Sistemele cu eliberare controlata de compui biologic activi
aplicabilitatea in unitatile de Anestezie si Terapie Intensiva
Introducere
Odat cu evoluia tiinei si a domeniilor de cercetare au fost
descoperii muli compui biologic activi care pot fi candidai ideali
pentru tratamentul diverselor patologii clinice. Activitatea
biologica depinde considerabil de modul de administrare a substanei
si de tipul de metabolizare a acesteia in organismul uman.
Substanele active administrate pe cale orala au o indisponibilitate
destul de sczut, fiind necesara readministrarea la diferite
intervale de timp, astfel rezultnd o eficienta mai sczut, risc de
sub- sau supradozaj, dar si un disconfort ridicat al pacientului
[1]. In prezent au devenit de interes noi materiale capabile sa
ncapsuleze compusul biologic activ ntr-o reea polimetrica si sa -l
livreze ntr-un sistem (biologic sau fizico-chimic), in mod
constant, pe o perioada indelungata de timp. Accentul a fost pus pe
materialele functionalizate capabile sa ajunga in organism la locul
tinta si sa controleze cu precizie mai multe aspecte: volumul
moleculei, concentratia de compus biologic activ in sistem,
dezvoltandu-se un nou domeniu de cercetare: Controlled Drug Release
eliberarea controlata de medicamente. Cercetarea materialelor
chimice necesare pentru fabricarea medicamentelor cu eliberare
controlata este in continua dezvoltare datorita parametrilor
rigurosi care trebuie indepliniti biodisponibilitate, raspuns la
stimuli, biodegradabilitate etc. Viteza de eliberare a agentilor
biologic activi din sistemele obtinute prin diverse metode poate fi
ajustata in functie de necesitatile tratamentului clinic prin
schimbarea unor anumite componente chimice in procesul de sinteza,
ajungandu-se astfel la cerintele terapeutice asteptate [1, 2].
Sistemele cu eliberare controlata de compusi biologic activi sunt
dispozitive care permit introducerea in organism a unei substante
active, prin incorporarea acesteia, cu scopul de a-i imbunatati
efectul terapeutic prin controlul vitezei, locului si perioadei de
eliberare (Figura 1) [3].
In comparatie cu sistemele conventionale, cele cu eliberare
controlata permit mentinerea unei concentratii optime a compusului
activ, care ramane in limitele terapeutice, fara a depasi nivelul
de toxicitate si fara a fi sub limita de actiune terapeutica .
Hidrogeluri bazate pe chitosan Hidrogelurile fac parte din clasa
de sisteme cu eliberare controlata inteligente datorita
proprietatilor pe care le detin: biodegradabilitate,
functionalitate, biorecunoastere, permeabilitate [4]. Hidrogelurile
sunt retele reticulate de polimeri cu un numar ridicat de grupari
hidrofile, cu o mare afinitate pentru apa, perimitandu-i acestuia
sa patrunda in reteaua polimerica. Cele mai bune rezultate au fost
date de hidrogelurile sintetizate din chitosan datorita capacitatii
organismului de a degrada aceste structuri prin metabolizare
enzima- tica [5]. Chitosanul este o polizaharida liniara compusa
din unitati -(1-4)-D-glucozamina si N-acetil-D- glucozamina (Figura
2) si este candidatul ideal pentru sistemele de eliberare
controlata si ocupa primul loc si in alte studii referitoare la
vectori non-virali pentru genele ADN [5, 6]. Datorita faptului ca
este non-toxic, stabil, biodegradabil si poate fi sterilizat,
acesta poate fi folosit la sinteza hidrogelurilor sub diferite
forme: geluri lichide, pudra, filme, tablete, microsfere, nanofibre
etc. Pentru sinteza hidrogelurilor se pot folosi si polimeri
hidrofili sintetici (poli-N-izopropilacrilamida, alcoolul
polivinilic etc.), dar nefiind in totalitate biodegradabili,
acestia pot determina inflamatia la locul de implantare a
dispozitivului cu eliberare controlata [6].
