Aplicaes Farmacuticas de Polmeros Janaina C. O. Villanova, Rodrigo L. OrficeDepartamento de Materiais, UFMG Engenharia Metalrgica e de

Armando S. CunhaDepartamento de Produtos Farmacuticos, UFMG

Introduo Os polmeros sintticos representam uma das classes de materiais mais versteis que existem; Objetivo: mostrar a amplitude da aplicao dos polmeros na preparao de medicamentos e cosmticos.

Polmeros em Medicamentos Medicamento tradicional: apresentarem liberao imediata do frmaco; Sistema de liberao de frmacos: prolonga o tempo de liberao do frmaco no organismo;

Sistema de liberao de frmacos de desempenho teraputico avanado: fundamentados em micro e nanotecnologia.

Polmeros so empregados como excipientes em preparaes convencionais de medicamentos e cosmticos;

Medicamentos slidos convencionais (ps, comprimidos e cpsulas) contm excipientes polimricos exercendo funes variadas: - aglutinantes - desintegrantes - agente complexante: Kayexalate e RenaGel

Polmeros usados como filmes dissolvveis: teres de celulose, polissacardeos, poli (lcool vinlico) (PVA), poli(xido de etileno) (PEO), PVP e copovidona; Outras formas farmacuticas tradicionais: os cremes, as loes e as pomadas baseadas em sistemas emulsionados: polmeros e copolmeros acrlicos

Forma farmacutica gel: polmeros derivados da quitosana, do PEO e dos sais de clcio e sdio do copolmero metil vinil ter, anidrido maleico e poli (cido acrlico) (PAA)*, conhecido como carbmero: Cataflan e Emulgel e Feldene Gel Isotrex e o Differin gel Nen Dent

Polmeros so empregados em medicamentos lquidos: gelatina, o PEO, o PVA, a PVP e o poli(etileno glicol) (PEG); Atuam como solubilizantes e estabilizantes.

A aplicao dos polmeros na rea cosmtica: Cadeias poliolefnicas modificadas por derivados acrlicos contendo aminocidos ou compostos de amnio quaternrio em xampus; O poli(dialil dimetilamnio) e copolmeros acrlicos, de natureza aninica e anfotrica, respectivamente, so polmeros usados em condicionadores; O copolmero silicone/acetato de vinila em sprays para cabelo; Poliacrilatos e poliuretanos (PUs) so utilizadas como formadores de filmes em mscaras e maquiagens.

Polmeros em medicamentos inovadores Regime teraputico ideal requer a administrao de um sistema de liberao de frmacos e/ou de sistemas de desempenho teraputico avanado; Polmeros: Biodegradveis Polmeros bioadesivos Hidrogis bioativos e biomimticos polmeros teraputicos

Biodegradao So metabolizados a dixido de carbono e gua, via ciclo de Krebs, ou so excretados na urina;

Grupos funcionais suscetveis hidrlise como os steres, orto-steres, anidridos, carbonatos, amidas, uretanas e outros; biodegradao por polissacaridases (enzimas produzidas por bactrias).

Bioadeso Bioadeso de polmeros a mucosa: - adsoro - espalhamento - interpenetrao entre cadeias do polmero e da mucosa.

Caractersticas bioadesividade:

que

favorecem

a

1- elevada massa molar; 2- capacidade de disperso em gua; 3- presena de grande nmero de grupos carboxila e/ou hidroxila; 4- habilidade de formar pontes de hidrognio; 5- flexibilidade da cadeia polimrica; 6- presena de superfcie negativamente carregada.

Mucina = principal protena contida no muco. Carboxilas permite o entumecimento e possibilita a formao de ligaes de hidrognio. Podem ocorrer outras interaes como Van der Walls, eletrosttica e hidrofbicas. pH baixa ionizao do polmero. ngulo de contatobioadeso polmero/muco.

