Desenvolvimento de arcabouços de quitosana/hidroxiapatita para liberação controlada de fármacos.

Os estudos voltados para o desenvolvimento de arcabouços compreendem inovações tecnológicas, como a inserção de fármacos para liberação controlada. O objetivo desta pesquisa foi desenvolver arcabouços constituídos por esferas de hidroxiapatita/quitosana, carreadas com fármaco, curcumina ou dexametasona, para estudo em liberação controlada de fármacos. Utilizando para isso, o método de gelificação ionotrópica para obtenção das esferas biocompósitas, e posteriormente o método de agregação de partículas para formação dos arcabouços. A pesquisa foi dividida em três etapas: a Etapa I se deteve ao desenvolvimento de arcabouços formados por esferas de quitosana/hidroxiapatita, foram testadas três diferentes concentrações de hidroxiapatita; nas Etapas II e III ocorreu à inserção de fármacos, na concentração escolhida a partir da Etapa I, e investigação do perfil de liberação, na Etapa II utilizou-se a curcumina e, na Etapa III a dexametasona. Os arcabouços desenvolvidos foram caracterizados por Espectroscopia na Região do Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Ótica (MO), Porosidade (%), Ensaio de Grau de Intumescimento (%GI), Ensaio de Citotoxicidade, Ensaio de compressão (Etapa I), e em função da presença de fármacos nos arcabouços das Etapas II e III, foram realizados ensaios por meio de Espectrofotômetro (UV- VIS). Na Etapa I foi possível observar a formação de arcabouços com estruturas tridimensionais porosas, com poros interconectados e de tamanhos variados. Os resultados indicam que os arcabouços formados têm seus resultados influenciados pelas diferentes concentrações de hidroxiapatita. Com o aumento da fração cerâmica observa-se a densificação da superfície, e pequeno aumento no diâmetro das esferas, afetando: a porosidade dos arcabouços; o %GI e o comportamento mecânico, semelhante a elastômeros. Além disso, estes arcabouços apresentaram boa viabilidade celular com resultados em torno de 70% para todos os arcabouços, independentemente da concentração de HA. As caracterizações realizadas nos arcabouços contendo fármaco, Etapas II e III, indicam que ocorreu uma possível interação entre os grupos ativos da quitosana e dos fármacos. Nos arcabouços formados nessa etapa não foram observadas diferenças significativas na sua morfologia. A porosidade sofreu interferência em relação à concentração do fármaco de modo que, quanto maior a concentração do fármaco menor a porosidade; além disso, estes apresentaram menor %GI que pode ser atribuído as ligações entre a quitosana e os fármacos. Observou-se diminuição na viabilidade celular tanto para os arcabouços de curcumina quanto para os de dexametasona, isso é proporcional ao aumento da concentração de fármacos, e percebe-se que a dexametasona apresentou-se mais citotóxica que a curcumina, pois ela apresentou maior taxa de liberação quando comparada com a curcumina. A partir dos modelos matemáticos, percebe-se que a liberação é controlada pelo processo de difusão e pelo intumescimento/relaxação da cadeia polimérica para os dois fármacos mesmo que em taxas diferentes. O estudo sugere que os arcabouços desenvolvidos necessitam de reajustes para serem aplicados em regeneração óssea, entretanto, apresentam potencial para sistemas de liberação controlada dos dois tipos de fármacos estudados.The studies aimed at the development of scaffolds comprehend to technological innovations, with the insertion of drugs for controlled release. The goal of this research was to develop scaffolds consisting of hydroxyapatite/chitosan, loaded with drug, curcumine or dexamethasone, for the study in controlled drug release. For that purpose, it was used the ionotropic gelation method for obtaining the biocomposite spheres, and, subsequently, the particle aggregation method for the formation of the scaffolds. The research was divided into three steps: the Step I consisted in the development of scaffolds formed by chitosan/hydroxyapatite spheres, with three different concentrations of hydroxyapatite tested; on the Steps II and III occurred the insertion of drugs, in the concentration chosen from the Step I, and investigation of the release profile. On the step II was used curcumine, and on the Step III, dexamethasone. The developed scaffolds were characterized by Fourier Transform Infrared Region Spectroscopy (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Optical Microscopy (OM), Porosity (%), Swelling Degree Assay (%SD), Cytoxycity Assay, Compression Assay (Step I), and, because of the presence of drugs in the scaffolds of the Steps II and II, assays were done by Spectrophotometer (UV-VIS). On the Step I could be observed the formation of scaffolds with porous tridimensional structures, with interconnected pores and with varying sizes. The results indicate that the formed scaffolds have their results influenced by the different concentrations of hydroxyapatite. With the increase of the ceramic fraction, it is observed the densification of the surface, and a small increase in the spheres diameter, affecting: the porosity of the scaffolds; the %SD and the mechanical behavior, similar to elastomers. Furthermore, these scaffolds presented good cell viability with results around 70% for all scaffolds, regardless of the concentration of HA. The characterizations done in the scaffolds containing drug, Steps II and III, indicate that occurred a possible interaction among the amino groups of the chitosan and the drugs. For the scaffolds formed on this step, it were not observed significant differences in their morphology. The porosity suffered interference in relation to the drug concentration, such that, the higher the concentration of the drug, the lower the porosity; moreover, they showed lower %SD, which can be attributed to the hydrophobic nature of the drugs. It was observed a reduction of the cell viability both for curcumine and dexamethasone scaffolds, which is proportional to the increase of the concentration of drugs, and is noted that the dexamethasone was more cytotoxic than the curcumine, since it showed larger release rate when compared to the curcumine. From the mathematical models, it is perceived that the release is controlled by the diffusion process and by the swelling/relaxation of the polymer chain for both drugs, even in different rates. The study suggests that the developed scaffolds need readjustments for application in bone regeneration, however, they exhibit potential for controlled release systems of the two kinds of drug studied.Cape