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WO2019018905A1 - Processo de obtenção de membranas de nanofibras de alginato/peo mucoadesivas duplamente reticuladas, membranas de nanofibras e uso - Google Patents

Processo de obtenção de membranas de nanofibras de alginato/peo mucoadesivas duplamente reticuladas, membranas de nanofibras e uso Download PDF

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WO2019018905A1
WO2019018905A1 PCT/BR2017/000083 BR2017000083W WO2019018905A1 WO 2019018905 A1 WO2019018905 A1 WO 2019018905A1 BR 2017000083 W BR2017000083 W BR 2017000083W WO 2019018905 A1 WO2019018905 A1 WO 2019018905A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
membranes
alginate
peo
mucoadhesive
solution
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/BR2017/000083
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lucia Helena Innocentini MEI
Silvia Vaz Guerra NISTA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universidade Estadual de Campinas UNICAMP
Original Assignee
Universidade Estadual de Campinas UNICAMP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universidade Estadual de Campinas UNICAMP filed Critical Universidade Estadual de Campinas UNICAMP
Priority to PCT/BR2017/000083 priority Critical patent/WO2019018905A1/pt
Publication of WO2019018905A1 publication Critical patent/WO2019018905A1/pt
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02GCRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for

Definitions

  • This invention is in the field of medical science and chemical engineering, more specifically in the field of medical polymer preparations, and describes the process for obtaining membranes of double crosslinked mucoadhesive alginate / ⁇ n nanofibers. the nanofiber membranes to the. transmucosal or in situ release of active principles obtained by the process.
  • Such membranes are high adhesion alginate and poly (ethylene oxide) (PEO) membranes obtained by electrophoretication and spray - CaCla and chitosan. Furthermore, said membranes have application in the liberation of active principles via transmucosa or in situ.
  • PEO poly (ethylene oxide)
  • mucosal coatings are considered potential sites for drug administration, with numerous advantages over oral administration.
  • Transmucosal active principle release systems are generally designed for immediate release of the drug and immediate action for the rapid release of the drug into the systemic circulation and subsequent maintenance of the drug concentration within the therapeutic profile or for controlled release for an extended period of time.
  • electrophilic nanofiber membranes as carrier-to-active agents has shown a broad future in biomedical applications, as the active principles can be conveniently incorporated into the polymers, and the drug release profile can be designed by modulation the morphology, the porosity and the composition of the nanofiber membrane.
  • the present invention discloses high adhesion mucoadhesive nanofibrous membranes for buccal release of active principles, which are produced by the electrophilling technique. More specifically, the membranes are high adhesion alginate / PEO membranes, obtained by the electrophurizing process and cross-linked by atomization with CaCl 2 and chitosan.
  • Electro-spinning consists of the production of nanofibers through a jat-o induced by an electric charge, a solution of polymer or molten polymer. Although the rationale for electrophorization is simple * the process is complex due to the large number of parameters influencing the shape, diameter and size of the resulting fiber,
  • Chitosan and alginate are well-known, biocompatible, biodegradable and mucocoluble poie-asesarids, and can be used together to form a polyelectrolyte complex, widely used to encapsulate proteins, cells, and enzymes.
  • a great advantage of the polyelectrolyte chitosan-alginate complex is its preparation that occurs in water, dispensing with the use of toxic organic solvents in the preparation coating membranes for controlled release systems.
  • the membranes thus obtained are biodegradable and insoluble in water, with great potential for biomedical applications.
  • nanofibers- comprising alginate and chitosan.
  • Priority document US 20090087469 A1 A discloses a technology which relates to. alginate nanofibers, containing a hydrophilic polymer (such as PEO), as well as chitosan and CaCl 2 .
  • the nanofiber can be employed as a device for active principle release. transplantation, or as a surgically implanted device for cartilage repair. Many additives are incorporated into the preparation of the membranes, there is no double cross-linking with CaCl2 and chitosan polycomplexation.
  • the present invention describes nanofiber membranes. mucoadhesive agents for the delivery of active ingredients in situ or transmucosally, wherein the active agent (such as an antibiotic) is incorporated into the polymer solution prior to electrophoration for further double crosslinking by CaCl 2 atomization and polycomplexing with. chitosan. There is no incorporation of additives for the preparation of membranes.
  • the invention relates to an alginate / PEO mucoadhesive biopolymer membrane for the release of active principles by transmucosal or in situ pathways during which no loss of fragments occurs because the material is not compacted but is constructed in a single structure of nanofibres.
  • the present invention relates to the process of obtaining membranes of doubly crosslinked mucoadhesive alginate / PEO nanofibers and nanofiber membranes.
