drug delivery

Bruno Otilio

Helen Ferreira

Universidade Federal de São Paulo Instituto de Ciência e Tecnologia

[1]

Figura 2 – Países com a maior prevalência de Diabetes [1].

Figura 3 – Ilhotas de Langerhans [2].

O sistema imunológico do paciente destrói progressivamente as células Beta, responsáveis pela produção da insulina.

Diabetes Tipo 2 [glicemia]

Tempo

70 -

120 -

Figura 4 – Em preto mostra a variação da glicemia de uma pessoa saudável, enquanto em laranja mostra o nível de glicemia em pessoas que sobrecarregam o organismo com carboidratos

Glut4

Receptor da insulina

Membrana plasmática

Diminuição dos receptores de insulina.

Liberação de insulina, devido a falência das células Beta

Figura 5 – Pâncreas [3].

Figura 6 – Glicômetro, agulha, e insulina NPH (ação tardia) e Regular (ação imediata).

Figura 7 – Aplicação da insulina [4]

Dependendo do avanço e tratamento da Diabetes, é necessária a aplicação intravenosa de 4 a 6 vezes ao dia.

Figura 8 – Uma solução seria “tomar” a insulina, mas será que é possível a insulina ser administrada oralmente e manter suas propriedades bioquímicas? Infelizmente não, pois é um hormônio proteico e seria metabolizada no TGI. [5].

São sistemas que permitem a liberação de fármaco, em local específico e controlado. Aumentando a eficácia do tratamento e diminuindo efeitos colaterais.

Resposta no final da apresentação!!!!

Figura 9 – Administração de fármaco sem o uso de Drug Delivery

Figura 10 - Aplicação de fármaco utilizando a técnica de Drug Delivery.

O bacteriologista alemão Paul Ehrlich (1854 – 1915) criou o termo “bala mágica”. Iniciou estudos sobre receptores específicos.

Como podemos “direcionar” o fármaco?

Figura 11 – Exemplos de Carriers utilizados no sistema de Drug Delivery [7].

Figura 12 – Exemplos polímeros utilizados na fabricação de Drug Delivery, na esquerda Poly(glycolic acid) (PGA) e a figura da direita Quitosana.

Requisitos para uso de Drug Carriers

Biocompatibilidade Biofuncionalidade

Não tóxico Física Fácil manuseio

Não Carcinogênico

Química Não incomodo ao paciente

Não imunogênico Mecânica

Não trombogênico Térmica

Reabsorvível

Tabela 1 – Principais caracteristicas para utilização de Drug Carriers [8].

Fármacos

DNA / RNA

Proteínas bioativas

Agentes antivirais

As características do fármaco, como

hidrofobicidade, e o local de tratamento determinam o Carrier a ser utilizado.

Substâncias ativas para liberação

Diversos fatores devem ser analisados na escolha da via de administração:

Propriedades bioquímicas do fármaco;

Propriedades bioquímicas do Carrier;

Tempo desejado de duração do efeito;

Idade, Peso, Gênero;

Vantagens: Fácil manuseio, barato, seguro, diferentes doses podem ser ministradas.

Desvantagens: Baixa absorção comparado a outros métodos, o paciente pode estar impossibilitado (glote inchada).

Figura 13 – Administração via oral [9].

Figura 14 – Administração bocal de Drug Delivery [8].

Vantagens: • Rápida absorção; • No Liver (metabolismo

de 1° passagem e Sistema Porta Hepática);

• pH salivar neutro; Desvantagens: • Incomodo; • Drogas em testes;

Figura 15 – Administração ocular, método conhecido como Ocular Iontophoresis [10].

Vantagens: • Rápida absorção; Desvantagens: • Processo que exige pessoas qualificadas; • Caro, pois utiliza anestesia local;

Figura 16 – Administração via nasal [8].

Vantagens: • Rápida absorção; Desvantagens: • Fagocitose pelos macrófagos alveolares;

Figura 17 – Administração parental, pode ser intramuscular, subcutânea ou intravenosa [8].

Vantagens:

• Rápida distribuição;

• Ação imediata;

Desvantagens:

• Achar veia em pacientes idosos, obesos e recém nascidos;

Figura 18 – Administração epitelial [8].

Vantagens: • Fácil manuseio; Desvantagens: • Absorção lenta; • Pode causar irritação;

Figura 19 – Representação de método de preparo de nanopartículas por dispersão (Solvent displacement ). [11].

• Diversos métodos; O fármaco geralmente é assimilado ao Carrier durante o processo de fabricação, porém pode sofrer avarias ocasionado por: • Temperatura • Pressão • Agitação

Passive Targeting

Figura 20 – Liberação através da corrente sanguínea, o principal objetivo é liberação controlada do fármaco, sem interação especifica com um órgão.

Active Targeting

Figura 21 – Right Kidney, em azul está representado os receptores específicos que permitem a interação do Drug Carrier com o órgão, ou seja, liberação controlada e local [12].

Primeira ordem: Liberação de fármaco em um órgão específico;

Segunda ordem: Liberação de fármaco em células específicas;

Terceira ordem: Liberação de fármaco no citoplasma celular;

Cientistas comprovaram, na década de 70 e 80, que a angiogênese é fator fundamental para a sobrevivência de células tumorais, os VEGF são citocinas que permitem o crescimento dos vasos sanguíneos.

Figura 22 – Representação do EPR – Effect [13].

