Autores
Linares-paisig, H. (UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA) ; Valderrama-negrón, A.C. (UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA) ; Carlos-salazar, M. (UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA)
Resumo
El presente trabajo abordará el estudio de la liberación de la amoxicilina en
esponjas de composito de colágeno (HCG)/polivinil alcohol (PVA) conteniendo
nanopartículas de óxido de zinc (Nps ZnO) modificadas con ácido húmico (HA). El
colágeno fue extraído desde el tendón de bovino mientras que Nps ZnO
sintetizadas a través del método sol-gel y funcionalizadas con ácido húmico (HA)
mediante ultrasonicación-agitación. El HCG, ZnO y ZnO-HA fueron caracterizadas
por calorimetría de barrido diferencial (DSC), espectroscopia Raman y rayos x
(DRX). Las esponjas de HCG/PVA\ZnO-HA preparadas por liofilización, mostraron
espectros FTIR invariantes. Finalmente, el estudio de liberación de la
amoxicilina (AMX) en las esponjas presentó una liberación de 92% de eficiencia
en las 25 horas de estudio.
Palavras chaves
Nanopartículas de ZnO; Colágeno; Esponja polimérica
Introdução
Durante las últimas décadas, las formas farmacéuticas de liberación modificada
(FFLM) han sido de gran interés debido a que alteran la velocidad de absorción
del fármaco y mejoran los beneficios terapéuticos. Entre estos sistemas, son
usadas matrices basadas en polímeros de origen natural como el colágeno y
sintéticos como el PVA. También se han reportado mezclas poliméricas con Nps a
base de óxidos metálicos que son efectivos portadores de agentes terapéuticos.
El colágeno, proteína fibrosa de origen natural, debido a su versatilidad y
biocompatibilidad ha encontrado usos en industrias como la alimentaria y la
biomedicina. El PVA, un polímero de origen sintético tiene muchas aplicaciones
en la medicina y ha sido usado como material en sistemas de liberación de
fármacos debido a sus propiedades biodegradables y afines al sistema vivo.
Nanopartículas como las de ZnO, modificadas superficialmente, son una gran vía
para la liberación de fármacos, proveen una excelente biocompatibilidad así como
un largo periodo de circulación para algún agente bioactivo.
Por otro lado, agentes terapéuticos penicilinicos han demostrado tener un efecto
antibiótico contra organismos grampositivas y negativas. La amoxicilina debido
a su alta biodisponibilidad se suele administrar por vía oral; sin embargo, en
muchos casos se predispone junto a otros fármacos ya que no toleran la acción
hidrolítica de muchas bacterias como los estafilococos.
La liberación de agentes terapéuticos desde matrices poliméricas como las
esponjas, han mostrado poseer grandes ventajas, dado a que pueden facilitar la
carga de uno o varios principios activos. En el presente trabajo se evaluará la
liberación de la amoxicilina en esponjas de composito de HCG/PVA conteniendo Nps
de ZnO modificadas con HA.
Material e métodos
Materiales:El colágeno aniónico fue obtenido por hidrolisis básica salina a
partir de tendón (M ̅_w=369 kDa, rendimiento 2.704% y Td = 58.8°C). Las Nps ZnO
fueron sintetizadas por método sol-gel desde acetato de zinc dihidratado; la
funcionalización se realizó por proceso combinado de ultrasonicación- agitación.
El PVA, acido húmico, amoxicilina y otros reactivos utilizados fueron de grado
analítico.
Cargado de la amóxicilina en las Nps ZnO-HA-0.5g de Nps ZnO-HA junto a 100mg de
AMX fue ultrasonicado y agitados en DMSO por 5 y 15 minutos respectivamente, el
proceso se realizó por triplicado. La dispersión fue agregada mediante goteo
sobre una solución acuosa de PVA y agitado por 2h. Finalmente, el sistema (ZnO-
HA/AMX) fue obtenido mediante centrifugación.
Preparación de las esponjas-Se preparó una solución acuosa de 70:30 de HCG 0.2%
y PVA 0.2 respectivamente. La mezcla fue agitada durante 3h, se adiciono 5 mL de
ZnO-HA/AMX redispersado en agua por 30 segundos, seguido de un ajuste de pH a
3.5. La muestra fue agitada a 30°C durante 24h. Luego se congelo a -10°C por 18h
y se descongelo durante 4h, realizándose el proceso por triplicado. Finalmente,
el sistema fue liofilizado y almacenado para su caracterización.