  • Such membranes are high adhesion alginate / PEO membranes, obtained by the electrophorization process and crosslinked by atomization with CaCl2 and chitosan.
  • membranes have application in the liberation of active principles via transmucosa or in. situ.
  • Figures 2A, 2B and 2C are 5000-fold magnification MEV for 60:40 m / m alginate / PEO electrophoretic membrane in 5% ethanol (A) before reticulating, (B) after atomization with saturated solution of CaCl 2 and (C) after 24 hours in aqueous solution.
  • Figures 3A and 3B are images of the alginate / PEO membranes after atomization crosslinking with (A) chitosan and (B) CaCl2 and chitosan.
  • Figure 4 shows images of the alginate / PEO membranes after 4 h incubation in: (A) phosphate buffer solution and (B) artificial saliva solution, spray-dried with Chitosan (1) and CaCl2 and chitosan ( 2) .
  • This invention relates to the process of obtaining membranes of doubly crosslinked mucoadhesive alginate / PEO nanofibers and nanofiber membranes incorporating active principles for transmucosal or in situ release of active principles.
  • the membranes are high adhesion alginate / PEO membranes obtained by the electrowinning process and cross-linked by atomization with CaCl 2 and chitosan.
  • the active principle is metronidazole.
  • alginate: PEO being 50:50, 60:40, 70:30, 80:20 or 90:10, preferably 60:40;
  • alginate / PEO nanofiber membranes to the crosslinking by complexation by atomizing chitosan solution at a concentration of 1.5% to 4.5%, in the spray pressure range of 5 to 20 psi;
  • the alginate and PEO solution should preferably contain 4% total polymers.
  • the solution of chrysotile is preferably in the concentration of 3.5%.
  • the ethanol is preferably in the concentration of 5%;
  • the divalent cation solution is preferably CaCl 2 in the concentration range of 10% to 20%;
  • the divalent cation solution is preferably in the 10% concentration
  • the electrophilic process occurs at temperatures of 25 to 31 ° C, variable relative humidity (RH) below 60%, voltage in the range of 2 to 32 kV7, distance from the needle to the collector between 10 and 20 em.
  • RH variable relative humidity
  • the electro-spinning process occurs because the tension is preferably 10 to 2: 5 kV and because the distance from the needle to the collector is preferably 15 cm.
  • the electrophurizing flow should be between 0.5 and 1 mL / h, and the rotation speed should be between 1500 and 4000 rpm. Since the electrophoretic flow is preferably 1 ml / h, and the rotation speed is preferably 2500 rpm.
  • the crosslinking process should occur with atomization pressure between 5 and 20 psi, and the height of the atomizer nozzle between 4 and 8 cm, and with pump speed in the range of 3 to 5: rpm.
  • the atomization pressure in the crosslinking is preferably 10 psi, and the height of the atomizer nozzle is preferably 8 cm.
  • the mucoadhesive alginate / PEO nanofibrous membranes obtained by the process are doubly crosslinked and preferably comprise the incorporation of the merronidazole as the active ingredient.
  • the incorporated metronidazole should be in the concentration of 10 to 20% based on the total mass of polymers in the solution (alginate and PEO).
  • the total polymer concentration in the alginate / PEO solution is 3 to 4%, wherein the alginate solution may be in the range of 50-90 and the PEO solution may being between 50 and 10, and preferably are in a ratio of 60:40. Metronidazole is added in a proportion ranging from 10 to 20% based on the total mass of the polymers in the solution (alginate and PEO).
  • the membranes are electrophiled and then ionically cross-linked by atomization with a cation solution. divalent in ethanol and subsequently crosslinked by completion through the atomization of chitosan solution. 3.5%.
  • membranes of this invention will have application in the delivery of drugs via the mucosa.
  • polymer compositions are prepared by mixing both components in deionized water.
  • the high voltage source is designed to work in the range of 2 to 32 kV, preferably 10 to 25 kV and the distance of the needle to the collector varies by 10 and 20 cm, preferably 15 cm.
  • the electrowinning flow rate ranges from 0.5 to 1 mL / hr, preferably 1 mL / hr, and the rotation speed from 1500 to 4000 rpm, preferably at 2500 rpm.
  • the nanofibre membranes are subjected to crosslinking, which is necessary because of the solubility of this polymer in aqueous medium.
  • crosslinking is necessary because of the solubility of this polymer in aqueous medium.
  • nanofibrous membranes were subjected to atomic cross-linking tests with CaCl2 solution in ethanol and crosslinking by atomization of chitosan solution at various concentrations (1.5%, 2.5%; 3.5% and 4.5%, preferably 3.5%).
