INTERCALAÇÃO DO FÁRMACO ANTI-FLAMATÓRIO ÁCIDO ACETILSALICÍLICO (AAS) EM HIDRÓXIDO DUPLO LAMELAR (HDL).

ISBN 978-85-85905-19-4

Área

Química Inorgânica

Autores

Brito, Y. (UFPA) ; Meneses, C. (UFPA) ; Nahum, C. (UFPA)

Resumo

O anti-inflamatório não-esteroide ácido acetilsalicílico(AAS) muito eficaz,mas causador de efeitos colaterais, nesta proposta, através do método de co-precipitação foi intercalado em HDL, ([Al3+]/([Al3+]+[Mg2+])=2, a fim de minimizar tais efeitos. As amostras, foram caracterizadas por difração de raios X(DRX), infravermelho(IR) e microscopia eletrônica de varredura(MEV). A expansão do espaçamento basal(d003) da amostra AAS-HDL, 14,99 Å, indicou a presença dos ânions AA– na região interlamelar do HDL. As bandas em torno de 1458-1609 cm-1 no IR confirmam o processo de intercalação. A MEV, mostrou alterações na morfologia do HDL após a substituição dos ânions por fármaco.Desta forma,o processo de intercalação foi sucedido e as amostra AAS-HDL pode ser proposta para testes in vitro e in vivo.

Palavras chaves

HDL; AAS; INTERCALAÇÃO

Introdução

Hidróxidos duplos lamelares (HDLs) também conhecidos como argila iônica ou material do tipo hidrotalcita têm sido utilizados em diversas áreas, tais como, agricultura, meio ambiente, física, química, biologia, bioquímica, medicina entre outras (CUNHA et al., 2010; WANG et al., 2004). Os HDLs apresentam biodisponibilidade, baixa toxicidade, alta biocompatibilidade, alta capacidade de inserção de espécies iônicas entre suas camadas e possibilidade de funcionalização de sua superfície (FARAJI; WIPF, 2009). Desta forma, os HDLs são intensamente utilizados como carreadores de fármacos, promovendo a liberação sustentada e possibilidade de controle do alvo celular através da morfologia e tamanho das partículas inorgânicas (BARAHUIE et al., 2014; CUNHA et al., 2010). O anti-inflamatório não-esteroide ácido acetilsalicílico (AAS), apresenta propriedades analgésicas, anti-inflamatórias e antipiréticas (antitérmicas), também é bastante utilizado no tratamento de dores de cabeça, cólicas menstruais e musculares. No entanto, altas concentrações deste potente anti- inflamatório está associado a um elevado risco de hemorragia digestiva (Couto, et al,2006). Neste contexto, novas formulações contendo este fármaco tornam-se uma interessante e promissora estratégia. Neste estudo, a fim de contornar ou minimizar os efeitos colaterais causados pelo AAS propõem-se o carreamento deste fármaco em HDL. Portanto, foram obtidas a matriz inorgânica pura (HDL) e a amostra híbrida (orgânico- inorgânico) ou intercalada (AAS-HDL), isto através do método de co- precipiatação e na razão molar de cátions ([Al3+]/([Al3+] + [Mg2+]) igual à 2. Além disso, as amostras foram caracterizadas através de difração de raios X (DRX), infravermelho (IR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV).

