ÁREA: Química Orgânica
TÍTULO: OBTENÇÃO DE HIDROGÉIS DE QUITOSANA A PARTIR DE ÁCIDOS ORGÂNICOS
AUTORES: AMORIM, A. F. V. (UECE) ; SOUZA, J. M. O. (UECE) ; LÚCIO, R. S. (UECE)
RESUMO: Os hidrogéis correspondem a uma classe de materiais poliméricos altamente hidratados que estão sendo empregados como biomateriais. O biopolímero quitosana apresenta excelente biocompatibilidade e pode ser utilizada na área de liberação controlada de fármacos e ativos cosméticos. O polímero carbopol é muito utilizado em formulações farmacêuticas devido à viscosidade, transparência e estabilidade dos seus géis. Neste trabalho foram preparados hidrogéis provenientes da mistura de carbopol e quitosana solubilizada nos ácidos: acético, lático, glicólico e ascórbico. Os géis liofilizados apresentaram um aspecto esponjoso e quando rehidratados retomam a forma gel. A liofilização garante maior conservação, melhor armazenamento e transporte do produto, bem como, reduz alterações físicas dos géis.
PALAVRAS CHAVES: hidrogéis - quitosana - carbopol
INTRODUÇÃO: A quitosana é um heteropolissacarídeo composto por unidades de 2-acetamido-2-deoxi-D-glicopiranose e de 2-amino-2-deoxi-D-glicopiranose. A maior parte da quitosana utilizada é obtida a partir da quitina, por meio de sua desacetilação alcalina (BÉGIN & CALSTEREN, 1999).
A desacetilação alcalina da quitina raramente é completa, posto que a quitosana é obtida quando a extensão da reação atinge cerca de 70% (ou mais) (AMORIM, 2002).
A tendência da quitosana, para aplicações industriais, refere-se a produtos com alto valor tecnológico agregado, como cosméticos, agentes de liberação de fármacos no organismo, membranas semipermeáveis e produtos farmacêuticos (CRAVEIRO, Afrânio; CRAVEIRO, Alexandre & QUEIROZ, 1999).
Carbopol é um polímero do ácido acrílico de alto peso molecular (CORRÊA et at., 2005; BONACUCINA et al., 2004). É um dos espessantes mais comum para fase aquosa. Tem sido muito usado nas formulações farmacêuticas líquidas ou semi-sólidas, como géis, suspensões, emulsões, como espessante para modificar o fluxo (BONACUCINA et al., 2004).
Os hidrogéis são redes tridimensionais de polímeros que podem intumescer em meio aquoso ou fluido biológico e reter uma grande parte de água na sua estrutura sem se dissolver. Por causa da presença de certos grupos funcionais ao longo das cadeias do polímero, os hidrogéis são frequentemente sensíveis às condições do ambiente como temperatura, pH e composição do solvente (PEPAS, 1991).
Na área farmacêutica, os hidrogéis têm sido utilizados para liberação de fármacos. No campo biomédico, um dos primeiros usos foi para a preparação de lentes de contato e lentes intra-oculares (PEPPAS & LANGER, 1994).
MATERIAL E MÉTODOS: Preparação da solução de quitosana com ácidos orgânicos: acético, lático, glicólico e ascórbico a 2% (m / v)
Quitosana (2 g) foi dissolvida em 100 mL de soluções recém preparadas de ácidos orgânicos: acético, lático, glicólico e ascórbico (2% v/v). As soluções resultantes foram colocadas em agitação por um período de 24 horas para assegurar uma total homogeneização das soluções. Para simplificar o processo todo procedimento foi realizado sob temperatura ambiente.
Preparação dos hidrogéis de quitosana - carbopol
Preparação do carbopol aproximadamente a 1% (m / v).
Inicialmente pesou-se 2 g de carbopol e triturou-se até ficar bem fino, colocou-se esse material em um béquer de 500 mL, em seguida, adicionou-se água destilada até atingir 200 mL. Essa solução permaneceu em repouso por 24 horas a temperatura ambiente para que ocorra o intumescimento do polímero.
Preparação dos géis de carbopol e quitosana solubilizada em ácidos orgânicos: acético, lático, glicólico e ascórbico.
As soluções de quitosana com ácidos orgânicos: acético, lático, glicólico e ascórbico, foram incorporadas à soluções de carbopol 1% preparadas anteriormente. Adicionou-se a estas misturas a trietanolamina em uma quantidade pequena e suficiente para ocorrer à formação dos géis.
