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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.74.2020.tde-04052021-135546
Document
Author
Full name
Júlia Barrionuevo Censoni
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Pirassununga, 2020
Supervisor
Committee
Carregaro, Adriano Bonfim (President)
Freitas, Silvio Henrique de
Aguiar, Antonio José de Araújo
Taffarel, Marilda Onghero
Title in Portuguese
Desenvolvimento de biocompósito polimérico à base de ácido polilático e nanopartículas para liberação controlada de metadona
Keywords in Portuguese
Analgesia
Biodispositivos
Nanopartículas
Opioides
Abstract in Portuguese
O controle da dor moderada a severa em animais é muitas vezes limitado devido ao controle rigoroso de alguns medicamentos e à dificuldade de se realizar o tratamento analgésico adequado em ambiente extra-hospitalar. Nesse sentido, a via transdérmica constitui uma alternativa de interesse para a administração de opioides, uma vez que apresenta potencial para promover analgesia prolongada e reduz a ocorrência de efeitos adversos. A metadona é um opioide com capacidade de ação na dor aguda, crônica e neuropática e possui características físico-químicas que a tornam adequada para administração transdérmica. O presente estudo teve por objetivo a obtenção e caracterização de nanocompósitos poliméricos baseados em fibras de ácido polilático (PLA) com nanopartículas de sílica mesoporosa para liberação controlada de metadona. Para comparação do efeito da concentração de fármaco e sílica nas fibras de PLA, foram obtidas matrizes poliméricas com diferentes composições por meio da técnica de eletrofiação. Estas foram avaliadas com relação ao teor de cloridrato de metadona, propriedades térmicas, composição, distribuição do diâmetro das fibras poliméricas e das nanopartículas. Adicionalmente, foi realizado um ensaio de liberação in vitro em solução tampão-fosfato (PBS) de pH 5,5 e 32±1°C, condições semelhantes às da superfície da pele. Nas análises térmicas observou-se interação entre o fármaco e as fibras poliméricas. A presença do fármaco melhorou a estabilidade do processo de eletrofiação, resultando em fibras poliméricas de melhor conformação. A presença da metadona e nanopartículas de sílica nos compósitos contribuíram para um aumento discreto na hidrofilicidade dos materiais, o que pode ser positivo em um dispositivo de liberação transdérmica. Em todos os materiais, ocorreu uma rápida liberação inicial e uma liberação sustentada até cerca de 8 h. A variação na concentração do cloridrato de metadona, assim como a adição das nanopartículas de sílica nas fibras, não modificou o comportamento de liberação no material em PBS, provavelmente devido às baixas concentrações utilizadas. Conclui-se que os materiais obtidos possuem capacidade para liberação lenta do fármaco in-vitro por até 8 horas, tempo que pode ser potencialmente estendido pelo aumento da espessura da manta polimérica.
Title in English
Development of a polymeric biocomposite based on polylactic acid and nanoparticles for the controlled release of methadone
Keywords in English
Analgesia
Biodevices
Nanoparticles
Opioid
Abstract in English
The control of moderate to severe pain in animals is often limited by the strict control on some medications and the difficulty in performing adequate analgesic treatment outside the hospital. In this sense, the transdermal route provides an alternative for the administration of opioids due to its ease of application, prolonged analgesia and reduced adverse effects. The effectiveness of methadone against acute, chronic, and neuropathic pain, along with its physicochemical characteristics, make it a suitable opioid for transdermal administration. The present study aimed to obtain and characterize polymeric nanocomposites based on fibers of polylactic acid (PLA) with mesoporous silica nanoparticles for the controlled release of methadone. To compare the effects of the drug and silica concentration in the PLA fibers, polymeric matrices with different compositions were obtained by the electrospinning technique and evaluated for drug content, thermal properties, composition, fiber diameter distribution, and drug adsorption efficiency on silica nanoparticles. In addition, an in vitro release essay was performed in conditions similar to the skin surface. In the thermal analysis, interaction between the drug and the polymeric fibers was observed. The presence of the drug improved the stability of the electrospinning process, resulting in better conformation of the polymeric fibers. The methadone and silica nanoparticles contributed to a slight increase in the hydrophilicity of the composites, a desirable feature to a transdermal delivery device. In all materials, there was a rapid initial release followed by a sustained release lasting up to 8 h. Varying the concentrations of the silica nanoparticles and methadone hydrochloride did not affect release behavior, probably due to the low concentrations used. The results indicate that the materials have the potential for up to 8 hours of sustained drug release, and this period may be extended by increasing the thickness of the polymeric matrices.
 
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Publishing Date
2021-05-04
 
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