Fabricação por extrusão de dispositivos poliméricos para liberação de antibiótico visando aplicações médicas

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais, Florianópolis, 2011O intento inicial deste trabalho fez-se na escolha de uma técnica de fabricação que englobasse produção, qualidade e custo, visando desenvolver um dispositivo para aplicação no tratamento de queimaduras. A seleção dos materiais e técnica de fabricação envolveu o emprego de conceitos relacionados ao ciclo de desenvolvimento de produto, a fim de melhor atender os requisitos e necessidades do produto. Diante disto, foram fabricadas por extrusão amostras contendo amido-celulose puro bem como a mistura deste com sulfadiazina de prata, antibiótico de amplo espectro de ação. Os resultados referentes às propriedades térmicas dos materiais puros possibilitaram estabelecer as variáveis e os níveis a serem empregados no planejamento fatorial 3k completo, permitindo avaliar estatisticamente a influência das variáveis e suas interações sob as propriedades mecânicas e microestruturais das amostras. As análises micrográficas obtidas por MEV e MOLP revelaram a característica amorfa de ambos, fármaco e polímero quando puros, além da presença de partículas de amido não plastificadas e do aumento na porosidade das amostras extrudadas com o aumento na velocidade da rosca. Ainda, foi possível observar a presença de sulfadiazina de prata recristalizada após sua extrusão com o amido-celulose, sendo sua natureza química confirmada por EDS. As análises de DSC vieram a corroborar os resultados obtidos nas análises micrográficas no tocante a característica amorfa dos materiais quando puros, no entanto, após extrudadas, todas as amostras apresentaram um pico de fusão em aproximadamente 252°C decorrente da fusão das partículas recristalizadas do fármaco. Para os ensaios quasi-estáticos de flexão, de modo geral, o aumento da velocidade de rosca refletiu numa redução nos valores médios de tensão máxima e deformação na ruptura das amostras extrudadas contendo polímero puro bem como aquelas contendo fármaco. Para os ensaios dinâmicos mecânicos, o aumento na velocidade da rosca promoveu um aumento nos valores de módulo E#, Tan d e Tg, sendo este comportamento percebido nas amostras de amido-celulose puro e com sulfadiazina de prata. As análises de TGA e CCDAE não revelaram a presença de subprodutos decorrente da degradação do polímero ou do fármaco, sendo a manutenção das propriedades farmacológicas da sulfadiazina de prata confirmada nos ensaios de atividade antibacteriana.The initial intent of this work has focused in the choice of a manufacturing technique that encompasses production, quality and cost in order to develop a device for application in the treatment of burns. The selection of materials and manufacturing technique involved the use of concepts related to product development cycle in order to fill the requirements and product needs. With that, were manufactured by hot melt extrusion, samples containing starch-cellulose pure and mixture of silver sulfadiazine, antibiotic with broad-spectrum action. The results concerning the thermal properties of pure materials, allowed set variables and levels to be used in 3k factorial design, allowing to statistically evaluate the influence of variables and their interactions on the mechanical and microstructure properties. The micrographs analysis obtained by SEM and MOLP revealed the characteristic amorphous of drug and polymer pure as well as the presence on non-plasticized starch particles. Moreover the increase in screw speed employed to increase the size and degree of porosity of the samples extruded. In addition, was possible observe the presence of silver sulfadiazine recrystallized after being extruded with starch-cellulose, and its chemical nature was confirmed by EDS. The DSC analysis came to corroborate the results in relation to micrographic analysis as to characteristic amorphous of materials when pure, however, the curves of extruded samples showed an endothermic peak at about 252°C due to melting of recrystallized particles of the drug. For the quasi-static tests, in general, increasing the screw speed was reflected in a reduction in the average values of the ultimate strength and failure deformation of extruded samples containing pure polymer as well as those containing drug. For the dynamic tests, the increase in the screw speed values promoted an increase in modulus E', Tan ä and Tg, this behavior is seen in samples of starch-cellulose pure and with silver sulfadiazine. The HPTLC and TGA analysis did not reveal the presence of subproduct resulting from the thermal degradation of the polymer or the drug, and the maintenance of the pharmacological properties of silver sulfadiazine was confirmed in tests of antibacterial activity