Material e métodos

O fármaco AAS (com 99% de pureza) foi obtido a partir da empresa Sigma- Aldrich Brazil Ltds. Os reagentes usados Mg(NO3)2.6H2O (Sigma-Aldrich, 98%), Al(NO3)3.9H2O (Sigma-Aldrich, 98%), NaOH (Sigma-Aldrich, 98%) e CH3CH2OH (Alfa Aesar, 94-96%) foram de grau analítico. A água utilizada em todas as etapas da síntese foi purificada com um ELGA Purelab Option labwater e descabonizada. A síntese do HDL e a intercalação do fármaco AAS foram conduzidos usando o método convencional de co-precipitação (MENG et al., 2015). No processo de síntese usou-se a razão molar de cátions igual à: ([Al3+]/([Al3+] + [Mg2+]) = 2. A fim de realizar uma comparação entre matriz inorgânica e as amostras intercaladas foram adotadas as mesmas condições experimentais em todos os sistemas. Então, em todos os experimentos foi usado uma mistura das soluções aquosas contendo os sais Mg(NO3)2.6H2O e Al(NO3)3.9H2O (15 ml), a qual foi lentamente adicionada a uma solução contendo o fármaco AAS (30 ml). Durante a mistura das soluções o pH foi mantido constante aproximadamente 10, controlado através da adição da solução de NaOH (2 mol/L). Em seguida, a suspensão resultante foi vigorosamente agitada (1500 rpm) sobre atmosfera de nitrogênio a 80° C por 24 horas. Depois o solido foi isolado por centrifugação (3500 rpm, por 5 min), filtrado e lavado com uma solução alcoólica 1:1 (v/v). E finalmente, os sólidos foram secados a 60° C durante 24 h. A difração de raios X (DRX) foram obtidos em um difratômetro advançado D8 (Bruker, Alemanha) com radiação CuKα, na faixa de valores em (2θ) de 2 a 80°, correspondendo ao um comprimento de onda de 1,5418 Å. Os padrões foram registrados com um passo de 0,014478° e tempo de exposição de 2,55 segundos por passo. Além disso, as amostras foram analisadas com o uso do programa Peakoc (MASSON, 2010) através da função de divisão pseudo-Voigt (THOMPSON, P.; COX, D. E.; HASTINGS, 1987) para ajustar os perfis experimentais. Análise de DRX também foi usada para a determinação do tamanho de partículas através da equação de Scherrer (VIVES; GAFFET; MEUNIER, 2004). Os espectros de infravermelho foram coletados em um espectrofotômetro modelo VERTEX 70v (BRUKER). As análises foram realizadas no modo de absorbância na faixa de 4000-400 cm-1. Todas as medições foram feitas em temperatura ambiente. A MEV foi usada para análise da morfologia das amostras sendo realizada em um microscópio eletrônico de varredura com Corrente do feixe de elétrons de 85- 90 µA (Tescan, VEGA3).