Polmeros mucoadesivos PAA e quitosana; PEO, PEG, PVP; steres de poliglicerol de cidos graxos (PEGF); Poli(lisina); Carbmeros, alginato de sdio, goma carragena, sulfato de condroitina, pectina, hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) e CMC.

ORABASE: Formulao bioadesiva preparada a partir de pectina e derivados da celulose utilizada para incorporao de frmacos administrados na mucosa oral. Outros medicamentos: gel bucal Perioxidin e o creme vaginal Acidform. Utilizam hidroxietilcelulose e goma xantana.

Polmeros em sistemas inovadores de liberao de frmacos Seringa primeiro SLF. Nos anos 60 seringas de vidro comearam a ser substitudas por seringas de plstico. Polmeros devem ser: transparentes, apirognicos, de elevada molhabilidade, alta estabilidade qumica e de barreira, resistentes a esterilizao por radiaes gama ou xido de etileno.

O material no deve causar coagulao e reaes imunolgicas em contato com tecido ou fluidos biolgicos. Polmeros empregados: - Polipropileno (PP), - Policarbonato (PC), - Copolmeros de olefinas.

Exemplo de SLFs baseado em polmeros: Adesivos Implantes Dispositivos mdicos FF slidas matriciais ou reservatrios.

Sistemas orais de liberao de frmacos Cpsulas e comprimidos Polmeros incorporados para: Mascarar sabor e odor desagradvel; Proteger da luz, umidade e microambiente fisiolgico; - Auxiliar no processo produtivo; - Modular a liberao do frmaco.

Sistemas matriciais Monolticos (comprimidos ou cpsulas) ou particulados (microcomprimidos, grnulos ou pellets). Podem ser preparados por polmeros solveis em gua, polmeros insolveis erodveis ou polmeros insolveis inertes. Matrizes: frmaco disperso no polmero. Liberao: difuso, dissoluo, hidratao, precipitao, eroso e/ou degradao.

Principais polmeros naturais Hidrogis de quitosana; Alaginato; Sulfato de condroitina; Gelatina; Dextrina; Hialuronana; Poli(lisina).

Polmeros sintticos Bisacrilamida; Poli(acrilamida); PEG; PVA; PAA; PVP; Entre outros.

Sistemas reservatrios Filmes polimricos sobre os ncleos dos comprimidos: Fundamento - evaporao do solvente de um ltex polimrico, promovendo a coalescncia das partculas e a formao de um revestimento contnuo que caracteriza-se por ser um filme microporoso ou no poroso.

Liberao: - Microporoso: difuso - No poroso: eroso/degradao. Protege o frmaco da degradao em ambiente cido e protege a mucosa do estmago da ao de certos ativos irritantes. Ex: AspirinaProtect

Sistemas gastrorretensivo Medicamentos com tempo de reteno gstrica aumentado. Utilizados para incrementar o efeito teraputico. Bioadeso e sistemas expansveis. Sistemas expansveis: polmero intumesce em contato com o fluido gstrico e aumentam de tamanho, no passando atravs da vlvula terminal do estmago.

Sistema HBS Hidrodinamicamente balanceados. Polmeros com capacidade de expanso. Expandem-se e liberam o frmaco por difuso. Ar ou gs carbnico permite a flutuao do sistema. Principais polmero: quitosana, gelatina, HPMC, alginato de sdio, PAA e copolmeros derivados do cido acrlico e metacrlico.

Medicamentos implantveis Destinado a insero, de forma invasiva em tecidos ou rgos. Utiliza-se polmeros biodegradveis e no biodegradveis. Biodegradveis: PLA, PLC e PLGA. No biodegradveis: PEVA, PVA, derivados da celulose, silicone e polmeros acrlicos. Desvantagem: remoo posterior.

Progestasert: implante intra ulterino contendo progesterona. - Liberao controlada por membranas no biodegradveis de PEVA. Zoladex: implante subcutneo, contendo o frmaco disperso em uma matriz de PLGA. Controla a liberao do frmaco por 3 meses e depois biodegradado. Implantes intravtreos: sustentam a liberao e reduzem a absoro sistmica do frmaco pela via oftlmica.

