Interações entre Ibuprofeno e Cetoprofeno com celulose bacteriana modificada

ÁREA

Físico-Química

Autores

Nascimento, A.M. (UFPI) ; Barud, H.S. (UNIARA) ; Silva-filho, E.C. (UFPI)

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi a modificação da superfície da celulose bacteriana com 3-aminopropil-trimetoxisilano (APTS), para uso como material adsorvente para os fármacos ibuprofeno e cetoprofeno em meio aquoso.A modificação química foi feita pelo método ex situ com APTS. FTIR: 3340 cm-1 O-H da celulose tipo I, 2900 cm-1 e 2910 cm-1,C-H de grupos CH2 e CH3, 1560 cm-1 e 780 cm-1: flexão de grupos amino primários. DRX: 14,4°;16,8°;22,6° e 34,9° (2θ) relacionados aos planos (101),(101`),(002) e (040), da celulose nativa do tipo I.O efeito do tempo de contato na adsorção dos fármacos ibuprofeno e cetoprofeno para a amostra celulose bacteriana pura resultou em qmax = 10 mg g-1, com o tempo máximo de 120 min no equilíbrio.Com a celulose bacteriana modificada, qmax registrou quase 100 mg g-1.

Palavras Chaves

celulose bacteriana; adsorção; interação

Introdução

A celulose bacteriana é o ponto de partida ideal para o desenvolvimento de materiais com grandes utilidades. Além disso, sua rede tridimensional bem organizada de fibras contribui para o desenvolvimento de substitutos temporários da pele, curativos e vasos sanguíneos artificiais antimicrobianos. A modificação química de celulose para uso como adsorvente foi investigado, já que é destinada a alterar propriedades, como caráter hidrofóbico ou hidrofílico, elasticidade, resistência térmica e microbiológica. Baseia-se na polimerização de precursores moleculares, como tetraalcóxidos de silício Si(OR)n ou organotrialcoxissilanos RnSi(OR)4-n. As reações de hidrólise e condensação da unidade de alcóxido resultam na formação de uma estrutura tridimensional de rede baseada em siloxano. As características oferecidas pelo processo sol-gel permitem a introdução de moléculas orgânicas dentro de uma rede inorgânica. Partindo do pressuposto da modificação química da celulose vegetal, está sendo proposto neste trabalho a modificação da celulose bacteriana com silanos que possam ser aplicados na liberação controlada de fármacos anti-inflamatórios, para associar as propriedades destas substâncias à celulose. Os fármacos Cetoprofeno e Ibuprofeno são anti-inflamatórios eficazes para alívio da dor e diminuição da inflamação, no entanto, estes medicamentos são utilizados por cápsulas orais ou comprimidos em doses de até 300 mg/dia e apresentam meia-vida de eliminação curta. Assim, o objetivo deste trabalho foi a modificação da superfície da CB com APTS, para uso como material adsorvente para os medicamentos ibuprofeno e cetoprofeno em meio aquoso. As propriedades estruturais e físico-químicas da celulose modificada foram estudadas e sua eficiência na adsorção dos medicamentos foi determinada.

Material e métodos

As mantas de celulose bacteriana pura foram fornecidas pelo Laboratório do grupo BioPolMat localizado na Universidade de Araraquara (UNIARA). Elas são compostas de 1% de celulose e 99% de água. Os reagentes utilizados foram 3- aminopropil-trimetoxisilano - APTS (Aldrich); HCl 1 mol L-1 (Dinâmica); NaOH, em pó 1 mol L-1 (Dinâmica) e água purificada pelo sistema Milli-q. Os fármacos usados foram Ibuprofeno (λmax = 221 nm) e Cetoprofeno (λmax = 260 nm), ambos com pureza de 98% (Sigma Aldrich). Todos os reagentes eram de grau analítico e não foi necessária purificação prévia. A funcionalização da celulose foi realizada pelo método ex situ, segundo Stumpf et al., (2018), na qual a modificação química é feita após a produção de CB e cada manta desta foi modificada usando o agente de acoplamento, APTS (10.0 mL), em três diferentes proporções 30, 50 e 70%. A mistura permaneceu durante 6 h sob agitação constante. Posteriormente, o material modificado foi seco superficialmente com papel toalha para retirar água e APTS residual. Logo após as amostras modificadas foram secas em estufa (50 °C por 6 h). As amostras secas, então, resultaram em filmes finos que foram armazenados em dessecador.