Figura 2. Structura chimica pentru: A chitosan, B
poli-izopropilacrilamida, C alcool polivinilic
Polimerii din constitutia hidrogelurilor pot absorbi cantitati
diferite de apa, care pot varia de la o fractie pana la de cateva
mii de ori masa proprie, in functie de gruparile hidrofile prezente
in retea. Acest fenomen fizic duce la expansiunea gelului, care
capata astfel proprietati comune cu tesuturile vii tensiune
superfi- ciala scazuta, consistenta moale. Retelele polimerice se
formeaza in prezenta compusului biologic activ si determina
incapsularea acestuia. Biofunctionalizarea hidrogelurilor pe baza
de chitosan sporeste biodisponibilitatea prin formarea de
bionanomateriale cu functii noi. Eliberarea substantei active este
influentata de o serie de procese fizico-chimice: difuzie,
expansiune sau degradare enzimatica [8, 9]. Expansiunea duce la
des- chiderea porilor si la eliberarea substantei active, in timp
ce degradarea enzimatica distruge retelele si astfel, in functie de
tipul de mecanism, se produce eliberarea compusului activ in
sistem. Spre exemplu, eliberarea compusului biologic activ bazata
pe mecanismele biochimice de degradare a matricei detine avantajul
bioselectivitatii [7-9]. Alegerea corecta a tipului de material
pentru sinteza hidrogelului, a tipului de retea la care sa se
ajunga in final si a tipului de mecanism de eliberare vizat asigura
o serie de calitati farmacologice substantei active, pe parcursul
actului terapeutic.
ConcluziiSistemele cu eliberare controlata au atras atentia
datorita avantajelor pe care le pot aduce in tratamentele clinice.
In domeniul anesteziei aceste descoperiri s-au materializat in
incapsularea agentilor anestezici locali in matrice cu eliberare
controlata, care pot reduce semnificativ efectele adverse asociate
cu administrarea clasica, contribuind astfel la siguranta
administrarii si la satisfactia pacientului.
Bibliografie
1. Zhang Y, Chan HF, Leong KW. Advanced materials and processing
for drug delivery: the past and the future. Adv Drug Deliv Rev
2013; 65: 104-120 Mrsny RJ. Oral drug delivery research in Europe.
J Control Release 2012; 161: 247-253 2. Webster DM, Sundaram P,
Byrne ME. Injectable nanomaterials for drug delivery: carriers,
targeting moieties, and therapeutics. Eur J Pharm Biopharm 2013;
84: 1-20 3. Ukmar T, Maver U, Planinsek O, Kaucic V, Gaberscek M,
Godec A. Understanding controlled drug release from mesoporous
silicates: Theory and experiment. Journal of Controlled Release
2011; 155: 409-417 4. Rana S, Bajaj A, Mout R, Rotello VM.
Monolayer coated gold nanoparticles for delivery applications. Adv
Drug Deliv Rev 2012; 64: 200-216 5. Castro E, Mosquera V, Katime I.
Dual Drug Release of Triam- terene and Aminophylline from
Poly(N-isopropylacrylamide) Hydrogels. Nanomater Nanotechnol 2012;
2: 1-9 6. Robeiro LN, Alcantara AC, Darder M, Aranda P,
Araujo-Moreira FM, Ruiz-Hitzky E. Pectin-coated chitosan-LDH
bionano- composite beads as potential systems for colon-targeted
drug delivery. Int J Pharm 2014; 463: 1-9 7. Robeiro LN, Alcantara
AC, Darder M, Aranda P, Araujo-Moreira FM, Ruiz-Hitzky E.
Pectin-coated chitosan-LDH bionano- composite beads as potential
systems for colon-targeted drug delivery. Int J Pharm 2014; 463:
1-9 8. Wang C, Ye W, Zheng Y, Liu X, Tong Z. Fabrication of drug-
loaded biodegradable microcapsules for controlled release by
combination of solvent evaporation and layer-by-layer self-
assembly. Int J Pharm 2007; 338: 165-173 9. Ma J, Zhang M, Lu L,
Yin X, Chen J, Jiang Z. Intensifying esterification reaction
between lactic acid and ethanol by pervaporation dehydration using
chitosan-TEOS hybrid membranes. Chem Engin J 2009; 155: 800-809
