proporção em massa de D,L-lactídeo e glicolídeo, respectivamente. Essa última foi escolhida como objeto de estudo por apresentar maior reprodutibilidade, ser de fácil manuseio e por ser uma das proporções entre os monômeros mais aplicada em sistemas de liberação de fármacos. Para a realização do estudo de degradação in vitro foram produzidos dispositivos de PLGA 82/18 em forma de bastões e para o estudo de liberação do fármaco atenolol, além dos bastões, também foram produzidos dispositivos na forma de mantas de nanofibras (por eletrofiação) de PLGA 82/18. Utilizaram-se os seguintes métodos e técnicas de análise: termogravimetria (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia de absorção molecular na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), reometria, citotoxicidade, espectrofotometria de absorção molecular na região do ultravioleta-visível (UV-Vis) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As sínteses dos copolímeros de PLGA foram realizadas com sucesso, sendo comprovada pelas técnicas de análises realizadas. O estudo do processo de degradação hidrolítica in vitro do PLGA, em forma de bastão, indicou que ele sofre uma degradação pronunciada com 28 dias, quando em solução tampão fosfato salino (PBS). O teste de citotoxicidade, usando a técnica de redução do MTT, mostrou que os copolímeros PLGAs sintetizados, liofilizados e processados por eletrofiação podem não ser prejudiciais, pois não causaram danos em células isoladas do corpo. Os testes de liberação do atenolol a partir dos dispositivos de PLGA, em forma de mantas de nanofibra, em solução de PBS, apresentaram liberação entre 65 e 72% do fármaco em 24 dias de estudo. Os dispositivos de PLGA com atenolol, em forma de bastões, apresentaram uma liberação mais lenta em comparação com as mantas, liberando entre 5 e 10%, aproximadamente, da quantidade inicial após 30 dias em solução PBS. O modelo utilizado para estudo do mecanismo de liberação do atenolol, a partir desses dispositivos, não foi adequado para descrever a cinética de liberação do fármaco. Os dois tipos de dispositivos estudados apresentaram perfis de liberação bem diferentes. Ao comparar os dois tipos de dispositivos do PLGA, antes e após o estudo de liberação, notou-se que eles sofreram o processo de degradação hidrolítica em suas cadeias poliméricas. Os estudos realizados mostraram que o copolímero PLGA sintetizado apresentou potencial para aplicação em sistemas de liberação modificada de fármacos.
Abstract: In this present work, the copolymer poly (D,L-lactide-co-glycolide), PLGA, a biomaterial for application in drug delivery systems, was synthesized. The copolymers were synthesized by opening the rings of the cyclic dimers of the D,L-lactide and glycolide monomers. The reactions were performed during 2 hours at 175°C. Different ratios of monomers in the synthesis of PLGA were used: 50/50, 70/30 and 82/18, expressed as the ratio between the mass of D,L-lactide and glycolide, respectively. The latter one was chosen due its greater reproducibility, ease to handle and for being the ratio of monomers that is most applied in drug delivery systems. For the study of in vitro degradation of PLGA 82/18 devices were produced in the form of rod-shaped and the release study of atenolol drug, in addition to rod-shaped, were also produced devices in the form of nanofiber mats (by electrospinning) of PLGA 82/18. Thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), rheometry, cytotoxicity, ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis) and scanning electron microscopy (SEM) were used as methods and analysis techniques. The synthesis of PLGA copolymers were performed successfully, and proven by the analysis techniques. The in vitro hydrolytic degradation of PLGA, rod-shaped, showed a marked decrease in 28 days, when in phosphate buffered saline (PBS) solution. The cytotoxicity test, using the MTT reduction technique, showed that the synthesized copolymer PLGA's, lyophilized and processed by electrospinning may not be harmful, because it not caused damage in isolated cells of the body. The atenolol release tests from the PLGA devices, as nanofiber mats, in PBS solution, showed release of 72% of the drug within 24 days of study. The PLGA devices with rod-shaped atenolol showed a slower release in comparison to the mat shaped ones, releasing 8.0% of the initial amount after 30 days in PBS solution. The model used to study the mechanism of release of atenolol from these devices was not adequate to describe the drug release kinetics. The two types of devices presented very different release profiles. By comparing two types of PLGA devices before and after the release study, it was observed that, have undergone the process of hydrolytic degradation in its polymer chains. The studies showed that the synthesized copolymer has potential for application in a modified drug delivery systems.
Subject: Engenharia quimica
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A3CGYU
Issue Date: 12-Feb-2015
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