Nanopolímeros e liberação controlada de drogas

Prof. Dr. Vinicius CamposDisciplina de Nanobiotecnologia

Graduação em Biotecnologia - UFPel

Abordagens da aula...

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

TUMOR

= Molécula do fármaco

LIBERAÇÃO EXCLUSIVA DO FÁRMACO A TIPOS ESPECÍFICOS DE CÉLULAS

Liberação temporal

Convencional

Liberação ordem zero

P

L

s

m

a

l

e

v

e

lTempo/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<1m– Microesferas d>1m– Emulsões 100nm<d<5m– Lipossomas 20nm<d<2m

NANOPARTICULAS

NANOESFERASMonoliticas

Reservatorio

NANOCÁPSULAS

Micro/nanoesferas e capsulas

Métodos de Preparação

1- Através de polimerização de monômerosProblemas: 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.

• 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

Polímeros Biodegradáveis

Éster

Polímeros Biodegradaveis

O CH2 C n

O

Poli(acido glicolico) ou PGA

Poli(acido lactico) ou PLAO CH C n

OCH3

C

O

(CH2)5 OnPoli (-caprolactona)

ou PCL

• Fatores que afetam a degradação dos poliésteres

Polímeros Biodegradaveis

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 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

Polímeros Biodegradaveis