Resultado e discussão

No FTIR, as bandas observadas em 3340 cm-1 são atribuídas ao estiramento de O-H da celulose tipo I. Em 2900 cm-1 e 2910 cm-1, alongamento C-H de grupos CH2 e CH3. Outras bandas na faixa de 1200–900 cm− 1 estão relacionadas aos estiramentos C-O e C-O-C de ligações glicosídicas e anéis piranóides. Em 1560 cm-1 e 780 cm-1 há bandas atribuídas à flexão de grupos amino primários (NH2) e alongando a vibração de Si-O-Si, proveniente da APTS. No DRX, os picos em 14,4°; 16,8°; 22,6° e 34,9° (2θ) relacionados aos planos (101), (101`), (002) e (040), respectivamente, que são atribuídos ao espaçamento interplanar da celulose nativa do tipo I, sendo comprovado pelo fato de a geometria da celulose bacteriana é determinada por ligações de hidrogênio intra e intermoleculares e interações Van der Waals, formando cadeias paralelas justamente de celulose do tipo I. A quantidade de fármaco adsorvido, qe, aumentou sendo mais pronunciado durante os minutos iniciais, indicando rápida adsorção devido à alta disponibilidade de sítios de adsorção na superfície do adsorvente. O efeito do tempo de contato na adsorção dos fármacos ibuprofeno e cetoprofeno (C = 200 ppm) para a amostra celulose bacteriana pura resultou em qmax = 10 mg g-1, com o tempo máximo de 120 min no equilíbrio, o que é considerado um valor de adsorção baixo. Com a celulose bacteriana modificada, qmax registrou quase 100 mg g-1 para o Cetoprofeno.

Com a celulose bacteriana modificada, qmax registrou quase 100 mg g-1 para o Cetoprofeno.

Conclusões

Assim, a celulose bacteriana modificada pode ser usada como adsorvente destes fármacos, em meio aquoso.

Agradecimentos

CACTVS, LIMAV, UNIARA.

Referências

G. Pacheco, C.R. Nogueira, A.B. Meneguin, E. Trovatti, M.C.C. Silva, R.T.
A. Machado, S.J.L. Ribeiro, E.C. da Silva Filho, H. da S. Barud, Development and characterization of bacterial cellulose produced by cashew tree residues as alternative carbon source, Ind. Crop. Prod. 107 (2017) 13–19, https://doi.org/ 10.1016/j.indcrop.2017.05.026.
R.D.S. Bezerra, A.I.S. Morais, J.A. Osajima, L.C.C. Nunes, E.C.Silva Filho,
Development of new phosphated cellulose for application as an efficient
biomaterial for the incorporation/release of amitriptyline, Int. J. Biol. Macromol.86 (2016) 362–375, https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2016.01.063.
L. Segal, J.J. Creely, A.E. Martin, C.M. Conrad, An empirical method for estimating the degree of crystallinity of native cellulose using the X-ray diffractometer, Text. Res. J. 29 (1959) 786–794, ttps://doi.org/10.1177/004051755902901003.
A.B. Meneguin, B.S.Ferreira Cury, A.M. dos Santos, D.F. Franco, H.S. Barud, E.C. da Silva Filho, Resistant Starch/Pectin Free-standing Films Reinforced With Nanocellulose Intended for Colonic Methotrexate Release, Elsevier Ltd., 2017, https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.10.062.