Desenvolvimento e caracterização de membranas de nanocelulose para liberação de vitamina d3.

Abstract

Estudos epidemiológicos mostram que uma parcela significativa da população mundial, independente de idade, etnia e localização geográfica, apresenta baixos níveis séricos de vitamina D3. Neste contexto, a incorporação da vitamina D3 em novos sistemas de liberação de fármacos, como os sistemas transdérmicos, têm sido apontados como alternativa para a administração deste medicamento. A extração da nanocelulose de fibras vegetais e sua utilização na fabricação de insumos da área da saúde tem se destacado na medicina, pois apresenta propriedades como biocompatibilidade, biodegradabilidade e baixa toxicidade. A celulose tem um longo histórico de aplicações na área da saúde, agindo como mediador na liberação controlada de fármacos, mas sua utilização nanoestruturada em membranas, como sistema de liberação local de fármacos ainda é um desafio. Neste estudo foi desenvolvida uma membrana, pela técnica de “casting”, de nanocelulose extraída do linter de algodão e vitamina D3 acrescidos dos componentes, álcool polivinílico, glicerina e tween 80. A nanocelulose e as membranas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (MEV-FEG), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), teste de tração no dinamômetro e a cinética de liberação do fármaco por espectroscopia molecular no ultravioleta visível (UV-Vis). A membrana apresentou reprodutibilidade na síntese, ótimas propriedades físicas como flexibilidade, transparência e elasticidade, bem como resistência adequada para aplicações biomédicas. Por meio do FT-IR observou-se a presença de todos os componentes ativos na amostra, sem alteração estrutural ou formação de novas ligações. Os resultados da MEV-FEG mostraram cristais do fármaco na superfície e no “bulk” da membrana. A liberação da vitamina D3 em solução alcóolica, ocorreu de forma crescente e rápida, com valores de 3029 UI mL-1 de vitamina D3 em 60 minutos. Desta forma este estudo revelou a possibilidade do uso da membrana na liberação sustentada de vitamina D3, o novo biomaterial obtido pode no futuro se transformar em um novo modelo de suplementação para pessoas com deficiência de vitamina D3.

Epidemiological studies show that a significant portion of the population has low serum vitamin D3 levels, regardless of age, ethnicity and geographical location. In this context, the incorporation of vitamin D3 in new drug delivery systems, such as transdermal systems, has been suggested as an alternative for the administration of this drug. The extraction of nanocellulose from plant fibers and its use in the manufacture of health inputs has been highlighted in medicine, as it has properties such as biocompatibility, biodegradability and low toxicity. Cellulose has a long history of healthcare applications, acting as a mediator in controlled drug release, but its nanostructured use in membranes as a local drug delivery system is still a challenge. In this study a membrane was developed by casting technique of nanocellulose extracted from cotton linter and vitamin D3 plus the components, polyvinyl alcohol, glycerin and tween 80. Nanocellulose and membranes were characterized by high scanning electron microscopy. resolution (SEM-FEG), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), dynamometer tensile test and drug release kinetics by visible ultraviolet molecular spectroscopy (UV-Vis). The membrane showed reproducibility in synthesis, excellent physical properties such as flexibility, transparency and elasticity, as well as adequate resistance for biomedical applications. Through the FT-IR it was observed the presence of all active components in the sample, without structural alteration or formation of new bonds. SEM-FEG results showed drug crystals on the membrane surface and bulk. The release of vitamin D3 in alcoholic solution occurred rapidly and rapidly, with values of 3029 IU mL-1 of vitamin D3 in 60 minutes. Thus, this study revealed the possibility of using the membrane in sustained release of vitamin D3, the new biomaterial obtained may in the future become a new supplementation model for people with vitamin D3 deficiency.