Nanopolímeros e liberação controlada de drogas Prof. Dr. Vinicius Campos Disciplina de Nanobiotecnologia Graduação em Biotecnologia - UFPel

Abordagens da aula... 1. Liberação de fármacos 2. Nanopartículas 3. Polímeros biodegradáveis

Introdução Liberação de fármacos a uma velocidade e/ou numa localização indicada para a necessidade do corpo ou estado da doença em um período especificado de tempo: Liberação temporal: controle sobre a velocidade da liberação do fármaco Liberação espacial: controle sobre a localização do fármaco

Liberação espacial = Molécula do fármaco TUMOR LIBERAÇÃO EXCLUSIVA DO FÁRMACO A TIPOS ESPECÍFICOS DE CÉLULAS

Tempo/dosagem administrada Liberação temporal Convencional Liberação ordem zero P L s m a l e v Tempo/dosagem administrada Efeitos adversos Níveis tóxicos Faixa terapéutica Concentração Min. efetiva Sem efeito

Sistema de liberção controlada O comportamento do fármaco in vivo pode ser mudado drasticamente ao incorpora-lo num carregador. Os veículos de liberação de fármacos coloidais podem prover: Liberação lenta de compostos as vezes tóxicos Habilidade de guiar uma distribuição sistêmica Habilidade de proteger fármacos de degradação ambiental Habilidade de direcionar a alvos específicos diretamente em tecidos Sistemas coloidais em uso são: Nanopartículas d<1mm Microesferas d>1mm Emulsões 100nm<d<5mm Lipossomas 20nm<d<2mm

Micro/nanoesferas e capsulas NANOPARTICULAS NANOESFERAS Monoliticas Reservatorio NANOCÁPSULAS

Métodos de Preparação 1- Através de polimerização de monômeros Problemas: obtidas induzindo-se a polimerização. Difícil controle da extensão da reação-massa molar não controlada. Purificação posterior. Interação do polímero com o ativo. 2- Diretamente da macromolécula ou polímero pré-formado.

Polímeros Biodegradáveis É o polímero em que a degradação é mediada, total ou parcialmente, por um sistema biológico. Tecidos Células Líquidos corporais Microrganismos Água Oxigênio

Polímeros Biodegradáveis Contém grupos hidrolisáveis: Amida Éster Uréia Uretano Éster

Polímeros Biodegradaveis C O (CH2)5 n O CH2 C n Poli(acido glicolico) ou PGA Poli (-caprolactona) ou PCL O CH C n CH3 Poli(acido lactico) ou PLA

Polímeros Biodegradaveis Fatores que afetam a degradação dos poliésteres Composição química Peso molecular Permeabilidade à água e solubilidade (hidrofilicidade/hidrofobicidade) Mecanismo de hidrólise (não catalítica/catalítica/enzimática) Tipo de estrutura (cristalina/amorfa) Porosidade Temperatura de transição vítrea Características físicas (tamanho, forma, relação área/volume da matriz polimérica Fatores físicos-químicos (pH, temperatura, força iônica do meio) Esterilidade e métodos de esterilização Local de implante no organismo

Polímeros Biodegradaveis Polímeros de ácido lático (PLA) e glicólico (PGA) e copolímeros (PLGA) Produção de fios cirúrgicos para suturas

Polímeros Biodegradaveis Poli-e-Caprolactona Polímero utilizado para acelerar a rapidez de degradação de outros polímeros

Polímeros Biodegradaveis Polihidroxialcanoatos (PHA) Baixa biodegradabilidade Degradação in vivo mais rápida que in vitro Diversos tipos de polímeros (~ 125 tipos)

Polímeros Biodegradaveis Utilização para produção de nanopartículas poliméricas