Perfil e cinética de liberação dos sistemas MTX/PLA

As micropartículas de PLA vêm sendo bastante estudadas para a liberação prolongada de fármacos (MATSUMOTO et al., 2005; LASPRILLA et al., 2012; BRAGAGNI et al., 2013). A Figura 35 apresenta os perfis de liberação de micropartículas MTX/PLA (1:10, 1:4,5 e 1:3), em meio de dissolução tampão fosfato pH 7,4 (0,05 mol/L).

Figura 34 - Curva analítica do metotrexato em tampão fosfato pH 7,4 (0,05 mol/L) por espectrofotometria UV-Vis em 305 nm.

Figura 35 - Perfil de liberação do MTX a partir de micropartículas de PLA, contendo razões fármaco:polímero 1:10 (■), 1:4,5 (●) e 1:3 (▼).

Na Figura 35, pode-se observar que as micropartículas de 1:10 MTX/PLA apresentaram uma liberação mais lenta do fármaco em relação aos outros sistemas. A diminuição da razão fármaco:polímero na matriz favoreceu o decréscimo na velocidade de liberação do metotrexato. Isso pode ser explicado porque o aumento da concentração de PLA no interior da micropartícula determina uma menor velocidade de difusão do fármaco através dos poros formados (EHTEZAZI; WASHINGTON, 2000).

Os mecanismos descritos para controlar a liberação do fármaco, a partir de sistemas que contém polímeros biodegradáveis, são a difusão através da matriz polimérica, ou de poros existentes, e a liberação da substância ativa por erosão do polímero (JEONG; LEE; CHO, 2003; LOPES; LOBO; COSTA, 2005; FREDENBERG et al., 2011). Freitas e Marchetti (2005) estudaram microesferas de PLA contendo nimesulida para uso em sistemas de liberação sustentada e observaram que o fármaco havia sido liberado, principalmente por difusão através de microporos. Além disso, concluíram que, à medida que havia diminuição no tamanho dos poros, o tempo de liberação da nimesulida também diminuía.

Devido à lenta difusão do fármaco em micropartículas de 1:10 MTX/PLA, pode-se considerar que a taxa de erosão do polímero atua como outro mecanismo que condiciona o perfil de liberação do MTX (MANADAS, PINA; VEIGA, 2002). O alto tempo de degradação do D,L-PLA (>12 meses), relatado na literatura (VAN DE

VELDE; KIEKENS, 2002; LASPRILLA et al., 2012), é indicativo dessa liberação lenta do fármaco.

As micropartículas de 1:3 MTX/PLA apresentaram um perfil de liberação mais rápido que o de 1:4,5 MTX/PLA e o 1:10 MTX/PLA. Uma grande área superficial no interior da micropartícula, induzida por uma alta porosidade, pode aumentar a entrada do meio de dissolução dentro das partículas e acelerar a difusão do fármaco através dos poros (EHTEZAZI; WASHINGTON, 2000; WISCHKE; SCHWENDEMAN, 2008). Na Figura 36, estão presentes os perfis de liberação do fármaco até 12 horas para avaliação do efeito burst nos diferentes sistemas MTX/PLA.

Analisando os perfis de liberação durante o intervalo de tempo de 12 horas, micropartículas de 1:10 MTX/PLA apresentaram uma liberação bastante lenta do fármaco, nos primeiros 30 minutos, enquanto no sistema 1:4,5 MTX/PLA foi observada uma porcentagem de liberação inicial do fármaco maior que 20%. A hidrofobicidade do PLA ocasiona uma diminuição na penetração de água, então a difusão do fármaco através da região amorfa no meio de liberação é diminuída (JEONG; LEE; CHO, 2003).

Em micropartículas de 1:3 MTX/PLA, houve uma alta porcentagem de liberação do fármaco (acima de 40%), apresentando um alto efeito burst. Isso ocorreu porque um grande número de moléculas do MTX distribuíram-se na superfície da micropartícula como resultado de uma alta taxa de difusão do mesmo

Figura 36 - Avaliação do efeito burst do MTX a partir de micropartículas de PLA contendo razões de fármaco:polímero 1:10 (■), 1:4,5 (●) e 1:3 (▼).

durante o processo de secagem. Portanto, após o contato com o meio de dissolução, seria esperado uma rápida liberação inicial do fármaco (PARAJÓ et al., 2010; PALAZZO et al., 2013).

A cinética de liberação do fármaco é influenciada por diversos fatores como a forma polimórfica, a cristalinidade, o tamanho de partícula, a solubilidade e a quantidade incorporada na forma farmacêutica (COSTA; LOBO, 2001). A liberação do fármaco a partir de sistemas de liberação modificada tem sido descrita por vários modelos matemáticos, considerando f t uma função de t (tempo) relacionada com a quantidade de fármaco liberado a partir de um sistema terapêutico (COSTA, 2002). Estudos de perfil e cinética de dissolução são importantes por conta da correlação in

vitro e in vivo da resposta do fármaco pela comparação dos resultados do perfil de

liberação e farmacocinética (MANADAS; PINA; VEIGA, 2002).

Para micropartículas de 1:10 MTX/PLA, não foi possível avaliar a cinética de liberação, pois foi liberado aproximadamente 10% da quantidade inicial de fármaco existente na micropartícula. A cinética de liberação (Tabela 10) dos demais sistemas MTX/PLA foi avaliada a partir dos resultados obtidos do perfil de dissolução, os quais foram submetidos a modelos matemáticos específicos (ordem zero, primeira ordem, Higuchi e Korsmeyer-Peppas). Os valores de coeficiente de correlação (R2) indicam o modelo cinético que melhor se ajusta ao perfil de dissolução do sistema avaliado (SERRA; STORPIRTIS, 2007).

Tabela 10 - Modelos matemáticos utilizados para descrever a cinética de liberação do fármaco a partir de sistemas 1:4,5 e 1:3 MTX/PLA.

Legenda: Parâmetro ± DP (desvio padrão).

Modelo matemático Parâmetro 1:4,5 MTX/PLA 1:3 MTX/PLA

Ordem zero K0 0,0006±0,00 0,0010±0,00 R2 0,2211±0,02 0,4623±0,03 Primeira ordem KP 0,0022±0,00 0,0026±0,00 R2 0,1075±0,01 0,1397±0,01 Higuchi KH 1,5353±0,11 1,9869±1,00 R2 0,3555±0,03 0,5989±0,10 Korsmeyer-Peppas KKP 0,3196±0,09 0,4960±0,03 n 0,6370±0,17 0,0987±0,01 R2 0,9007±0,03 0,9626±0,00

De acordo com a Tabela 10, pode ser observado que o modelo de Korsmeyer-Peppas apresentou maior coeficiente de correlação (R2) para os sistemas MTX/PLA, sendo que o valor do expoente de liberação n entre 0,43 e 0,85 (1:4,5 MTX/PLA) indica transporte anômalo, característico de formas farmacêuticas poliméricas que pode envolver mais de um tipo de liberação como a difusão e erosão. No caso de sistemas de liberação com valores de n menores que 0,43 (1:3 MTX/PLA), referem-se à combinação de processos de difusão através da matriz polimérica e difusão parcial através de poros preenchidos com o meio de dissolução no interior da matriz (COSTA; LOBO, 2001; SIEPMANN; GÖPFERICH, 2001; SIEPMANN; PEPPAS, 2012). Na Figura 37, podem ser observados os gráficos dos perfis de liberação, após serem submetidos ao modelo de Korsmeyer-Peppas.