Liofilização dos hidrogéis
Os hidrogéis de quitosana e carbopol foram colocados em placa de petri e em seguida congelados. Após o congelamento, os géis foram liofilizados.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Características morfológicas dos hidrogéis
A quitosana por ser um polímero policatiônico e o carbopol um polímero polianiônico quando misturados formam complexos polieletrolíticos (PEC) devido às interações eletrostáticas entre eles. Neste complexo eletrolítico incluem reação iônica entre íons NH3+ da quitosana e íons carboxílicos (COO-) do carbopol, pontes de hidrogênio entre o grupo OH da QTS e o H do grupo carboxílico do carbopol e vice-versa (LIMA, 2007). Essas interações são fortes, devido às pontes de hidrogênio entre os polímeros, produzindo, assim, hidrogéis com aspecto homogêneo e de consistência bem viscosa, como mostra na Figura 1.
Os hidrogéis de quitosana e carbopol preparados com os ácidos; acético, glicólico, lático e ascórbico apresentaram aspectos visuais (textura, cloração e consistência) parecidos. A única exceção quanto à coloração foi o gel preparado com o ácido ascórbico que apresentou uma cor amarelada, devido à oxidação do mesmo com a luz.
Os géis foram liofilizados para facilitar o seu transporte e armazenamento, como, também, reduzir alterações físicas, principalmente por que os géis são bastante sensíveis ao calor.
A liofilização é um processo de desidratação por sublimação, ou seja, a água do material é removida quando este é congelado e em seguida aquecido em altas temperaturas. Como a água é removida sem passar pelo estado líquido, o material mantém suas características, e, assim, quando reidratado retoma seu aspecto original.
Hidrogéis liofilizados
A quitosana utilizada para a preparação dos hidrogéis foi solubilizada nos seguintes ácido orgânicos: acético, lático, glicólico e ascórbico. Os hidrogéis de carbopol e quitosana após a liofilização apresentaram um aspecto esponjoso como mostra as Figura 2.
CONCLUSÕES: A proposta de formulação de hidrogéis com polímero natural e sintético foi satisfatória para quitosana e o carbopol, confirmando a possibilidade de obtenção de hidrogéis com aspecto gelatinoso e uniforme que possam ser usados em formulações fitoterápicas e cosmecêuticas.
O processo de liofilização foi realizado para aumentar a durabilidade dos hidrogéis, pois com o passar do tempo estes perderam um pouco o aspecto gelatinoso, por serem bastante sensíveis as condições ambientais. Os géis liofilizados apresentaram aspecto esponjoso, que quando rehidratados retomam a forma semi-sólida (gel).
AGRADECIMENTOS: PADETEC - Parque de Desenvolvimento Tecnológico do Ceará, LABORNAT - Laboratório Natural LTDA, UECE - Universidade Estadual do Ceará.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: AMORIM, A. F. V. Preparação, caracterização e aplicação de derivados de quitosana. 2002. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza.
BÉGIN, A.; CALSTEREN, M. Antimicrobial films produced from chitosan. Biological Macromolecules, v. 26, p. 63-67, 1999.
BONACUCINA, G.; MARTELLI, S.; PALMIERI, G. F. Rheological, mucoadhesive and release properties of carbopols gels in hydrophilic cosolvents. Int. J. of Pharm., v. 282, p. 115-130,2004.
CRAVEIRO, Afrânio A.; CRAVEIRO, Alexandre C.; QUEIROZ, D. C. Quitosana – A fibra do futuro. Fortaleza: Padetec – UFC. 1999.
CORRÊA, N. M.; CAMARGO JUNIOR, F. B.; IGNÁCIO, R. F.; LEONARDI, G, R. Avaliação do comportamento reológico de diferentes géis hidrofílicos. Rev. Bras. Cienc. Farm., São Paulo, v.41, n. 1, 2005.
LIMA, Maria do Socorro Pereira de. Preparo e caracterização de membranas de quitosana modificadas com poli (ácido acrílico). 2007. 89 f. Dissertação (mestrado). Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2007.
PEPPAS, N.A. Physiologically responsive hydrogels. Journal of bioactive and Compatible Polymer, v.6, p. 241-243, 1991.
PEPPAS, N.A; LANGER, R. New Challenges in biomaterials. Science, v. 263, p. 1715-1720, 1994.
