Filmes de desintegração oral constituídos de blendas de polímeros naturais para administração de fármacos

Abstract

A administração mais comum de fármacos por via oral apresenta limitações de acordo com restrições do paciente, especialmente quando se trata de pacientes pediátricos, geriátricos, com disfagia, e até de animais. Filmes de desintegração oral (FDOs) representam uma alternativa a outras formas farmacêuticas, pois são filmes poliméricos finos que se desintegram e liberam compostos ativos diretamente na cavidade oral. Para aplicações biomédicas, os polímeros naturais apresentam vantagens em relação aos sintéticos uma vez que são biocompatíveis, biodegradáveis, e muitas vezes hidrofílicos e mucoadesivos. Além disso, podem ser combinados formando blendas com propriedades aperfeiçoadas em relação aos biopolímeros individuais. Neste trabalho, foram explorados diferentes biopolímeros (fibroína de seda, quitosana, alginato e gelatina) e estudadas diferentes composições de blendas visando modular propriedades físico-químicas para aplicação como FDOs para o tratamento de doenças cardíacas, utilizando cloridrato de propranolol como fármaco-modelo. Os filmes foram produzidos pela técnica de casting utilizando glicerol como plastificante e caracterizados em relação às propriedades estruturais, morfológicas, mecânicas, térmicas e físico-químicas, além do tempo de desintegração, mucoadesão e dissolução do fármaco in vitro. As blendas não apresentaram separação macroscópica de fases e formaram filmes homogêneos. Filmes contendo quitosana e fibroína não apresentaram solubilidade adequada para a aplicação proposta. Já os filmes de alginato e gelatina apresentaram tempo de desintegração adequado e suas blendas foram estudadas em diversas proporções. O aumento na proporção de alginato nos FDOs com gelatina ocasionou o aumento na hidrofilicidade e a redução na tensão de ruptura, na mucoadesão e no tempo de desintegração de 234 para 31 s. A incorporação de cloridrato de propranolol aos FDOs aumentou a hidrofilicidade e a flexibilidade dos filmes contendo maior proporção de gelatina, reduzindo o tempo de desintegração e a tensão de ruptura. De forma geral, a adição de alginato aos filmes à base de gelatina apresentou melhora nas propriedades visando aplicação como FDOs, tornando os filmes contendo cloridrato de propranolol manuseáveis e mais hidrofílicos, com menor tempo de desintegração. O desenvolvimento desse tipo de material apresenta caráter inovador, uma vez que é utilizada matéria-prima ambientalmente amigável e já utilizada na indústria para produzir uma forma alternativa de administrar fármacos. A matriz desenvolvida pode ser utilizada para a produção de FDOs, além da administração de outros tipos de fármacos, tais como antibióticos e anti-inflamatórios.

The most common oral method for drug administration has limitations according to the patient's restrictions, especially when dealing with pediatric, geriatric, dysphagic, and even animal patients. Oral disintegrating films (ODFs) represent an alternative to other pharmaceutical forms, as they are thin polymeric films that rapidly hydrate, adhere to the mucosa, disintegrate, and release active compounds directly into the oral cavity. For biomedical applications, natural polymers have advantages over synthetic ones since they are biocompatible, biodegradable, and often hydrophilic and mucoadhesive. Furthermore, they can be combined to form blends with improved properties compared to individual biopolymers. In this study, different biopolymers (silk fibroin, chitosan, alginate, and gelatin) were explored, and different blend compositions were studied in order to modulate physicochemical properties for application as ODFs for the treatment of heart disease, using propranolol hydrochloride as a model drug. The films were produced by the casting technique using glycerol as plasticizer and characterized by structural, morphological, mechanical, thermal, and physicochemical properties, in addition to the disintegration time, mucoadhesion and dissolution of the drug in vitro. The blends did not show macroscopic phase separation and formed homogeneous films. Films containing chitosan and fibroin did not show adequate solubility for the proposed application. Alginate and gelatin films showed suitable disintegration time and their blends were studied at different proportions. The increase in the proportion of alginate in the gelatin-based ODFs led to an increase in hydrophilicity and a reduction in tensile strength, force of mucoadhesion and disintegration time from 234 to 31 s. The incorporation of propranolol hydrochloride to ODFs increased the hydrophilicity and flexibility of films containing a higher proportion of gelatin, reducing disintegration time and tensile strength. In general, the addition of alginate to gelatin-based films showed improved properties for application as ODFs, making the films containing propranolol hydrochloride easier to handle and more hydrophilic, with a shorter disintegration time. The development of this type of material has an innovative character, since it uses an environmentally friendly raw material already used in industry to produce an alternative way of administering drugs. The developed matrix can be used to produce ODFs, in addition to the administration of other types of drugs, such as antibiotics and anti-inflammatory drugs.