Impressão 3D de formas farmacêuticas sólidas para a personalização da administração enteral de medicamentos

Abstract

A administração de medicamentos pela via enteral apresenta diversos desafios, principalmente relacionados ao seu uso off-label. Assim, o objetivo geral desse estudo foi o desenvolvimento de formas farmacêuticas sólidas a partir de tecnologias disruptivas, como a impressão 3D e nanotecnologia, para sua posterior dispersão em água e administração pela via enteral. O subsídio teórico para a produção desses medicamentos foi construído nos Capítulos 1, 2 e 3, que abordaram 1) a influência da técnica de impressão 3D, da matriz polimérica e dos parâmetros de impressão na velocidade de desintegração e dissolução de formas farmacêuticas impressas; 2) o uso da técnica de extrusão semissólida (SSE) na obtenção de medicamentos inovadores; e 3) a aliança entre a impressão 3D e a nanotecnologia para a produção de sistemas de liberação de fármacos. A partir dos dados coletados, as técnicas de SSE e sinterização seletiva a laser foram selecionadas para a produção de imprimidos contendo os fármacos naproxeno e efavirenz, respectivamente. No Capítulo 4, o naproxeno foi incorporado a nanopartículas inorgânicas de sílica mesoporosa buscando principalmente a proteção frente a sua interação com mucosas. O capítulo abordou a influência do método de incorporação na internalização do fármaco nos mesoporos, no seu perfil de liberação e potencial irritativo in vitro. Na sequência, no Capítulo 5, essas partículas carregadas com naproxeno foram incorporadas a semissólidos para a obtenção de imprimidos pela técnica de SSE. Os imprimidos foram dispersados em água e administrados via sonda nasogástrica, mimetizando práticas reais. A dispersão apresentou viscosidade próxima a da água, pH compatível com a via, recuperação total do fármaco após passagem na sonda e distribuição granulométrica homogênea, não causando obstrução da sonda nasogástrica. Por fim, o Capítulo 6 descreve o uso da técnica de sinterização seletiva a laser para a obtenção de imprimidos de efavirenz com diferentes tamanhos, utilizando dois polímeros hidrofílicos separadamente. Os resultados demonstraram a influência da natureza da matriz polimérica no tempo de desintegração das formas sólidas e a possibilidade de obtenção de imprimidos dispersíveis contendo altas concentrações de fármaco a partir da técnica empregada. A partir dos Capítulos desenvolvidos, conclui-se que as tecnologias de impressão 3D e nanotecnologia podem ser aplicadas na produção de medicamentos inovadores e personalizados destinados a via enteral.

The administration of medicines via the enteral route is challenging, mainly due to the off-label use of pharmaceuticals. In this context, the main gold of this study was the development of solid dosage forms using disruptive technologies, such as 3D printing and nanotechnology, to be dispersed in water and administered via the enteral route. The theoretical foundation for the production of these medicines was presented in Chapters 1, 2 and 3, which covered 1) the influence of 3D printing technique, polymeric matrix and printing parameters on the disintegration and dissolution of printlets; 2) the application of semi-solid extrusion technique in the development of innovative dosage forms; and 3) 3D printing and nanotechnology alliance to produce new drug delivery systems. Based on the collected data, semi-solid extrusion and selective laser sintering techniques were selected to produce naproxen and efavirenz printlets, respective. First, in Chapter 4, naproxen was incorporated into inorganic mesoporous silica nanoparticles aiming to protect it from interaction with mucosal surfaces. This chapter mainly discussed the influence of the drug loading method on drug placement within the mesopores, in vitro release profile and in vitro irritant potential. Next, as described in Chapter 5, these particles were incorporated into semi-solid formulations to obtain printlets using semi-solid technique. The printlets were dispersed in water and administered through a nasogastric tube, mimicking real life practices. The dispersion showed a viscosity similar to that of water, pH suitable for the enteral route, complete drug recovery after tube passage and suitable granulometric distribution, that did not cause nasogastric tube obstruction. Finally, Chapter 6 described the use of selective laser sintering to produce efavirenz printlets in two sizes and using two hydrophilic polymers, individually. The results demonstrated the influence of the polymeric matrix characteristic on the disintegration time of printlets and the feasibility of selective laser sintering for producing dispersible printlets with a high drug content. Based on the developed Chapters, it is concluded that 3D printing and nanotechnology technologies can be applied to the production of innovative and personalized medicines for enteral administration.