  • Figures 3A, 3B and 3C show SEM images for the alginate / PEO crosslinked membrane obtained under these conditions, before and after crosslinking and after 24 hours of dissolution in water at 37 ⁇ C.
  • the mass loss was only 4%, however, the swelling ratio was-10% lower, very significant for the final application of the material. It was all conditions tested, the% mass loss was total within 1 hour, so the membranes were not considered suitable for an active principle release device where a contact time is required. sufficient for the active principle to have time to pass through the mucosa and be released into the bloodstream.
  • Aiginato is a polyanion and can be complexed with a polymer, such as chitosan.
  • the polyeietrolite complex formed shows improvement in the percentage of mass loss, as desired.
  • the atomization of a solution of chitosan with. concentrations (1.5%, 2.5%, 3.5%, 4.5%) in the alginate / PEO membranes, and without ionic crosslinking. with CaCl 2 .
  • FIGS 3A and 33 show the membranes obtained in each. type of crosslinking. Those that were subjected only to apre atomization chitosan: ⁇ sentarara is transparent with respect to which were sprayed with CaCl 2 and chitosan, showing clearly that the original halftone CaCl 2 helps to keep the membrane structure.
  • SA alpinate / chitosan
  • SACA alginate / CaCl 2 / chitosan
  • the results obtained in the mucoadhesion time test corroborate with the results obtained in the mass loss tests.
  • the mucoadhesion time test simulates the shear force applied to the membrane adhered to the mucosa oral swine, simulating the movements of saliva in the oral cavity and it was verified that the alginate / PEO membranes had the longest mucoadhesion time, remaining fixed to the mucosa during the 24 hours of follow-up of the test.
  • the membranes of the present invention are novel and proposes local administration of active principles in a controlled release system positioned directly at the site of action, ensuring adequate concentration at the site of the action for a suitable period of time.

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Abstract

A presente invenção propõe um processo de obtenção de membranas de nanofibras de alginato e PEO mucoadesivas duplamente reticuladas. Adicionalmente a presente invenção refere-se a membranas de nanofibras de alginato e PEO mucoadesivas duplamente reticuladas obtidas pelo processo. Tais membranas são membranas de alginato e poli (óxido de etileno) (PEO) de alta adesão, obtidas por meio do processo de eletrofiação e reticuladas por atomização com CaCl2 e quitosana. Adicionalmente, tais membranas apresentam aplicação na liberação de princípios ativos via transmucosa e in situ.

Description

PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MEMBRANAS DE NANOFIBRAS DE ALGINATO/PEO MUCOADESIVAS DUPLAMENTE RETICULADAS, MEMBRANAS
DE NANOFIBRAS E USO
Campo da. Invenção :
[1] Esta invenção se insere no campo das ciências médicas e engenharia química, mais especificamente na área das preparações polímericãs para finalidades médicas, e descreve o processo de obtenção de membranas de nanofibras de alginato/ΡΕΌ mucoadesivas duplamente reticuladas - Adicionalmente, a invenção refere-se as membranas de nanofibras para a. liberação transmucosa ou in situ de princípios ativos obtidas pelo processo.
[2] Tais membranas são membranas de alginato e poli (óxido de etileno) (PEO) de alta adesão, obtidas pelo processo de eletrofíaçao e reticuladas por atomização com. CaCla e quitosana. Ainda, as referidas membranas apresentam aplicação na liberação de princípios ativos via transmucosa ou in situ .
Fundamentos da Invenção :
[3] Os sistemas políméricos para liberação controlada de princípios ativos apresentam inúmeras vantagens quando comparados às formas normais de dosagem. Nestes sistemas, os níveis de princípios ativos no plasma são continuamente mantidos em uma faixa terapêutica desejável e os efeitos colaterais observados: na administração convencional podem ser reduzidos ou até mesmo eliminados. Princípios ativos com um tempo de vida curto in vivo podem ser protegidos da degradação e a administração continua de pequenas quantidades de princípios ativos pode eliminar o desconforto da administração parenteral de várias doses do agente bioativo no paciente.
14] Entretanto, existem muitos problemas a serem resolvidos: na área de desenvolvimento e pesquisa, como por exemplo, a baixa eficácia do sistema de liberação controlada de princípios ativos e o efeito de disparo inicial de grande quantidade da droga no organismo (em inglês, burst relesse) -
[5] Ά administração de princípios ativos de maneira mais fisiologicamente aceitável pelos pacientes tem sido sempre uma preocupação da área médica. Dentre as várias vias de administração de princípios ativos, a via oral é a preferida do paciente e do médico. No entanto, a administração oral tem desvantagens, tais como o metabolismo de primeira passagem hepático e degradação enzimática no trato gastrointestinal.
