Preparação, caracterização e avaliação in vitro de microesferas de bupivacaína em excesso enantiomérico de 50% (S75-R25)

Preparación, caracterización y evaluación in vitro de microesferas de bupivacaina en exceso enantiomérico de 50% (S75-R25)

Resumos

BACKGROUND AND OBJECTIVES: Microspheres can be used as a controlled delivery system to prolong the duration of action of local anesthetics. The objective of this study was the preparation, characterization and analysis of the in vitro release of 50% enantiomeric excess bupivacaine (S75-R25)-loaded microspheres. METHODS: Microspheres were prepared using the copolymer of polylactide-co-glycolic acid by the spray-dryed method. RESULTS: Characterization of microspheres regarding their size and content were similar to the theoretical values. The in vitro release demonstrated a biphasic pattern. CONCLUSIONS: Manufacturing of 50% enantiomeric excess bupivacaine-loaded microspheres by the spray-dryed method with results similar to bupivacaine-loaded microspheres can be done.

ANESTHETICS, Local

ARTIGO CIENTÍFICO

Preparação, caracterização e avaliação in vitro de microesferas de bupivacaína em excesso enantiomérico de 50% (S75-R25)^*

Preparación, caracterización y evaluación in vitro de microesferas de bupivacaina en exceso enantiomérico de 50% (S75-R25)

Pedro Paulo Tanaka, TSA^I; Jean Pierre Estèbe^II; Richard Campos^III; François Chevanne^IV; Pascal Le Corre^IV; Sérgio Bernardo Tenório, TSA^I; Maria Fernanda Torres^V

^IProfessor Adjunto da Disciplina de Anestesiologia da Universidade Federal do Paraná, Visiting Associate Professor (Anesthesia Departament) Stanford University School of Medicine

^IIMédico do Service d'Anesthésie et Réanimation, Hôpital Hôtel Dieu, Rennes, França

^IIIMestrando do Departamento de Cirurgia da UFPr, Anestesiologista Hospital Nossa Senhora da Graças

^IVFaculté des Sciences Pharmaceutiques et Biologiques, Rennes, França

^VProfessora Adjunta de Anátomo-Fisiologia da Unicenp

^{Endereço para correspondência}

RESUMO

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: As microesferas podem ser utilizadas como um sistema de liberação controlada para prolongar a ação de anestésicos locais. Esse estudo teve como objetivo a preparação, caracterização e análise da liberação in vitro de microesferas de bupivacaína em excesso enantiomérico de 50% (S75-R25).

MÉTODO: As micropartículas foram preparadas utilizando o co-polímero de ácido poliláctico-co-glicólico contendo bupivacaína em excesso enantiomérico de 50% pelo método spray-dryed.

RESULTADOS: A caracterização das microesferas em relação ao seu tamanho e conteúdo foram similares aos valores teóricos. A liberação in vitro apresentou um padrão bifásico.

CONCLUSÕES: O processo de fabricação de microesferas contendo bupivacaína em excesso enantiomérico de 50% pelo método spray-dryed é factível de ser realizado, com resultados semelhantes aos encontrados com microesferas de bupivacaína.

Unitermos: ANESTÉSICOS, Local: bupivacaína.

RESUMEN

JUSTIFICATIVA Y OBJETIVOS: Las micro esferas pueden ser utilizadas como un sistema de liberación controlada para prolongar la acción de anestésicos locales. Este estudio tuvo como objetivo la preparación, caracterización y el análisis de la liberación in vitro de micro esferas de bupivacaina en exceso enantiomérico de 50% (S75-R25).

MÉTODO: Las micro partículas fueron preparadas utilizando el copolímero de ácido poliláctico-co-glicólico con bupivacaina en exceso enantiomérico de un 50% por el método spray-dryed.

RESULTADOS: La caracterización de las micro esferas con relación a su tamaño y contenido fueron similares a los valores teóricos. La liberación in vitro presentó un estándar bifásico.

CONCLUSIONES: El proceso de fabricación de micro esferas con bupivacaina en exceso enantiomérico de 50% por el método spray-dryed se puede realizar con resultados semejantes a los encontrados con micro esferas de bupivacaina.

