Laboratório brasileiro desenvolve microagulhas poliméricas para a entrega de fármacos através da pele (V.4, N.11, P.3, 2021)

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#acessibilidade Na imagem podemos observar a comparação de um filme de microagulhas como uma agulha. Na esquina inferior esquerda temos a representação de uma imagem de microscopia eletrônica de um patch de microagulhas.

Texto enviado pelo colaborador Wendel Alves, wendel.alves@ufabc.edu.br 

Autores: Jose Eduardo Ulloa Rojas, Vivian Leite de Oliveira, Daniele Ribeiro de Araujo, Giovana Radomille Tofoli, Matheus Mendes de Oliveira, Danilo Justino Carastan, Moises Palaci, Francesca Giuntini, Wendel Andrade Alves*

Artigo publicado pelo grupo: ACS Biomater. Sci. Eng. 2021, DOI: 10.1021/acsbiomaterials.1c00913

As Microagulhas podem ser definidas como agulhas minúsculas, pequenas o suficiente para serem medidas em milionésimos de metro (μm), as quais são desenhadas para fornecer medicamentos. Mas “agulhas” talvez seja um nome inadequado. Em termos de funcionalidade, as microagulhas têm mais em comum com os adesivos transdérmicos, como aqueles usados ​​para fornecer nicotina para ajudar as pessoas a deixar de fumar, do que com as tradicionais agulhas hipodérmicas. Sistemas de distribuição transdérmica de drogas (TDDS) geraram grande interesse como alternativa preferida à administração oral de drogas e injeções hipodérmicas, desde que o primeiro adesivo transdérmico de escopolamina para enjoo foi aprovado pela agência regulatória americana Food and Drug Administration (LI e colab., 2016). A via transdérmica oferece muitas vantagens em relação a outras vias de administração, pois é um sistema de entrega de medicamento não invasivo que mantém o nível do medicamento no organismo estável, aumentando assim sua eficácia. Através da manutenção de níveis estáveis do medicamento na circulação sistêmica por prolongados períodos de tempo, assegura que o medicamento permaneça dentro de seu nível terapêutico, evitando picos e quedas do nível plasmático ao fornecer concentração sanguínea estável. Além disso, comparada a via oral, a administração transdérmica também poupa a degradação da droga no trato gastrointestinal, melhorando a adesão do paciente e a aceitabilidade da terapia (VORA e colab., 2021). Além disso, ressaltamos que a aplicação de microagulhas é indolor, pode ser administrada por pessoas não treinadas ou até mesmo pelos próprios pacientes.

O principal desafio associado à tecnologia transdérmica é que muitos dos fármacos não são capazes de atravessar a pele na taxa ideal para a ação terapêutica (TSIORIS e colab., 2012). Pesquisadores tem empregado enormes esforços no desenvolvimento de novos materiais, formulações e dispositivos capazes de melhorar e aumentar a eficácia da liberação transdérmica de fármacos, um dos dispositivos mais promissores são os adesivos com microagulhas, o desenvolvimento desse sistema transdérmico de liberação tem permitido que tratamentos modernos contornem as limitações tradicionalmente associadas às vias de administração convencionais (ANDRONESCU; GRUMEZESCU, 2017). As microagulhas foram desenvolvidas como uma plataforma perfeita para entrega de dificuldade passar através da barreira da pele. O princípio primário envolve a ruptura da barreira cutânea, criando assim canais de tamanho mícron, o seja, do tamanho de 1 milímetro divido por 1000 que levam o medicamento diretamente à epiderme ou região superior da derme, de onde o medicamento pode então acessar a circulação sanguínea sistêmica (WAGHULE e colab., 2019).

Em 1988, um dos primeiros estudos de entrega transdérmica de drogas utilizando microagulhas demonstrou um aumento na permeabilidade da pele a um composto modelo (HENRY et al., 1998). Desde então, essa tecnologia passou por inúmeras mudanças e avanços com o objetivo de potencializar sua eficiência e flexibilidade de aplicação. Por exemplo, a diversificação de materiais utilizados para a fabricação de microagulhas: diferentes polímeros, metais ou cerâmicas, com o objetivo de otimizar propriedades como capacidade de penetração, entrega imediata e controlada, bem como incrementar a tecnologia com melhorias em suas propriedades mecânicas e adequar dimensões a diferentes aplicações (RAJA et al., 2013).

Entre os materiais mais promissores para a produção de microagulhas para liberação de fármacos pela pele, temos os polímeros, que por suas múltiplas propriedades permitem variações desses sistemas flexibilizando a combinação simultânea de um ou mais polímeros (LI e colab., 2016). Atualmente, microagulhas são fabricadas a partir de vários tipos de polímeros, incluindo polímeros biocompatíveis, polímeros biodegradáveis e polímeros solúveis em água. Microagulhas baseadas em polímeros oferecem benefícios como a facilidade de fabricação, excelente custo-benefício, a viabilidade de produção em massa, bem como liberação controlada de fármaco aproveitando as propriedades singulares dos polímeros, de degradação e solubilidade em água (LEE e colab., 2013).

