Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Materiais
TÍTULO: ESTUDO COMPUTACIONAL DA INTERAÇÃO DO MATERIAL NANOESTRUTURADO IBUPROFENO x EUDRAGIT L-100
AUTORES: Lobato, C.C. (UNIFAP) ; Hurtado, M.G. (CIIQ (CIUDAD HABANA, CUBA)) ; Santos, C.B.R. (UNIFAP)
RESUMO: O ibuprofeno (IBU) é um inibidor da enzima ciclooxigenase prescrita na forma de comprimidos para o tratamento de artrite reumatoide. Devido à sua versatilidade, os polímeros, como o Eudragit (EL100), são os materiais mais utilizados na microencapsulação de medicamentos para regular e dosar sua liberação em aplicações específicas, oferta amplas possibilidades para controlar a liberação do material encapsulado para o intestino. O objetivo é mostrar os tipos de interações entre o IBUxEL100 usando o B3LYP/6-31G(d,p). Os resultados foram comparados com os obtidos experimentalmente. O conhecimento de tais interações nos permitiu compreender os perfis de liberação desses nanodispositivos, indicando a possibilidade de fortes interações fármaco-matriz por meio de um complexo carboxílico-carboxílico
PALAVRAS CHAVES: Ibuprofeno; Eudragit L-100; B3LYP/631G(d,p)
INTRODUÇÃO: O ibuprofeno [ácido 2-(4-isobutilfenil) propinóico] é um inibidor da enzima ciclooxigenase amplamente prescrita na forma de comprimidos para o tratamento de artrite reumatoide (BUNYAN et al., 1991). O desenho e aplicação dos sistemas de dosagem e liberação controlada de medicamentos e sistemas que visam à bioatividade de determinadas drogas são, no momento, um dos aspectos de maior relevância para o desenvolvimento de novos procedimentos de medicação.
Devido à sua grande versatilidade, os polímeros são os materiais mais utilizados na microencapsulação de medicamentos para regular e dosar sua liberação em aplicações específicas (BENITA, 1996). Os polímeros biocompatíveis, biodegradáveis como alginatos, quitosane, copolímeros láctico, ou poli (hidroxi alcanoate) têm sido extensivamente usados para essa finalidade (DEASEY, 1996). Outros materiais, tais como copolímeros aleatórios de acrílico com uma solubilidade dependente do pH, os assim chamados polímeros entéricos, têm sido usados para evitar qualquer contato do fármaco com as enzimas e o pH baixo do trato gastrointestinal. Copolímeros com solubilidade dependente do pH, tal como o comercialmente bem conhecido Eudragit, oferta amplas possibilidades para controlar a liberação do material encapsulado para o intestino (VACHON et al., 1995; MOOUSTAFINE et al., 2005; DUPEYRÓN et al., 2005).
O objetivo deste trabalho é mostrar os tipos de interações entre o Ibuprofeno (IBU), e o Eudragit L-100 (EL100), Figura 1, a partir de espectroscopia Raman, Infravermelho e métodos de química quântica na Teoria do Funcional de Densidade (DFT) com o conjunto de base B3LYP/631G(d,p)
MATERIAL E MÉTODOS: Os Espectros de infravermelho foram coletados com um Vector FT-IR-BRUKER 33. Na Espectroscopia Raman as amostras foram caracterizadas em um sistema comercial Micro Raman (modelo Labram) equipado com um emissor 100 mW Ar laser em 632,8 nm, juntamente com um microscópio Olympus BX40 com objetiva de 50 ×. As espectroscopias Raman e infravermelho foram realizadas no laboratório do Engineering and Chemical Research Center em Havana, Cuba.
O ponto de partida na etapa de modelagem molecular foi a construção das estruturas do IBU e EL100 com o auxílio do software GaussView 5.0 (DENNINGTON et al., 2009), em seguida, os cálculos teóricos foram realizados com o pacote de programas Gaussian 03 (FRISCH et al., 2003) na teoria do funcional de densidade (DFT). As otimizações da geometria foram realizadas sem qualquer restrição simétrica, utilizando o funcional híbrido B3LYP no conjunto de base 6-31G(d, p). Foram feitos cálculos de frequência para todos os sistemas estudados. Os parâmetros moleculares calculados com este método foram comparados com os valores experimentais e da literatura.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os espectros de infravermelho do polímero puro e do material nanoestruturado (IBUxEL100) são semelhantes, mas o sinal da carbonila do polímero é mais amplo. Este fato está relacionado com a presença dos grupos carboxílico e éster no copolímero, tornando estes sinais muito complexos. Esses fatos nos levaram a realizar cálculos teóricos, a fim de obter uma visão mais profunda das características de interações medicamentosas de matriz para este sistema.
O ibuprofeno tem um grupo de ácido carboxílico, que pode interagir com os grupos funcionais do polímero. Para este efeito, Os espectros de infravermelho do material nanoestruturado e os cálculos teóricos indicaram a possibilidade de fortes interações fármaco-matriz estão a funcionar por meio de um complexo carboxílico-carboxílico. Duas diferentes interações foram consideradas: a primeira (complexo I) entre o grupo ácido carboxílico do IBU e o grupo ácido carboxílico do EL100 (Figura 2 (a)) e a segunda (complexo II) envolvendo o grupo carboxílico do IBU e o fragmento do ácido carboxílico (interação no átomo de hidrogênio) e do grupo éster (interação no átomo de oxigênio) do polímero (Figura 2 (b)). De acordo com as distâncias O•••H, as interações no complexo I são mais fortes do que no complexo II.
