Desenvolvimento e caracterização de sistemas inteligentes para de libertação controlada: complexos 1polímero-lipossoma (CPL)

Abstract

Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento e caracterização de sistemas inteligentes para libertação controlada, baseados em complexos polímero-lipossoma (CPLs). O polímero hidrófilo selecionado foi o poli(ácido acrílico) (PAA) e a sua incorporação nos lipossomas foi obtida por modificação do mesmo com colesterol (CHO), que possui uma grande afinidade com as bicamadas lipídicas presentes. A síntese de CHO-PAA foi realizada por hidrólise do poli(acrilato de terc-butilo) (PtBA), com um peso molecular reduzido e uma baixa dispersividade, mediante a técnica de polimerização radicalar por transferência de cadeia (ATRP). O iniciador utilizado nas polimerizações foi o cholesteril-2-bromoisobutirato (CHO-Br), obtido através da esterificação do CHO com o Brometo de 2-bromoisobutirilo (2-BiB). Os polímeros selecionados foram incorporados nos lipossomas (LIP), de lecitina e estearilamina (LIP/ST), em momentos distintos e em diferentes razões polímero/fosfolípido (5, 10 e 20 %). Os CPLs formulados foram caracterizados em termos de diâmetro, polidispersividade, potencial zeta, perfil de libertação a 37 °C e pH 7, e eficiência de encapsulação. Os resultados obtidos demostraram que a incorporação de 10% de polímero contribui positivamente para a sua estabilização. Os CPLs com 10% de CHOPAA foram ainda reticulados (CPL/R) e avaliados através dos mesmos parâmetros, mostrando-se ainda mais estáveis. A encapsulação dos mesmos foi estudada de diferentes formas e depois de uma seleção criteriosa os CPLs finais foramainda estudados quanto à capacidade de libertação em diferentes meios de pH (2-12), viabilidade celular em células de leucemia humana aguda monocítica, e conservação. Os resultados revelaram que os CPLs e CPL/Rs possuem uma capacidade significativa de libertação em pH ácidos e básicos, não são tóxicos até uma concentração de 10 μM, e a melhor forma de conservação envolve a liofilização dos mesmos com a presença de uma molécula protetora durante o armazenamento. Os aspetos inovadores deste trabalho em relação ao que se pode encontrar na literatura residem no tipo de fosfolípido empregado, no iniciador, na forma de um dos catalisadores utilizados na síntese dos polímeros, e no método de reticulação do CHOPAA.

The goal of this work was the development and characterization of intelligent systems for controlled release, based on polymer-liposome complexes (CPLs). The selected hydrophilic polymer was poly(acrylic acid) (PAA) and its incorporation into liposomes was achieved by modification with cholesterol (CHO), which has a high affinity with lipid bilayers. The syntesis of CHO-PAA was achieved by hydrolysis of poly(tert-butyl acrylate) (PTBA) with low molecular weight and low dispersivity, within the radical polymerization by chain transfer (ATRP) framework. The initiator used in the polymerization was then cholesteril-2-bromoisobutyrate (CHO-Br), obtained by esterification of the CHO with 2-bromoisobutyryl bromide (BiB-2). The selected polymers were incorporated into liposomes (LIP), formed by lecithin and stearylamine (LIP/ST), at different times and in different polymer/phospholipid ratios (5, 10 and 20%). The developed CPLs were characterized in terms of diameter, polydispersity, Zeta potential, release profile at 37 °C and pH 7, and encapsulation efficiency. The results showed that the incorporation of 10% polymer positively contribute to the CPLs stabilization. The stable CPLs with 10% CHO-PAA were further crosslinked (CPL / R) and assessed using the same parameters. The encapsulation was studied in different ways and after a careful selection, a final set of CPLs were further studied in terms of release profiles at different pH media (2-12), cell viability in human acute monocytic leukemia cells, and conservation. The results revealed that the CPLs and CPL/Rs have a significant capacity to release at both acidic and basic pH, are non-toxic up to a concentration of 10 μM, and the best form for their storage involves lyophilization in the presence of a protective molecule. The innovative aspects of this work with respect to what can be found in the literature are related to the type of phospholipid employed, the initiator, the method of using the catalyst in the synthesis of the polymers, and the crosslinking method of CHO-PAA.