Estudo de liberação de fármacos em cimento de fosfato tricálcico por espectroscopia de impedância eletroquímica

Abstract

Os desenvolvimentos tecnológicos nas diversas áreas da saúde buscam mais opções para manutenção da qualidade de vida da população, atentando para a eliminação dos fatores que levam à redução na expectativa de vida. Na área de biomateriais e liberação de fármacos são de grande importância os estudos dos mecanismos que controlam a interação do fármaco incorporado em matriz de biomaterial, além da identificação dos fenômenos decorrentes do seu processo de liberação do medicamento. Dentre as técnicas comumente utilizadas para identificação das quantidades de fármacos liberados em solução estão as técnicas de Espectroscopia de Absorbância no Ultravioleta Visível, Cromatografia Líquida de Alta Eficiência e Ensaio de Imunofluorescência por Polarização. Essas técnicas possibilitam determinação da quantidade de medicamento liberado em solução com o passar do tempo, porém necessitam de preparações diferentes de amostras e não possibilitam medições de concentração durante o teste de liberação. O trabalho em questão apresenta a espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) como uma técnica promissora e original na determinação da quantidade de fármaco liberado em meio aquoso. A técnica relaciona a variação da concentração em solução devido ao processo de liberação controlada, com a resistência elétrica da solução que recebeu esse fármaco. Realizando várias medições com variações de parâmetros ligados à medição e a interação entre fármaco, solução e cimento de fosfato de cálcio, estabeleceu-se a padronização do experimento juntamente com a verificação da influência de cada variável escolhida no processo de liberação. Depois de obter essa padronização, foi verificada a relação de alta sensibilidade entre resistência á polarização (RP) que variou em 632,59 % devido ao gradiente de concentração do fármaco em solução durante teste de liberação. O perfil de liberação em matriz de cimento de fosfato de cálcio para os fármacos, em função do tempo obtido por EIS, foi semelhante ao obtido por UV-Vis após aplicar um fator de correção de 12 para cloridrato de lidocaína e de 70 para sulfato de gentamicina, juntamente com a consideração de um comportamento cumulativo.

The technological developments on the health areas have looking for more options to maintenance of the population quality of life, always with open eyes facing to the factors eliminating which led to a reduction of life expectancy. On the biomaterials area and drug release are of great importance the studies of the mechanisms that control the interaction between the incorporated drug and the biomaterial matrix, in addition to the identification of the phenomena arising from de delivery process of this drug. Among the techniques commonly used to identify the drug delivery quantity are the Ultraviolet–visible spectroscopy, High-performance liquid chromatography and Fluorescence polarization immunoassay techniques. These techniques are consolidated in determining the release profile of a drug in solution over time, but require different aliquots preparation and do not allow concentration measurements during the release test. The work presents the electrochemical impedance spectroscopy (EIS) as a promising and original technique in determining the amount of drug released in an aqueous medium. The technique relates variation of the concentration in a solution due to the controlled release process with the electrical resistance of the solution that received this drug. Performing several measurements with variation of parameters linked to the measurement and the interaction between drugs, solution and calcium phosphate cement, it was established the standardization of the experiment together with the verification of the influence of each variable chosen in the release process. After obtaining this standardization, it was verified the high sensitivity relation between the polarization resistance (RP) that varied in 632,59% due to the concentration gradient of this drug in solution during the controlled release test, which becomes important information in the determination of the drug concentration in solution by EIS. The drug release profile for a calcium phosphate cement matrix as a function of time obtained by EIS was similar to the profile obtained by UV-Vis measurement after applying a correction factor of 12 to the lidocaine chloridrate and 70 to the gentamicin sulphate and with a cumulative behavior.