O conhecimento de tais interações deve permitir-nos compreender os perfis de liberação desses nanodispositivos. Copolímeros com solubilidade dependente do pH, tal como o Eudragit, oferta amplas possibilidades para controlar a liberação do material encapsulado para o intestino. Este comportamento é devido a um monômero hidrofóbico e hidrofílico formar parte do copolímero. A pH baixo, o material é capaz de fechar a sua estrutura e para encapsular drogas. Portanto, a liberação do fármaco deve ocorrer no intestino e não no estômago.
Figura 1.
Fórmula Estrutural do Ibuprofeno (a) e (b) e Eudragit L-100 (c) e (d)
Figura 2.
Interações entre o Ibuprofeno e o Eudragit L-100. Complexo I (a) e Complexo II (b)
CONCLUSÕES: Os resultados dos espectros de infravermelho e dos cálculos teóricos do material nanoestruturado Ibuprofeno x Eudragit L-100 indicaram duas possibilidades de interações, e de acordo com as distâncias das atrações O•••H, as interações fármaco-matriz mais fortes ocorrem por meio do complexo carboxílico-carboxílico. O conhecimento de tais interações nos permitiu compreender os perfis de liberação desses nanodispositivos. A pH baixo, o material é capaz de fechar a sua estrutura e para encapsular drogas. Portanto, a liberação não acontece no estômago, mas sim no intestino.
AGRADECIMENTOS: Ao Engineering and Chemical Research Center, Havana, Cuba.
Ao Laboratório de Modelagem e Química Computacional (LMQC) da Universidade Federal do Amapá.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BENITA, S. Microencapsulation: Methods and industrial applications. Marcel Dekker Inc.: New York, 1996.
BUNYAN, J. M.; SHANKLAND, N.; SHEEN D. B. Am. Inst. Chem. Eng. Symp. Ser., 1991, 87, 44.
DEASEY, P. Microencapsulation and Related Drug Process; Marcel Dekker Inc.: New York, 1996.
DENNINGTON, R.; KEITH, T.; MILLAM, J. GaussView, Version 5, Semichem Inc., Shawnee Mission KS, 2009.
DUPEYRÓN, D.; GONZÁLEZ, M.; SAEZ, V.; RAMÓN, J.; RIEUMONT, J. IEEE Proc. Nanobiotechnol. 2005, 152, 165.
FRISCH, M. J. G.; TRUCKS, W.; SCHLEGEL, H. B.; SCUSERIA, G. E.; ROBB, M. A.; CHEESEMAN, J. R.; MONTGOMERY, J. A.; VREVEN, JR. T.; KUDIN, K. N.; BURANT, J. C.; MILLAM, J. M.; IYENGAR, S. S.; TOMASI, J.; BARONE, V.; MENNUCCI, B.; COSSI, M.; SCALMANI, G.; REGA, N.; PETERSSON, G. A.; NAKATSUJI, H.; HADA, M.; EHARA, M.; TOYOTA, K.; FUKUDA, R.; HASEGAWA, J.; ISHIDA, M.; NAKAJIMA, T.; HONDA, Y.; KITAO, O.; NAKAI, H.; KLENE, M.; LI, X.; KNOX, J. E.; HRATCHIAN, H. P.; CROSS, J. B.; ADAMO, C.; JARAMILLO, J.; GOMPERTS, R.; STRATMANN, R. E.; YAZYEV, O.; AUSTIN, A. J.; CAMMI, R.; POMELLI, C.; OCHTERSKI, J. W.; AYALA, P. Y.; MOROKUMA, K.; VOTH, G. A.; SALVADOR, P.; DANNENBERG, J. J.; ZAKRZEWSKI, V. G.; DAPPRICH, S.; DANIELS, A. D.; STRAIN, M. C.; FARKAS, O.; MALICK, D. K.; RABUCK, A. D.; RAGHAVACHARI, K.; FORESMAN, J. B.; ORTIZ, J. V.; CUI, Q.; BABOUL, A. G.; CLIFFORD, S.; CIOSLOWSKI, J.; STEFANOV, B. B.; LIU, G.; LIASHENKO, A.; PISKORZ, P.; KOMAROMI, I.; MARTIN, R. L.; FOX, D. J.; KEITH, T.; AL-LAHAM, M. A.; PENG, C. Y.; NANAYAKKARA, A.; CHALLACOMBE, M.; GILL, P. M. W.; JOHNSON, B.; CHEN, W.; M. WONG, W.; GONZALEZ, C.; POPLE, J. A. Gaussian 03, Revision A.1; Gaussian, Inc.: Pittsburgh PA, 2003.
MOOUSTAFINE, R. I. T.; KABANOVA, V.; KEMENOVA, V. A.; MOOTER, G.V. J. Controlled Release 2005, 103, 191.
VACHON, M. G.; NAIRN, J. G. J. Microencapsulation 1995, 12, 287.