Blendas poliméricas baseadas em híbridos ureasil-poliéter para liberação controlada de curcumina

Abstract

Os híbridos orgânico-inorgânicos da classe ureasil-poliéter (UP) baseados em poli(óxido de etileno) (PEO) ou poli(óxido de propileno) (PPO) e grupos inorgânicos siloxano são promissores como sistema tópico de liberação de fármacos, principalmente pela sua biocompatibilidade, flexibilidade e comportamento hidrogel. A liberação dos fármacos incorporados nos híbridos UP é governada por um processo de difusão e pela sua capacidade de intumescimento. A formação de blendas por polímeros com diferentes hidrofilicidades, ou seja, com diferentes proporções de PEO/PPO, e a criação de barreiras de difusão na matriz híbrida são estratégias bem-sucedidas para controlar a liberação do fármaco. A curcumina (CUR) é um composto natural com diversas aplicações medicinais, que são dificultadas pela sua baixa solubilidade em água, baixa estabilidade química e metabolismo rápido. Este problema pode ser contornado com a incorporação da CUR em sistemas de liberação. O objetivo principal deste trabalho foi a síntese e caracterização de blendas poliméricas baseadas em híbridos ureasil-PEO e ureasil-PPO variando-se o teor de PEO como sistema de liberação da CUR. Os híbridos UPEO, UPPO e blendas UPEO/UPPO foram preparados a partir de PEO com massa molecular 1900 gmol-1 (PEO1900) e PPO com massa molecular 2000 gmol-1 (PPO2000) por uma rota sol-gel. As amostras foram caracterizadas por espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS), termogravimetria (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC). Os ensaios de liberação in vitro da CUR foram realizados em suor simulado (pH 5,5) a 33 °C (temperatura mimética da pele) a partir de membranas com diferentes espessuras, quantidade de CUR incorporada e teores de PEO na matriz híbrida. A cinética de liberação da CUR sofreu influência da espessura e quantidade de CUR incorporada para os híbridos UPEO e UPPO. O aumento da espessura da membrana tornou a liberação da CUR mais lenta. Para a porcentagem de CUR, apenas a maior concentração testada (%CUR = 5,0%) interferiu na liberação, uma vez que as concentrações menores (%CUR = 0,75 a 2,5%) a quantidade de CUR liberada foi similar. Para as blendas, a cinética de liberação foi dependente do teor de PEO1900 nas amostras, pois quanto maior o teor de PEO mais rápida foi o perfil de liberação. Logo, demostramos que a espessura e a quantidade de CUR incorporada são parâmetros importantes a serem considerados no preparo destas amostras para liberação tópica. Além disso, o controle de liberação da CUR pode ser realizado modulando-se a hidrofilicidade da matriz híbrida.

Organic-inorganic hybrids of the ureasyl-polyether (UP) class based on poly(ethylene oxide) (PEO) or poly(propylene oxide) (PPO) and inorganic siloxane groups are promising as a topical drug delivery system, mainly due to its biocompatibility, flexibility and hydrogel behavior. The release of drugs incorporated in UP hybrids is governed by a diffusion process and by their swelling capacity. The formation of blends by polymers with different hydrophilicities, that is, with different proportions of PEO/PPO, and the creation of diffusion barriers in the hybrid matrix are successful strategies to control drug release. Curcumin (CUR) is a natural compound with several medicinal applications, which are hampered by its low water solubility, low chemical stability and rapid metabolism. This problem can be worked around by incorporating the CUR into release systems. The main objective of this work was the synthesis and characterization of polymeric blends based on ureasil-PEO and ureasil-PPO hybrids, varying the PEO content as a CUR release system. Hybrids UPEO, UPPO and UPEO/UPPO blends were prepared from PEO with molecular mass 1900 gmol-1 (PEO1900) and PPO with molecular mass 2000 gmol-1 (PPO2000) by a sol-gel route. The samples were characterized by small angle X-ray scattering (SAXS), thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC). The in vitro CUR release assays were carried out in simulated sweat (pH 5.5) at 33 °C (skin mimetic temperature) from membranes with different thicknesses, amount of incorporated CUR and PEO contents in the hybrid matrix. The CUR release kinetics was influenced by the thickness and amount of CUR incorporated for the UPEO and UPPO hybrids. Increasing the thickness of the membrane slowed the release of CUR. For the percentage of CUR, only the highest concentration tested (%CUR = 5.0%) interfered with the release, since at lower concentrations (%CUR = 0.75 to 2.5%) the amount of CUR released was similar . For the blends, the release kinetics was dependent on the PEO1900 content in the samples, as the higher the PEO content, the faster the release profile. Therefore, we demonstrate that the thickness and amount of incorporated CUR are important parameters to be considered in the preparation of these samples for topical release. Furthermore, CUR release control can be performed by modulating the hydrophilicity of the hybrid matrix.