[6] Em vista disso, os revestimentos mucosos (nasal, retal, ocular, vaginal e a cavidade bucal) são considerados sítios potenciais para a administração de drogas, cominúmeras vantagens em relação à administração oral.
[7 ] Sistemas de liberação de princípios ativos via transmucosa geralmente são projetados para liberação rápida da droga e açâo imediata, para a liberação pulsátil com rápido aparecimento da droga na circulação sistémica e posterior manutenção da concentração da droga dentro cio perfil terapêutico ou para liberação controlada por um período prolongado de tempo.
[8] Ao longo das últimas décadas, o conceito de utilização de polímeros bioadesivos para prolongar o tempo de contato com a mucosa ganhou notável atenção na liberação da droga via transmucosa. Logo, muitos sistemas políméricos mucoadesivos têm sido testados com. o objetivo de aumentar a interação e a duração do contato entre o polímero que compreende o princípio atívo e a superfície da mucosa.
[9] O uso de membranas de nanofibras eletrofiadas como agentes carreadores- para princípios ativos tem mostrado um futuro amplo em aplicações biomédicas, pois os princípios ativos podem ser convenientemente incorporados aos polímeros, e o perfil de liberação da droga pode ser projetado por uma modulação da morfologia, da porosidade e da composição da membrana de nanofibras.
[10] Sendo assim, a presente invenção descreve membranas de nanofibras mucoadesivas de alta adesão para liberação bucal de princípios ativos, as quais são produzidas através da técnica de eletrofíação. Mais especificamente, as membranas são membranas de algínato/PEO de alta adesão, obtidas pelo processo de eletrofiação e reticuladas por atomização com CaClz e quitosana.
[11] A eletrofiação consiste na produção de nanofibras através de um jat-o induzido por uma carga elétrica, de uma solução de polímero ou polímero fundido. Embora o fundamento da eletrofíação seja simples* o processo é complexo devido ao grande número dé parâmetros que influenciam o formato, o diâmetro e as dimensões da fibra resultante,
[12] A quitosana e o algínato são poiíssacarideos bem conhecidos, biocompatíveis, biodegradáveis e mucc-adesivos , e podem ser usados em conjunto para formar um complexo polieletrolitieo, muito utilizado para encapsular proteínas, células e enzimas.
[13] Uma grande vantagem do complexo polieletrôlito quitosana-alginato é sua preparação que ocorre em água, dispensando o uso de solventes orgânicos tóxicos no preparo de membranas de revestimento para sistemas de liberação controlada. As membranas assim obtidas são biodegradáveis e insolúveis em água, com grande potencial para aplicações biomédicas .
Estado da. técnica:
[14] Alguns documentos do estado da técnica descrevera nanofibras- compreendendo alginato e quitosana.
[15] O documento de anterioridade US 20090087469 A1 A descreve uma tecnologia que se refere a. nanofibras de alginato, contendo um polímero hidrofílico (como o PEO) , além de quitosana e CaCl2. A nanofibra pode ser empregada como um dispositivo para liberação de princípio ativo,. transplante -celular, ou, ainda, corno dispositivo implantado cirurgicamente para reparo de cartilagem. São incorporados muitos aditivos para a preparação das membranas, não há reticulação dupla por atomização com CaCla e policomplexação com quitosana .
[16] Em IN 2014DE00204 A, faz-se referência a um nanoadesivo de alginato, PEO, quitosana e CaCl2, em que este é um mucoadesivo composto de nanofibras e tem como aplicação a liberação oftálmica controlada de princípio ativo. São incorporados muitos aditivos para a preparação .das membranas, e não há reticulação dupla, por atomização com CaClj e policomplexação com quitosana.
[17] Em CN 10-3990175 e IN 2012DE02574 A, rnenciona-se nanofibras cora dupla camada , empregadas na liberação controlada de drogas, e que contém em sua composição alginato, PEO e quitosana, no entanto não há reticulação dupla por atomização com CaCl2 e policomplexação com [18] O artigo cie Ferioli, et ai DD/MM/04 descreve uma formulação mucoadesiva que contem metronidazol . A formulação é uma mistura de celulose e ura polímero acrílico. Ocorre perda de fragmentos da formulação com o intumescimento do dispositivo durante o processo de liberação do principio ativo .