INTRODUÇÃO

Os anestésicos locais, tanto por sua ação periférica quanto aplicados sobre o neuroeixo, constituem importante componente no manuseio multimodal da dor aguda e de algumas condições crônicas. Além de proporcionar excelente analgesia ao repouso e ao movimento, seu uso está associado a um menor consumo de opióides e à redução de seus efeitos colaterais correlacionados ¹. Entretanto, na ausência de uma modalidade contínua de administração, como na analgesia controlada pelo paciente ou via cateter, os benefícios da ação dos anestésicos locais não ultrapassam seis horas quando aplicados subcutaneamente e não mais que 20 horas quando por bloqueio de nervo femoral ². Tentativas em prolongar o bloqueio por meio do uso de adjuvantes ou pelo aumento da concentração ou volume do anestésico local apresentam limitado benefício ³. A melhora na administração regional de anestésico local pode ser obtida com a incorporação de sistemas de liberação prolongada como implantes ⁴, lipossomas ⁵, complexação de fármacos com ciclodextrinas ⁶ ou micropartículas ⁷. Entre esses sistemas, as microesferas se tornam interessantes por sua propriedade de proporcionar uma taxa de liberação prolongada e por seu menor tamanho permitir a injeção local por meio de agulha. As microesferas de solução de bupivacaína em excesso enantiomérico poderiam proporcionar uma liberação prolongada do fármaco permitindo uma maior duração de ação e menor captação para a circulação sistêmica, evitando altas concentrações plasmáticas.

Esse estudo teve como objetivo a preparação, caracterização e análise da liberação in vitro de microesferas de bupivacaína em excesso enantiomérico de 50% (S75-R25).

MÉTODO

Essa pesquisa foi aprovada pelo Laboratório de Farmácia e Biofarmácia da Universidade de Rennes, França.

A bupivacaína em excesso enantiomérico de 50% foi encapsulada como base obtida pela precipitação em meio alcalino (hidróxido de amônia) proveniente de uma solução aquosa saturada de bupivacaína em excesso enantiomérico de 50%. A pureza da base resultante da bupivacaína em excesso enantiomérico de 50% foi verificada por cromotografia líquida de alta performance por comparação com cloridrato de bupivacaína em excesso enantiomérico de 50%. As microesferas de bupivacaína em excesso enantiomérico de 50% foram preparadas com a base da bupivacaína em excesso enantiomérico de 50% dissolvida e polímero (RG 503H, Boehringer Ingelheim). A relação de peso dos polímeros da bupivacaína em excesso enantiomérico de 50% utilizada foi de 40-60 (peso %). A solução foi processada pelo método de spray-dryed com uma Mini Büchi B-191 spray-dryed laboratorial (Figura 1) usando bico de 0,7 mm. Os parâmetros do processo foram assim definidos: temperatura de entrada (50°C); temperatura de saída (43°C); aspirador (100%); bomba (2,5 mL.min^-1) e fluxo do spray (600 nL.h^-1). As microesferas foram armazenadas sob vácuo à temperatura de 4°C até caracterização.

Caracterização das microesferas

Tamanho

As microesferas foram dispersas em 5 mL de uma solução aquosa Tween 20 a 0,05%, ultracentrifugadas por 10 segundos e depois dispersas em 75 mL de água destilada. Após dispersão, a distribuição do tamanho foi avaliada por cortes a laser utilizando Malvern Mastersizer S (Figura 2). Os parâmetros de distribuição dos tamanhos foram o volume do diâmetro D (v; 0,5) para 50% da amostra, a média do volume do diâmetro, D (4,3) e a amplitude: [D(v; 0,9) - D(v; 0,1)]/D(v; 0,5). Cada banho foi medido por três vezes.

Conteúdo do medicamento

Amostras de peso das microesferas contendo bupivacaína em excesso enantiomérico de 50% (S75-R25; cerca de 20 mg) foram dissolvidas em cloridrato de metileno (1 mL). Então, o fármaco foi extraído em 0,1 N ácido sulfúrico (5 mL) recoberto com etidocaína como controle interno. Após mexer (5 minutos) e centrifugar (3.000 rpm, 10 minutos), 20 µL da fase aquosa foram diluídos em 2 mL da fase móvel e 20 µL dessa solução diluída foram injetados no cromatógrafo. As condições de análise da cromatografia líquida de alta performance foram as descritas previamente ⁸. O sistema da cromatografia líquida de alta performance foi composto de uma bomba de água modelo 6000 equipada com um injetor automático de água modelo Wisp 717 e com um espectro monitor LDC Milton Roy modelo 3100, detector de comprimento de onda colocado a 205 nm e um integrador Delsi modelo Enica 21. As análises foram determinadas pelo uso de uma coluna 125 ´ 3 Merck Lichrospher RP-B mantida a 30°C. A fase móvel foi uma mistura a 22:78 (v/v) de acetonitrile e de solução aquosa de 0,01 M KH₂ PO_4, acidificada com 0,1% H₃PO₄, a um fluxo de 0,5 mL.min^-1.

