Preparação e caracterização de sistemas de libertação de fármacos de base quitosano

Tese de doutoramento em Química (Química Tecnológica), apresentada à Universidade de Lisboa através da Faculdade de Ciências, 2008O quitosano é um polissacarídeo biocompatível e biodegradável que possui uma invulgar combinação de propriedades fìsico-químicas e actividade biológica, que o torna num importante biomaterial para aplicações ambientais, farmacêuticas e biomédicas, nomeadamente em sistemas para a libertação controlada de compostos. Neste contexto, o trabalho apresentado nesta dissertação teve como objectivo o desenvolvimento de filmes poliméricos de base quitosano, biocompatíveis e microbiologicamente seguros, que possam funcionar simultaneamente como pele artificial e como matriz imobilizadora em sistemas de libertação de fármacos. Em particular, o trabalho desenvolvido incidiu sobre a preparação e optimização de filmes de base quitosano através do recurso à radiação gama, e a sua caracterização física, química e biológica in vitro, por forma a averiguar a sua utilização como suporte para libertação de fármacos. Na fase inicial, aqui reportada como Capítulo 2, procedeu-se à modificação do quitosano sob a forma de grânulos e avaliação de vários métodos de copolimerização (variando o monómero, o método e as condições de polimerização) nas características físico-químicas e microbiológicas das amostras. Os resultados indicam o metacrilato de 2-hidroxietilo (HEMA) como o monómero mais adequado para a aplicação pretendida, e a polimerização induzida por radiação g como o método que conduz a copolímeros com melhores rendimentos de enxerto e com propriedades antimicrobiológicas. Numa segunda fase, Capítulo 3, procedeu-se à preparação por irradiação gama e caracterização de filmes de base quitosano, por forma a averiguar a sua utilização como matriz imobilizadora em sistemas de libertação de fármacos. Procedeu-se ainda à avaliação da possibilidade de preparação e esterilização simultânea dos filmes tendo por base estudos de inactivação microbiana e alterações de algumas propriedades funcionais. Os resultados indicam valores aceitáveis dentro da região da biocompatibilidade, segurança microbiológica e uma cinética de libertação de fármaco bastante rápida (dependente do grau de reticulação resultante da irradiação g, composição e espessura dos filmes). Os resultados obtidos mostram que os filmes preparadas por irradiação g apresentam um conjunto de características biológicas e fisico-químicas muito interessantes , permitindo concluir que a sua potencial aplicação como sistema de libertação de fármacos pronto a usar é viável.Chitosan is a biocompatible and biodegradable polysaccharide with an unusualcombination of biological activity plus physical and chemical properties, that makes it animportant biomaterial for environmental, pharmaceutical and biomedical applications,namely for controlled compounds delivery. In this context, the aim of the work presented inthis thesis was to develop biocompatible and microbiologically safe chitosan basedpolymeric films, which could simultaneously work as wound dressing and as support indrug delivery systems. In particular, the study carried through focused on preparation andoptimisation of chitosan based films obtained by gamma irradiation, and on its physical,chemical and biological in vitro characterisation, in order to verify its application as supportmatrix in drug release. In the initial phase, here reported as Capítulo 2, modification of powder chitosan was done and the effect of copolymerisation (including different monomer, method and polymerisation conditions) on the physical, chemical and microbiological characteristics of obtained materials evaluated. Results point out 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) as the monomer most fiddle with looked-for application and polymerisation induced by gamma radiation as the method which leads to higher yields of grafting and copolymers with some antimicrobiological properties. In one second phase, Capítulo 3, chitosan based films were obtained by radiation induced polymerisation after which had been characterised in order to investigate its application as support in drug delivery systems. Based on microbe inactivation studies and modification of some functional properties the possibility of simultaneous membrane preparation/sterilization was also explored. Obtained data display values within acceptable range of biocompatibility and microbiological safety, as well as a fast drug release kinetic (which is dependent on reticulation degree due irradiation, composition and films thickness). Obtained results point out a set of very interesting biological, physical and chemical properties which allow concluding that the application of the prepared films as drug release system ready to use is viable.Instituto Tecnológico e Nuclear (ITN) e Fundação para a Ciência e a Tecnologia (bolsa SFRH/BD/2862/2000)