Resultado e discussão

Difração de Raios X (DRX): Os padrões de DRX obtidos para os dois materiais HDL e HDL-AAS sintetizados exibem características típicas de materiais do tipo hidrotalcita, mostrando reflexões simétricas (00l), figura 1 (TRIFIRO; VACCARI, 1996). E a indexação destas duas estruturas é baseada na simetria romboédrica (polítipo 3R1) (CAVANI F, TRIFIRÒ F, 1991; TRIFIRO; VACCARI, 1996). Para o HDL as reflexões basais (003) e (006) são facilmente identificadas como uma série de equidistantes picos simétricos em ângulos inferiores a 32° em 2θ. As reflexões assimétricas para os planos não basais (012), (015) e (018) também são observadas entre 35° e 50° em 2θ (Figura 1A). Assim, usando o plano (003) foi possível estimar o valor do espaçamento basal (d) para o HDL sintetizado correspondendo a 8.69 Å, o qual é característico de HDL intercalado com ânions de nitrato (TRIFIRO; VACCARI, 1996), apresentando uma camada lamelar com espessura de 4.80 Å, consequentemente, com altura da galeria interlamelar de 4.3 Å. Em adição, a partir da intensidade e largura do pico de difração à meia altura (FWHM) para os planos basais (003) e (006) obtidos do padrão de DRX do HDL (correspondentes a 0.62 e 0.89º, respectivamente), verificou-se uma estrutura cristalina bastante organizada e com tamanho de particular (t) de 141.81 Å, o qual foi estimado através da equação de Scherrer (VIVES; GAFFET; MEUNIER, 2004). Análises de Infravermelho (IR): As medidas espectroscópicas desempenham um papel importante no entendimento das estruturas dos HDLs, neste estudo teremos como principal foco a medida na região do infravermelho médio de 400 a 4000 cm-1, estando relacionado com as vibrações dos íons das camadas lamelares e ânions interlamelares (WANG et al., 1999). Os espectros de IR do AAS pura, HDL-MgAl e AAS intercalados MgAl-LDH são mostrados na Figura 2. Os espectros das amostras apresentados na figura 2 mostram bandas em torno de 447, 557, 675 E 771 cm-1, características de ligações dos grupos O-M-O e M-O (M = Mg, Al) localizados nas camadas dos HDLs (DEL ARCO et al., 2004; KANNAN et al., 1995; RIVES; ARCO; MARTÍN, 2014; ROMÁN et al., 2012). Para o HDL também é observado duas bandas uma a 1359 cm-1 e outra a 1400 cm-1, o que pode indicar a presença de CO3-2 tanto no espaço interlamelar quanto adsorvido nas camadas do HDL. Isto devido a uma possível contaminação durante o processo de síntese (Fig. 2A). A cerca de 3500 cm-1 observa-se uma larga banda, correspondente aos estiramentos da ligação O-H das moléculas de água existentes nos espaços interlamelares ou adsorvidas na superfície das camadas lamelares. Além disso, somente no espectro do HDL é observado uma banda em torno de 1629 cm-1 do modo (ᵹHOH) atribuído às moléculas de água entre as suas camadas, que também corresponde aos modos de vibrações dos grupos hidróxidos das camadas lamelares M-OH (M = Mg, Al), mostrado na figura 2A(ANDRADE et al., 2000; KANNAN et al., 1995; REY; FORNES; ROJO, 1992). As duas bandas a 1419 cm-1 e 1689 cm-1 no espectro do AAS (Fig. 2C) estão associados com assimétrica e simétrica estiramento de C=O do grupo carbóxilo, o qual é deslocar a números de onda menor (1386 cm-1 e 1575 cm-1) no espectro da amostra intercalada. (Fig. 2B), indicando a formação de fortes ligações de hidrogênio entre os grupos de COO- dos ânions do AAS intercalado e as hidroxilas das camadas dos HDLs (KANG ZOU, HUI ZHANG, 2007). No espectro da amostra intercalada (Fig. 2B), as bandas a 1261 cm-1, 1144 cm-1, e 1609 cm-1 derivam dos tipos de estiramentos de C-O, C-O-C, e C=O no grupo acetil, sendo semelhante ao encontrado no espectro do AAS (Fig. 2C correspondendo as bandas a 1306 cm-1, 1187 cm-1 e 1754 cm-1), mostrando que estes grupos da estrutura do AAS também estão envolvidos em ligações de hidrogênio nos espaços interlamelares. Além disso, a banda a 1458 cm-1 no espectro do AAS puro é devido ao estiramento C=C do anel aromático contido na estrutura deste fármaco, sendo também observado no espectro da amostra intercalada (Fig. 2B). Desta forma os dados obtidos através da análise de IR confirmam que através do processo de co-precipitação foi possível obter uma estrutura hibrida na qual os ânions de AAS- realmente foram intercalados na estrutura do MgAl-HDL. A intercalação de AAS em HDL é confirmada com o aumento do espaçamento basal, 14.99 Å, e o deslocamento dos planos basais (003 e 006) a menores ângulos quando comparado com o HDL (10.16° e 20.08°, 2θ), figura 2B, observando os valores 5.41° e 14.56° em 2θ, Além do surgimento de um terceiro pico assimétrico referente à difração do plano (009) correspondente as moléculas AAS na região interlamelar, também observado em outros trabalhos (MENG et al., 2015). Desta forma, pode-se destacar que através do processo de intercalação, os ânions de AAS provocaram bruscas alterações na estrutura do HDL principalmente na região interlamelar, resultando em uma diminuição significativa no grau de cristalinidade e no tamanho de partícula 44.98 Å do material híbrido. Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV): Para confirmar a intercalação, as amostras foram ainda analisadas através da MEV. As imagens do MEV mostram que a morfologia do HDL é uniforme com partículas que apresentam formato hexagonal com bordas arredondas, além de ser possível observar as estruturas lamelares da amostra formando camadas bem definidas em forma de plaquetas arredondadas empilhadas de maneira aleatórias (Figura 2d). Depois de feita a intercalação, a estrutura do HDL sofre estremas alterações, com menor uniformidade e maior grau de agregação das partículas possivelmente devido à inserção do ácido acetilsalicílico entre as camadas do HDL (Figura 2e). Tais resultados estão claramente, correlacionados com os resultados estruturais obtidos no DRX e IR.

Padrões de DRX: (a) HDL e (B) HDL-MgAl.


espectros de IR: (a) MgAl-HDL, (b) AAS-HDL e (c) ASS pura. Mev do HDL-MgAl (d) e da amostra intercalada AAS-HDL (e)

Conclusões

Tendo como referência os resultados aqui discutidos, podemos concluir que através do método de co-precipitação foi possível realizar a síntese de hidróxido duplo lamelar (HDL-Mg2Al) e a intercalação do fármaco AAS. Através do padrão de DRX da amostra intercalada é observado três difrações basais a baixo ângulo, correspondentes aos planos (003), (006) e (009), além de um aumento no espaçamento basal, 14,99 Å, indicando a substituição dos ânions nitratos pelos ânions do fármaco AAS. Além disso, por meio da análise espectroscópica de IR foi possível observar as bandas na faixa de 1458-1609 cm-1, referente ao grupo acetil do AAS confirmando sua presença entre as camadas lamelares. Já análise de MEV mostrou o quanto o processo de intercalação modificou a morfologia do HDL consequentemente sua estrutura, tal como mostrado pelos padrões de DRX.

Agradecimentos

À UFPA pela estrutura fornecida e a agência CNPQ pelo auxilio financeiro, ao Laboratório de Nanociência e Nanotecnologia da Amazônia e ao Laboratório de Planejamento

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