[19] Diferentemente, a presente invenção descreve membranas de nanofibras. mucoadesivas de camada única para liberação de princípios ativos in situ ou por via transmucosa, em que o agente ativo (tal como um antibiótico) é incorporado na solução polimérica antes da eletrofíação para posterior reticulação dupla por atomização com CaCl2 e policomplexação com. quitosana. Não há a incorporação de aditivos para a preparação das membranas. A invenção trata- se de uma membrana de nanofibras de biopolimeros mucoadesivo de alginato/PEO para liberação de princípios ativos por via transmucosa ou in situ, durante a qual não ocorre perda de fragmentos porque o material não é compactado e sim construído em uma estrutura única de nanofibras .
Breve descrição da invenção:
[20] A presente invenção faz referência ao processo de obtenção de membranas de nanofibras de alginato/PEO mucoadesivas duplamente reticuladas, e as membranas de nanofibras. Tais membranas são membranas de alginato/PEO de alta adesão, obtidas pelo processo de eletrofíação e reticuladas por atomização com CaCls e quitosana.
[21] Adicionalmente, as referidas membranas apresentam aplicação na liberação de princípios ativos via transmucosa ou in. situ.
Breva descrição das figuras: [22] Para obter uma total e completa visualização do objeto desta invenção, são apresentadas as figuras as quais se faz referências, conforme se segue.
[23] A Figura 1 é imagem de MEV com aumento de 10.000 da membrana de nanofibras de SA/PEO eletrofiada nas condições de processo de Voltagem-25 kV, Distância agulha-coletor:::15 cm e Vazâo=lral/h coro adição de 10% de Metronidazol.
[24] As Figuras 2A, 2B e 2C são iraagens MEV com aumento de 5000 vezes para membrana eletrofiada de alginato/PEO 60:40 m/m em solução 5% etanol (A) antes réticulaçao, (B) após atomização com solução saturada de CaCl2 e (C) após 24 horas em solução aquosa.
[25] As Figuras 3A e 3B são imagens das membranas de alginato/PEO após reticulação por atomização com (A) quitosana e (B) CaCla e quitosana .
[26] A Figura 4 são imagens das membranas de alginato/PEO após incubação por 4 h em: (A) solução tampão fosfato e (B) solução de saliva artificial, reticuladas por atomização com Quitosana (1) e com CaCls e quitosana (2) .
Descrição detalhada da Invenção:
[27] Esta invenção se refere ao processo de obtenção de membranas de nanofibras de alginato/PEO mucoadesivas duplamente reticuladas, e as membranas de nanofibras com a incorporação de princípios ativos para a liberação via transmucosa ou ín situ de princípios ativos.
[28 ] Mais especificamente, as membranas são membranas de alginato/PEO de alta adesão, obtidas pelo processo de eletrofiaçâo e reticuladas por atomização com CaCl2 e quitosana. Em modalidades preferidas da invenção, o princípio ativo é o metronidazol. [29] O processo de obtenção cie membranas de nanofibras de alginato/PEO mucoadesivas compreende as seguintes etapas:
Preparação de uma solução de alginato e PEO na concentração de 3% a 4% de políraero total, em água com adição de 5% a 7% de etanol;
- Sendo que a proporção de alginato: PEO pode ser 50:50, 60:40, 70:30, 80:20 ou 90:10, preferencialmente 60:40;
- A solução obtida na etapa anterior é adicionada o principio ativo;
- A solução obtida na etapa anterior deve ser mantida sob agitação por no mínimo 2 horas para homogeneização;
- A solução obtida na etapa anterior é eletrofiada;
- Obtenção das membranas de nanofibras de alginato/PEO rnucoadesivas ;
- Submissão das membranas de nanofibras de alginato/PEO mucoadesivas à reticulação iôníca por atomização com uma solução de cátion divalente na concentração cie 10 a 20%, era etanol na faixa de pressão de atomização de 5 a 20 psi;:
- Submissão das membranas de nanofibras de alginato/PEO à reticulação por complexação através da atomização de solução de quítosana na concentração de 1,5% a 4,5%, na faixa de pressão de atomização de 5 a 20 psi;
- Obtenção das membranas de nanofibras de alginato/PEO mucoadesivas com dupla reticulação.
Sendo que:
A solução de alginato e PEO deve conter preferencialmente 4% de polímeros totais.
A solução de qui tosaria está preferencialmente na concentração de 3,5%.
- O etanol está preferencialmente na concentração de 5%; - A solução de cátion divalente é preferencialmente de CaCl2 na faixa de concentração de 10% a 20%;
- A solução de cátion divalente ser preferenciaimente na concentração de 10%;
[30] O processo da eletrof iação ocorre em temperaturas de 25 a 31 °C, umidade relativa (UR) variável abaixo de 60%, tensão na faixa de: 2 a 32 kV7, distância da agulha ao coletor entre 10 é 20 em.