Dispositivos mdicos contendo frmacos Dispositivos combinados compreende dois ou mais componentes qumica e/ou fisicamente associados ou misturados. No tem funo de funcionar como reservatrio de frmacos. Ex: antibiticos em implantes na tentativa de reduzir infeces e melhorar a aceitao orgnica

Outros exemplos de dispositivos contendo frmacos Implantes ortopdicos; Implantes oftlmicos; Catteres venoso; Catteres urinrios. Frmacos utilizados: antibiticos, antiinflamatrios, imunossupressores e antineoplsicos.

Medicamentos transdrmicos (adesivos) STTs: sistemas teraputicos transdrmicos; Aplicao sobre a pele; Ao sistmica; Adesivos frmacos dispersos em reservatrio ou matriz. Composio do sistema: duas camadas polimricas, uma externa e outra interna.

Primeiro adesivo: Transderm-Scop para nuseas e vmitos. Sistema preparado a partir do PEVA ou do PP poroso e liberava o frmaco por um perodo de trs dias. Diferentes polmeros diferentes graus de adesividade, transluscncia e capacidade oclusiva, alm de nveis de transmisso de vapor dgua e taxa de liberao do frmaco variveis.

Adesivos sensveis a presso so usados na preparao de patches; Aderem rpida e permanente s superfcies com uma leve presso; Garantir o contato efetivo entre o STT e a rea de aplicao; Vantagem: boa propriedade adesiva inicial e fcil remoo, flexibilidade, insensibilidade a presena de gua e compatibilidade com a pele.

Polmeros utilizados: poli(1-buteno); Poliisobutileno; Poli(acrilatos); Poli(dimetil siloxano)

Medicamentos de desempenho teraputico avanado 40% molculas farmacologicamente ativas so rejeitadas reduzida solubilidade e biodisponibilidade; Alternativas eficazes: carreadores nanomtricos e micromtricos. Alto grau de reprodutibilidade; Primeiros injetveis na forma de microesferas: Parlodel e Sandostatin. Ambos baseados em matrizes de PLGA.

Principais usos das nanopartculas polimricas Vetorizao de anticancergenos, protenas, peptdeos, vacinas tumorais entre outros; Polmeros empregados: so os naturais modificados derivados da albumina, colgeno, cido hialurnico, gelatina, quitosana e alginato, alm de polmeros sintticos. Biodegradveis tem chamado ateno.

Conjugados polimricos: polimerizao direta do polmero e o frmaco que liberado aps quebra hidroltica ou enzimtica do agregado. Conjugado com ligao covalente: vantajoso para administrao parenteral. Simples mistura frmaco-polmero: administrao oral privilegiado.

Polmeros dendrticos ou dendrmeros so nanoestruturas formadas pela presena de cadeias e mltiplas ramificaes a partir de um ncleo.

VivaGel: baseado na lisina, contendo grupos cidos sulfnicos superficiais. Tratamento de doenas sexualmente transmissveis.

As micelas so partculas coloidais esfricas de compostos anfiflicos formados espontaneamente em soluo. Vantagem: preparao de medicamentos parenterais contendo ativos de baixa hidrossolubilidade. Tipos: micelas propriamente ditas, as vesculas (lipoplexos) e os complexos polieletrolticos (poliplexos).

Perspectivas Futuras Busca de produtos que no causem impacto negativo ao meio ambiente; Combinao entre polmeros sintticos e macromolculas naturais; Polmeros impressos molecularmente (PIM) uma estratgia promissora na elaborao de matrizes inteligentes para a liberao de frmacos.

Desenvolvimento de materiais bioadesivos bioinspirados; Caracterizao e o perfil de degradao dos polmeros precisam ser bem estabelecidos; Submisso a vrias etapas de aprovao.