Caracterizaciones espectroscópicas-Los espectros IR fueron obtenidos en un rango
de lectura de 400 a 4000 cm-1. Los espectros Raman con una fuente láser de
532nm, en un rango de lectura de 200 a 1200cm-1. Los patrones de difracción de
rayos x (DRX) de las Nps fueron analizadas en un rango 2θ entre 25-70°.
Porosidad. La porosidad de las esponjas fue determinada mediante inmersión en
etanol absoluto por un periodo de 60 minutos. Las muestras fueron pesadas antes
y después de la inmersión, siendo determinado la porosidad mediante una relación
relativa de sus masas.
Resultado e discussão
El espectro Raman del ZnO se observa un pico en 578cm-1 que es consecuencia del
sobretono de la especie de simetría E1. Mientras que una banda con gran
intensidad se distingue en 426.5cm-1. Por otro lado, en el espectro Raman de las
Nps ZnO-HA, se distingue un notorio desplazamiento en el pico principal hasta
475cm-1. En el espectro DRX de las Nps ZnO y ZnO-HA. El espectro indica que la
estructura del ZnO es hexagonal tipo wurzita. Por otro lado, el espectro DRX de
las Nps ZnO-HA muestra un incremento en las intensidades de los picos. Mediante
la ecuación de Debye-Scherrer se obtuvo tamaños de cristal de 31 y 38.1nm para
el ZnO y ZnO-HA respectivamente.
Se presentan los espectros FTIR del ZnO, HA, ZnO-HA, PVA, HCG, el composito de
HCG/PVA y HCG/PVA\ZnO-HA usada posteriormente en la liberación de la
amoxicilina, evidenciando los picos principales en cada uno de los gráficos. Los
espectros IR de las esponjas de composito de HCG/PVA y HCG/PVA\ZnO-HA, muestran
que las señales típicas encontradas en el HCG correspondientes a la amida I , II
y III; así como para el PVA a 1420cm-1 y 1087cm-1, se mantienen invariantes, más
aun se observan evidencias de enlaces de hidrogeno que generan los grupos C=O y
N-H respectivamente.
En la curva de liberación del AMX se puede notar que el perfil de liberación
alcanza el 92 % después de 25 h. Se presenta tres fases: la primera fase durante
la primera 1,5 h asociado al AMX que se encuentra en la superficie de la red
polimérica. La segunda fase correspondiente a las 3h siguientes, asociado a la
liberación de la AMX encontrada principalmente dentro de la red polimérica. En
la fase final se muestra una liberación lenta y con tendencia constante que
corresponde a la liberación del fármaco desde la superficie de las Nps de ZnO-
HA.
Espectros FTIR de A) ZnO, B) HA, C) ZnO-HA, D) PVA, E) HCG, F) HCG/PVA y G) HCG/PVA\ZnO-HA.
Perfil de liberación de la AMX desde el composito de HCG/PVA ZnO HA/AMX.
Conclusões
Se obtuvo el composito de HCG/PVA con el nanocargador ZnO-HA inmovilizado en la
matriz y se evaluó la liberación de la AMX. Las Nps de ZnO y ZnO-HA fueron tipo
wurzita con tamaños de cristal de 31 y 38 nm respectivamente. El FTIR y Raman
confirmó la interacción covalente del HA con la superficie de la Nps de ZnO
mediante el grupo COO-. El FTIR de las esponjas de HCG/PVA\ZnO-HA se mantienen
invariantes con la presencia de las Nps de ZnO-HA. Por otro lado, la liberación de
la AMX mostro una cinética de tres etapas con una eficiencia de liberación de 92%
durante las 25h de estudio realizado.
Agradecimentos
A la unidad de investigación de la facultad de ciencias, así como al
Vicerrectorado de Investigación de la UNI, lima-Perú, por el financiamiento. Al
Dr. Jaime. V. Chacón del Laboratorio LABINFIS, por los espectros FTIR y DRX.
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