[31] O processo da eletrofiação ocorre peio fato da tensão ser preferencialmente de 10 a 2:5 kV e pelo fato da distância da agulha ao coletor ser preferencialmente 15 cm.
[32] A vazão da eletrofiação deve estar entre 0,5 e 1 mL/h, e a velocidade de rotação estar entre 1500 a 4000 rpm. Sendo que a vazão da eletrofiação é preferencialmente 1 mL/h, e a velocidade de rotação é preferencialmente 2500 rpm.
[33] O processo de reticulação deve ocorrer com pressão de atomização entre 5 e 20 psi, e a altura do bico atomizador entre 4 e 8 cm, e com velocidade da bomba na faixa de 3 a 5: rpm. A pressão de atomização na reticulação é preferencialmente de 10 psi, e a altura do bico atomizador é preferencialmente 8 cm.
[34] As membranas de nanofibras de alginato/PEO mucoadesivas obtidas pelo processo são duplamente reticuladas e compreenderem, preferencialmente a incorporação do mer.ronid.azol como principio ativo. 0 metronidazol incorporado deve estar na concentração de 10 a 20% com base na massa total de polímeros na solução ( alginato e PEO) .
[35] A concentração de polímeros totais na solução cie alginato/PEO é de 3 a 4 %, em que a solução de alginato pode estar na proporção entre 50 e 90 e a solução de PEO pode estar entre 50 e 10, e preferencialmente estão em uma proporção de 60:40. 0 metronidazol é adicionado em uma proporção que varia de 10 a 20% com base na massa total de polímeros na solução (alginato e PEO) .
[36] As membranas são eletrofiadas e, em seguida, reticuladas ionicamente por atomização com uma solução cátion. divalente em etanol e, posteriormente, reticuladas por completação através da atomização de solução de quitosana. 3, 5% .
[37] As membranas desta invenção apresentara aplicação na liberação de fármacos via mucosa.
[38] Â obtenção das referidas membranas de nanofibras está mais bem descritas abaixo.
Processo de obtenção das membranas de nanofibras:
[39] Para obtenção das membranas de aiginato/PEO, são preparadas composições poliméricas pela mistura de ambos os componentes era água deionizada.
[40] Na referida solução de algínato/PEO, o principio ativo de interesse é incorporado.
[41] Após, as referidas: soluções são eletrofiadas em temperaturas de 25 a 31 °C e umidade relativa (UR) variando de 31 a 53 %. A fonte de alta tensão foi projetada para trabalhar na faixa de 2 a 32 kV, preferencialmente 10 a 25 kV e a distância da agulha ao coletor varia de 10 e 20 cm, preferencialmente 15 cm.
[42] A vazão para eletrofiação varia entre 0,5 e 1 mL/h, preferencialmente 1 mL/h, e a velocidade de rotação de 1500 a 4000 rpm , preferencia1mente 2500 rpm .
[43] Os melhores resultados foram obtidos para a eletrofiação realizada cora vazão de 1 mL/h, potencial de 25 kV e distância da agulha ao coletor de 15 cm, como pode ser observado nas Figuras 1.
[44] Após a eletrofiação, as membranas de nanofibras são submetidas à reticulaçâo, que se faz necessária devido à solubilidade deste polímero em meio aquoso. Como o objetivo da invenção é obter uma forma farmacêutica de liberação controlada, faz-se necessário que as membranas permaneçam sem dissolver na mucosa por determinado tempo, de modo a garantir a liberação gradativa do princípio ativo.
[45] Para isso, as membranas de nanofibras foram submetidas a testes de reticulaçâo iônica por atomização com solução de CaCls em etanol e reticulaçâo por cornplexação através da atomização de solução de quitosana em diversas concentrações (1,5%; 2,5%; 3,5% e 4,5%; preferencialmente 3,5%) .
[46] Primeiramente, a reticulaçâo iônica das membranas foi realizada conforme técnica comumente utilizada na literatura, a saber, atomização com soluções de CaCl2 em etanol, utilizando atomizador de um leito fluidizado e parâmetros pré-defínidos por meio de um planejamento de experimentos (do inglês "design of experiments" - DOE) , a fim de se obter as melhores condições de reticulaçâo.
[47] O primeiro DOE; realizado foi composto de 3 faiares e 2 níveis, com um total de 8 testes. Os 3 fatores utilizados foram:
- Concentração da solução de CaCla de 10 e 20%,
- Altura do bico atomizador de 4 e 8 cm, e
- Pressão de atomização de 10 e 15 psi, com velocidade da bomba fixada em 3 rpm.
[48] Os. parâmetros utilizados em cada teste podem ser verificados na Tabela 1 abaixo.