Estudo da liberação in vitro

O estudo de liberação foi realizado utilizando um teste de dissolução Distek modelo 5100A e um braço rotador (100 rpm) (Figura 3). O meio de liberação foi uma solução aquosa de NaCl (900 mL), ajustada ao pH de 2,0 com HCl e termostato a 37°C. Quantidades de microesferas de peso conhecido contendo bupivacaína em excesso enantiomérico de 50% (cerca de 20 mg) foram suspensas em 1 mL de solução aquosa contendo manitol a 2,5%, carboximetilcelulose sódica a 0,75% e 0,05% de Tween 20, contidas no meio de liberação. O porcentual cumulativo da liberação da bupivacaína em excesso enantiomérico de 50% foi medido continuamente a 205 nm, utilizando um espectofotômetro Uvikon Modelo Kontron 992 (Figura 4). Cada banho das microesferas foi analisado três vezes e os dados foram processados usando-se o sistema de dados Icalis IDIS EE software. O tempo médio de dissolução (Td) foi derivado dos gráficos porcentuais do tempo de liberação utilizando a equação de Weibull com o pacote de software da Simed SIPHAR. O mesmo processo foi repetido para um pH de 7,35 quando da adição de tampão de fosfato.

RESULTADOS

O tamanho médio das microesferas foi de 10,74 µm (Tabela I).

Os valores do conteúdo experimental das micropartículas foram muito próximos aos valores teóricos, de acordo com a tabela II.

A composição de cada frasco contendo microesferas de bupivacaína em excesso enantiomérico de 50% para serem resuspensas em 20 mililitros de água destilada é de: Polímero RG 503H – 750 mg; bupivacaína – 500 mg; manitol 1g; Twen 20 – 10mg. O conteúdo teórico após resuspensão será de 3.175% (m/v) de uma solução de cloridrato de bupivacaína em excesso enantiomérico de 50%.

O perfil da cinética de liberação in vitro das microesferas está representado na tabela III e figura 5.

DISCUSSÃO

A escolha do polímero é fator importante uma vez que o mesmo deve ser biocompatível e com capacidade de armazenar boa quantidade do medicamento a ser utilizado. O co-polímero de ácido poliláctico-co-glicólico (PLGA) foi escolhido por possuir uma capacidade de cada grama poder conter até 0,8 g de bupivacaína e ser biodegradável ⁹, o que não ocorre com o polímero de ácido poliláctico (PLA), que pode conter somente 22% de anestésico local, fato que em escala industrial pode tornar sua produção inviável ⁷.

A relação ideal entre anestésico local e polímero gira entre 55% e 75%, porque uma concentração acima desse valor não está associada a um bloqueio mais prolongado ⁹. No presente estudo a relação entre bupivacaína em excesso enantiomérico de 50% e PLGA foi de 40-60 respeitando-se os valores de formulação encontrados na literatura. A quantidade de anestésico local liberado das microesferas é crítico para assegurar o bloqueio neural adequado, requerendo que a liberação lenta mantenha a concentração terapêutica antes da eliminação do produto ¹⁰.

Os valores do conteúdo de anestésico local incorporado às microesferas no presente estudo foi muito próximo aos valores teóricos para tal, indicando que a encapsulação ocorreu de maneira eficiente pelo método de spray dryed em contraste com a baixa eficiência de encapsulação obtida nos processos que utilizam evaporação ou extração do solvente com alguns polímeros ⁷.

O perfil cinético da liberação in vitro de microesferas contendo bupivacaína em excesso enantiomérico de 50% obedeceu a um padrão bifásico, ou seja, a um aumento inicial seguido de uma fase de liberação lenta. Esse perfil foi analisado em dois diferentes pH, um ácido, o qual facilitaria a liberação do conteúdo das micropartículas, e outro mimetizando o pH humano por meio da adição de um tampão de fosfato à solução. Em comparação com as microesferas de bupivacaína preparadas de maneira semelhante ao estudo atual, o aumento inicial não foi significativo, fato que pode ser justificado pelo número pequeno de amostras (3) analisadas nesse processo ¹¹. Não obstante a isso, os resultados da avaliação in vitro desse estudo vão de encontro ao apresentado em estudo anterior que prevê a liberação de 20% do conteúdo total de bupivacaína nas primeiras 24 horas, seguida da liberação de 7% de seu conteúdo por dia até o décimo dia ⁹. As microesferas são degradadas em monômeros que são metabolizados via ciclo de Krebs ¹⁰.

Foi possível concluir que o processo de fabricação de microesferas contendo anestésico local por meio da emulsificação da bupivacaína em excesso enantiomérico de 50% com o polímero (PLGA), com a eliminação do solvente por meio do método spray-dryed e liofilização do mesmo é factível com resultados semelhantes aos encontrados com a bupivacaína.

AGRADECIMENTOS: Laboratório Cristalia pelo fornecimento do cloridrato de bupivacaína em excesso enantiomérico de 50%.

Apresentado em 3 de janeiro de 2007

Aceito para publicação em 25 de setembro de 2007

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Recebido do CET/SBA do Hospital de Clínicas da Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  17 Jan 2008
• Data do Fascículo
  Fev 2008

Histórico

• Recebido
  03 Jan 2007
• Aceito
  25 Set 2007