Aumento da concentração de moléculas na região do tumor, o que pode influenciar no seu tratamento. O EPR – Effect pode ser um aliado quando os Drug Carrier ministrados levarem fármacos para combater o câncer.

Dificuldades

Tamanho;

Estabilidade, estrutura delicada;

Enzimas e substâncias de degradação;

Solução

Incluindo a modificação química;

co-administração com promotores de absorção e/ou inibidores de enzimas;

Dispositivos de liberação controlada – carregadores [15];

Nanopartículas poliméricas – nanoesferas e nanocápsulas;

Nanovesículas;

Nanopartículas lipídicas sólidas;

Figura 23: Tipos de nanocarregadores [7]

Polímeros sintéticos biodegradáveis, tais como poli ɛ-caprolactona (PCL), poli (ácido láctico-co-glicólico) (PLGA) e polilactidos (PLA).

Polímeros naturais como caseína e gelatina formada por polissacáridos ou proteínas como quitosana, hialuronano, dextrano, celulose, pululano, sulfato de condroitina e alginato.

Utilização de um polímero pré-formado

Emulsificação/evaporação do solvente, o deslocamento de solvente e deposição interfacial, emulsificação/difusão de solvente, salga com polímeros sintéticos, entre outros.

Nanopartículas durante reação de polimerização.

Polimerização em emulsão, polimerização interfacial e policondensação interfacial.

As vesículas têm um núcleo hidrófilo e bicamadas hidrofóbicos. Feitas de lipossomos.

Desenvolvidas por auto-montagem de moléculas numa solução aquosa de fosfolípidios.

Vesículas poliméricas foram preparadas a partir de polímeros anfifílicos que formam agregados em soluções aquosas.

Polímero anfifílico - Poli (ácido lático)-b-Pluronic-b-poli (ácido lático).

Transportadores coloidais preparadas a partir de lípidios sólidos, tais como os triacilgliceróis, misturas complexas de acilglicerol ou de ceras, e dispersos na água ou numa solução aquosa de surfactante.

Nanopartículas lipídicas de cetylpalmitate. A insulina foi solubilizada em micelas reversas mistas de colato de sódio e fosfatidilcolina de soja. A superfície das nanopartículas de quitosana foram modificadas para melhorar a sua penetração através do TGI.

Visualização do tumor – ressonância magnética

Obtenção de imagens com associação de anticorpos monoclonais à microesferas de nanopartículas supraparamagnéticas, possibilitando que metástases sejam localizadas de forma mais eficiente e precoce.

Nanopartículas magnéticas como nanovetores de liberação de drogas com os lipossomos.

Figura 24: Nanoparticulas magnéticas [14].

Podem ser guiadas até o tumor por um campo magnético externo, ou mesmo injetadas diretamente em uma região específica.

Além da liberação de fármacos antineoplásicos, pode-se fazer a hipertermia do tumor a fim de promover a lise (destruição) das células do mesmo submetendo-as a uma frequência alternada.

Os materiais granulares que compõem as nanopartículas devem apresentar baixos níveis de toxicidade, assim como um elevado momento de saturação que permita minimizar as doses requeridas.

Neste contexto, a magnetita (Fe3O4) aparece como um candidato promissor.

O estudo e aplicação de Drug Delivery permite ampliar e melhorar a eficácia de diversos tratamentos.

[1] – International Diabetes Federation , 2009.

[2] - farmaciaminhavida.blogspot.com.br/2013/03/tipos-de-hormonios-insulina-glucagon

[3] - atlas.centralx.com.br/p/imagem/sistema-digestorio/pancreas/

[4] - www.mundodastribos.com/diabetes-tipo-1-sintomas

[5] - www.terrazul.com.br/avaliacaofisica/perca-peso-tomando-agua/

[6] - fazendoaminhafestacolorir.blogspot.com.br/2012/05/corpo-humano-imagens-para-colorir

[7] – JYOTHIRMAI C., MOBINA M.; An overview na Drug Delivey to the brain – St. Mary’s College of Pharmacy. Disponível em: www.authorstream.com/Presentation/aSGuest130588-1371258-drug-delivery/

[8] - ADAM M. K.; Drug Deleivery – Larpm. Disponível em: www.authorstream.com/Presentation/neetaTanajiJare-1070247-microspheres-drug-delivery-system/

[9] - paraisomodabebe.com.br/blog/ze-gotinha/

[10] – SUJIT R. P.; Ocular Drug Delevery System - Maratha Mandal College of Pharmacy. Disponível em: www.slideshare.net/sujitpatel11/ocular-drug-delivery-system

[11] - HENELYTA S. R., BOON-SEANG C., SOSAKU I., MITSUTOSHI N.; Preparation of nanodispersions containing β-carotene by solvent displacement method; Food Hydrocolloides – 2008.

[12] - KUMAR V. S.; Kidney Cancer – Risks, Symptoms, Treatment, and Preventions Tips. Disponível em: www.steadyhealth.com/articles/Kidney_Cancer___Risks__Symptoms__Treatment__and_Prevention_Tips_a918

[13] - www.biooncology.com/research-education/vegf/ligand

[14] - PAVON, L.S.; OKAMOTO, O.K. Aplicações de recursos nanobiotecnológicos em câncer. Revendo Ciências Básicas, p. 74-77, 2007.

[15] – ELSAYED A. M.; Oral Delivery of Insulin: Novel Approaches, Chapter 11.

richardwiseman.wordpress.com/2009/10/01/time-to-say-thank-you/