Tabela 1 - Condições experimentais utilizadas no DOE para reticulação das membranas de a Igiria to/PEO.
Figure imgf000013_0001
[49] As melhores condições obtidas e utilizadas para reticulação foram com concentração da solução CaClz a 10%, altura do bico atomizador de 8 cm e pressão de atomização de 10 psi. As figuras 3A, 3B e 3C mostram as imagens de MEV para a membrana de alginato/PEO reticulada obtida nessas condições, antes e após a reticulação e após 24 horas de dissolução em água a 37°C.
[50] Mos testes realizados, avalíou-se o percentual de perda de massa, a razão de iritumescimento e a estrutura da membrana em cada condição. Para isso, realizou—se teste de dissolução em solução tampão fosfato 0, 1M (pH 7,4) e solução de saliva artificial, os quais representam meios de simulação de fluido corporal. As amostras foram deixadas por 4 e 10 h em incubação e os .resultados foram tratados estatisticamente .
[51] Para a membrana alginato/PEO obtida conforme melhores condições, a perda de massa foi de apenas 4%, no entanto, a razão de intumescimento apreserrtou-ss 10% menor, muito significativa para a aplicação final do material. Era todas as condições testadas, a % de perda de massa foi total no período de 1 hora, logo, as membranas não foram consideradas aptas para um dispositivo de liberação de princípios ativos onde é necessário um tempo de contato. suficiente para que o princípio ativo tenha tempo de atravessar a mucosa e ser liberado na corrente sanguínea.
[52] Sendo assim, uma reticulação complementar faz-se necessária para garantir que as membranas apresentem a estrutura desejada. Com essa finalidade, a reticulação complementar foi realizada por meio da eomplexação de poiieletróiitos em temperatura ambiente.
[53] O aiginato é ura poliânion e pode se complexar com um poiicátíon, como a quitosana. O complexo polieietrólito formado apresenta melhora no percentual de perda de massa, como desejado. Dessa forma, foi realizada a atomização de uma solução de quitosana, com. concentrações- variadas (1,5%; 2,5%; 3,5%, 4,5%), nas membranas de algínato/PEO, com. e sem reticulação iõníca. com CaCl2.
[54] As figuras 3A e 33 mostrara as membranas obtidas em cada. tipo de reticulação. As que foram submetidas apenas a atomização com quitosana apre:sentarara~se transparentes, em relação as que foram atomizadas com CaCl2 e Quitosana, mostrando, claramente, que a reticulação inicial com CaCl2 ajuda a manter a estrutura da membrana.
[55] Os resultados obtidos para. % de perda de massa e % intumescimento podem ser verificados nas tabelas 2 e 3 abaíxo . Tabela 2 - Resultados obtidos nos testes de perda de massa e íntumescimento das amostras de alqinato/PEG reticuladas , após 4 h de incubação em solução tampão fosfato e em
solução de saliva artificial .
Figure imgf000015_0001
SA= alçinato/quitosana e SACA = alginato/CaCl2/quitosana
[ 5-6] Pode-se notar que os melhores resultados foram, obtidos com as amostras do grupo B duplamente reticuladas por atomização com CaCl2 e com quit.osa.na. Nas imagens das Figuras 4 A e 4B, para 4 e 10 horas de incubação, respectivamente, pode- se observar as amostras em cada teste após secagem e verificar que: as membranas com a dupla reticulação (identificadas com CA inicial nas imagens) apresentaram-se integras e planas em relação as demais, e visualmente pode-se verificar a menor perda de massa. As amostras apenas reticuladas com atomização de quitosana se enrola rara e perderam a estrutura. Tabela 3 - Resultados dos testes de perda de massa das amostras alginato/PEG reticuladas , após 10 h de incubação em solução tampão fosfato e saliva artificiai .
Figure imgf000016_0001
[57] Assim, o teste de reticulação realizado mostrou que as membranas de alginato/ΡΕΌ com reticulação dupla, por atomização de CaCl2 e de quitosana, apresentaram melhores resultados .
[58] Quando a reticulação dupla é realizada, pode-se obter uma perda de massa de apenas 41% em 24 horas, dentro dos resultados esperados. Este resultado contribui para que as membranas aqui propostas atuem de forma adequada, mantendo-se integras até a liberação do principio ativo no sitio ativo.
[59] Os resultados obtidos no teste de tempo de mucoadesão corroboram com os resultados obtidos nos testes de perda de massa. O teste de tempo de mucoadesão simula a força de cisalhamento aplicada à membrana aderida na mucosa oral suína, simulando os movimentos da saliva na cavidade oral e verificou-se que as membranas de alginato/PEO apresentaram o maior tempo de mucoadesão, mantendo-se fixas à mucosa durante as 24 horas de acompanhamento do teste.
