Transferência de massa na liberação de fármacos através de matrizes poliméricas hidrofílicas

Fenômenos de transporte 3 – turma C – Professora Maria do Carmo

Transferência de massa na liberação de fármacos através de matrizes poliméricas hidrofílicas

Os sistemas de liberação modulada de fármacos são responsáveis por controlar a transferência de massa entre o fármaco e o meio em que este se difunde. Estes sistemas apresentam diversas vantagens, quando comparados aos sistemas de liberação imediata. Dentre estas estão: menores variações dos níveis plasmáticos da droga, redução dos efeitos colaterais e maior conveniência e economia na realização do tratamento em função da menor frequência de administração das doses. Todos estes benefícios tem impulsionado a indústria farmacêutica a realizar pesquisa e desenvolvimento na área de suportes para estes medicamentos, a fim de atingir níveis ótimos das especificações supracitadas.

Em geral, as formas de controlar a transferência de massa se dá pela utilização de materiais com propriedades de interesse na confecção de suportes e/ou envoltórios para a droga em questão. Estas propriedades dos materiais podem trazer não só um controle da cinética de liberação, mas também uma maior seletividade das regiões em que deseja-se difundir o medicamento.

Existem maneira de controlar a liberação de fármacos tanto para formas de administração oral como tópicas. Dentre as formas de liberação modulada para administração tópica podem-se destacar o sistemas de liberação transdérmicos , a iontoforese e os implantes subcutâneos. Os sistemas transdérmicos utilizam adesivos com camadas de medicamento e membranas moduladoras. A iontoforese consiste numa técnica eletroquímica que altera o potencial da pele (através de uma corrente elétrica), induzindo à migração de fármacos iônicos (em função da contribuição migracional da lei de Nernst-Plank, que computa o efeito de campos elétricos no processo de difusão). Os implantes subcutâneos tem um princípio de funcionamento semelhante aos adesivos transdermicos.

Os sistemas de modulação para formas farmacêuticas sólidas de administração oral podem ser classificados em função dos seus mecanismos de liberação, merecendo destaque as seguintes formas: formação de complexos, reservatório, bombeamento osmótico, troca iônica e matrizes

 Neste trabalho daremos ênfase a administração oral, em específico aos suportes que utilizam matrizes poliméricas hidrofílicas, mas essa classe de matriz polimérica pode ser dividida em 3 subclasses:

1. Derivados da celulose (ex.: metilcelulose, hidroxipropilmetilcelulose, hidroxietilcelulose, hidroxipropilcelulose, carboximetilcelulose sódica);
2. Polímeros não-celulósicos naturais ou semi-sintéticos (ex.: agar-agar, alginatos, gomas, quitosana)
3. Polímeros do ácido acrílico (exemplo: carbômeros).

O mecanismo de funcionamento dessas matrizes se dá pela gelificação da camada polimérica através da absorção de água pelo fármaco, o que permite a solubilização da droga no interior do envoltório e sua subsequente difusão através da camada de gel.

A hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) é dos derivados de celulose mais usados, dado que esse polímero possui capacidade de intumescimento/relaxamento o que diminui a cinética de liberação do fármaco.

Em vista disso, a velocidade de liberação da droga em matrizes poliméricas hidrofílicas se dá por um ou mais dos seguintes mecanismos cinéticos:

1. Transporte do meio de dissolução para a matriz polimérica;
2. Intumescimento (“swelling”) do polímero com formação de uma camada de gel;
3. Difusão do fármaco através da camada de polímero intumescido;
4. Erosão do polímero intumescido.

Essas etapas de liberação do fármaco são retratadas na Figura 1. Em um primeiro estado o polímero absorve a água do meio por meio dos poros da matriz o que promove uma imediata liberação do fármaco e seguidamente a formação da camada gelatinosa à volta do núcleo seco do polímero.