O mercado global de sistemas avançados de liberação transdérmica de medicamentos deve crescer de US $ 231,0 bilhões em 2020 para US $ 310,0 bilhões até 2025, a uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 6,1% para o período de 2020-2025. Implantes, injetáveis ​​autoadministrados, autoinjetores e microagulhas revolucionaram o mercado para as terapias existentes, abrindo novas oportunidades e espaço para expansão não apenas em termos de melhores tratamentos, mas também em outras áreas de aplicação. Partículas conjugadas e nanopartículas que permitem a administração de drogas direcionadas também são usadas em várias áreas terapêuticas.

Nosso laboratório imaginou a aplicação de microagulhas de base polimérica como uma plataforma perfeita para liberação de fármacos através da pele. O objetivo do nosso trabalho foi o desenvolvimento de microagulhas a partir da combinação de polímeros naturais e sintéticos, como a fibroína de seda e PVA (álcool polivinílico) respectivamente, para obter um dispositivo capaz de administrar um porfirinas através da pele de forma rápida e eficiente. As porfirinas são moléculas que devido às suas propriedades químicas e físicas tem grande aplicação em intervenções baseadas em terapia fotodinâmica contra o câncer de pele, contudo são atualmente administradas via emulsão por via tópica (pele) e devido à sua natureza química apresentam uma capacidade limitada de penetração através da barreira cutânea. Por esse motivo, foi proposto desenhar e desenvolver um sistema customizado de liberação com transporte transdérmico baseado em microagulhas poliméricas, a fim de aumentar a eficiência da terapia fotodinâmica ao melhorar a penetração dessas moléculas através da pele, com o objetivo de entregar o fármaco a camadas mais profundas da pele. Ativado por um laser, a porfirina desencadeará a produção de compostos tóxicos para as células cancerígenas. A avaliação da eficácia in vitro e in vivo estão em fase de desenvolvimento pela nossa equipe de pesquisa.

A singularidade do trabalho publicado pelo nosso grupo (ACS Biomater. Sci. Eng. 2021, DOI: 10.1021/acsbiomaterials.1c00913), está no domínio do processo de desenvolvimento e fabricação de microagulhas poliméricas, assim como seu elevado potencial de aplicação na terapia fotodinâmica para o combate ao câncer de pele, demonstrada no artigo pelo sucesso da prova de conceito (Proof of Concept) da tecnologia.

Identificada recentemente como tecnologia emergente no Fórum Econômico Mundial de 2020, o domínio da tecnologia de fabricação de Microagulhas tem interessado empresas farmacêuticas ao redor do globo, à procura de inovações nessa área de tecnologias de liberação de medicamentos. Como tal, esperamos por oportunidades de parcerias nacionais ou internacionais para co-desenvolver microagulhas para as mais variadas aplicações na indústria farmacêutica.

esquema microagulhas - Laboratório brasileiro desenvolve microagulhas poliméricas para a entrega de fármacos através da pele (V.4, N.11, P.3, 2021)

#acessibilidade Esquema descritivo de microagulhas para aumentar a penetração através da pele de porfirinas para seu uso na terapia fotodinâmica.

Fontes:

ANDRONESCU, Ecaterina; GRUMEZESCU, Alexandru Mihai. Nanostructures in Therapeutic Medicine Series Nanostructures for Drug Delivery. [S.l: s.n.], 2017.

LEE, Jeong Woo; HAN, Mee Ree; PARK, Jung Hwan. Polymer microneedles for transdermal drug delivery. Journal of Drug Targeting, v. 21, n. 3, p. 211–223, 2013.

LI, Hui e colab. Self-assembled silk fibroin nanoparticles loaded with binary drugs in the treatment of breast carcinoma. International Journal of Nanomedicine, v. 11, p. 4373–4380, 2016.

TSIORIS, Konstantinos e colab. Fabrication of silk microneedles for controlled-release drug delivery. Advanced Functional Materials, v. 22, n. 2, p. 330–335, 2012.

VORA, Lalit K. e colab. Microneedle array systems for long-acting drug delivery. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, v. 159, n. December 2020, p. 44–76, 2021. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.ejpb.2020.12.006>.

WAGHULE, Tejashree e colab. Microneedles: A smart approach and increasing potential for transdermal drug delivery system. Biomedicine and Pharmacotherapy, v. 109, n. July 2018, p. 1249–1258, 2019. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.biopha.2018.10.078>.

Para saber mais:

PRAUSNITZ, Mark R.; LANGER, Robert. Transdermal drug delivery. Nature Biotechnology, v. 26, n. 11, p. 1261–1268, 2008.

WAGHULE, Tejashree e colab. Microneedles: A smart approach and increasing potential for transdermal drug delivery system. Biomedicine and Pharmacotherapy, v. 109, n. October 2018, p. 1249–1258, 2019. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.biopha.2018.10.078>

Outros divulgadores:

Bbsrcmedia https://www.youtube.com/watch?v=cNwVvcXLiWc

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