[60] Sendo assim, as membranas da presente invenção são inovadoras e propõe a administração local de princípios ativos, em um sistema de liberação controlada posicionado diretamente no sitio de açâo, garantindo uma adequada concentração no local da açào por um período de tempo adequado .
[61] Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outras variantes, abrangidas no escopo das reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES
1. Processo de obtenção de membranas de nanofibras de alginato/PEO mucoadesivas caractérizado por compreender as seguintes etapas:
a. Preparação de uma solução de alginato/PEO com concentração de 3% a 4% de polímero total, era água com adição de 5% a. 7% de etanol;
b. Adição de princípio ativo na solução obtida em (a) ; c. Manter a solução obtida em (b): sob agitação para hornogeneização;
d. Eletrofíaçâo da solução obtida na etapa (c) ;
e. Obtenção de membranas de nanofibras de alginato/PEO mucoadesivas ;
f . Submissão das membranas obtidas em (e) á reticulação iônica por atomização com solução de cátion divalente na concentração de 10 a 20%, em etanol;
g. Submissão de membranas obtidas em (f) à reticulação por complexação por meio da atomização de solução de quitosana na concentração de 1,51 a 4,5%; e
h. Obtenção das membranas de nanofibras de alginato/PEO mucoadesivas com dupla reticulação.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado peio fato da proporção de alginato:FEO poder ser 50:50, 60:40, 70:30, 80:20 ou 90:10.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado peio fato da solução poliraérica compreender preferencialmente 60% de aiginâto.
4. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato da solução polimérica compreender preferencialmente 40% de ΡΈO.
5. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pela fato da solução de quitosana estar preferencialmente na concentração de 3,5·%.
6. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato do etanol na etapa (a) estar preferencialmente na concentração de 51.
7. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato da solução de cátion divalente estar preferencialmente ser CaCl2 e na concentração de 10%.
8. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato do principio ativo ser preferencialmente metronidazol, na concentração de 10 a 20%.
9. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato da agitação da etapa (c) ser mantida por pelo menos 2 horas.
10. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato da eletrofiação ocorrer em temperaturas de 25 a 31 °C, umidade relativa (UR) variável abaixo de 601, tensão na faixa de 2 a 32 kV, preferencialmente de 10 a 25 kV, e a distância da agulha ao coletor entre 10 e 20 cm, preferencialmente 15 cm.
11. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato da vazão da eletrofiação estar entre 0,5 e 1 mL/h, preferencialmente 1 mL/h, e a velocidade de rotação estar entre 1500 a 4000 rpm, preferencialmente 2500 rpm .
12. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato da pressão de atomização na reticulação estar entre 10 e 15 psi, preferencialmente em 10 psi, pela altura do bico atomizador estar entre 4 e 8 cm, preferencialmente 8 cm e pela velocidade da bomba estar fixada eia 3 rpm.
13. Membranas de nanofibras de alginato/PEO mucoadesivas caracterizadas pelo fato de ser obtida pelo processo descrito nas reivindicações de 1 a 15
14. Membranas de acordo com a reivindicação 13 caracterizadas por serem duplamente: reticuladas e compreenderem preferencialmente a incorporação do metronidazol como princípio ativo.
15. Membranas de acordo com a reivindicação 14 caracterizadas pelo fato do metronidazol estar na concentração de 10 a 20% com base na massa total de polímeros .
16. Uso das membranas nanofibras de alginato/PEO mucoadesivas, conforme definidas nas reivindicações 1 a 15, caracterizado por ser na liberação de princípios ativos para a liberação in si tu ou via tzansmucosa.
17. Membranas de nanofibras de alginato/PEO mucoadesivas caracterisadas por ser duplamente reticulada e compreender a incorporação de um. principio ativo.
18. Membranas de acordo com a reivindicação 17 caracterizadas pelo fato da dupla reticulação ser com câtion diva lente. e: quitosana .
19. Membranas de acordo com a reivindicação 17 e 18 caracterizadas pelo fato do cátíon divalente ser preferencialmente CaCl? .
20. Membranas de acordo com a reivindicação 19, caracterizadas pelo fato do princípio ativo ser pre ferencla1mente o metronidazoí .
21. Membranas de acordo com a reivindicação 20 caracterizadas pelo fato do metronidazol estar na concentração de 10 a 20% com base na massa total de polímeros .
22. Uso das membranas de nanofibras de alginato/PEO mucoadesivas, conforme definidas nas reivindicações 17 a 21, caracterizado por ser na liberação de princípios ativos para a liberação in situ ou via transmucosa .
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