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5. Conclusões e Perspetivas Futuras

Considerando os objetivos estabelecidos nesta dissertação, foi possível desenvolver novos sistemas de entrega de fármacos inovadores contendo diferentes unidades estruturais poliméricas, nomeadamente a celulose nanofibrilada, obtida a partir de celulose vegetal por combinação de processos químicos e mecânicos, a celulose bacteriana e a carboximetilcelulose.

Estes DDS desenvolvidos experimentalmente foram comparados e caracterizados através de uma metodologia de preparação e fixação de amostras, permitindo manter estas estruturas porosas e identificando unidades estruturais na nanoescala. A caracterização estrutural da matriz 3D destas estruturas foi realizada utilizando o método de SEM e métodos de tratamento e análise de imagem, utilizando programas de análise com critérios de validação bem definidos. Destes estudos, concluiu-se que os poros da CMC são mais regulares e também menores que os da CB e maiores que os da CNF. Estatisticamente, a rede polimérica 3D da CMC apresenta maiores dimensões para várias propriedades analisadas, seguida da CB e posteriormente da CNF, com diferentes valores de porosidade. Para além disso, concluiu-se que as propriedades da CNF e da CB apresentam grandes semelhanças. Para uma caracterização química realizou-se uma quantificação dos grupos acídicos totais, concluindo que a CNF apresenta mais grupos reativos nas suas extremidades comparativamente à CB, uma análise FTIR-ATR analisando diretamente a superfície dos materiais utilizados nos estudos e uma análise EDX, concluindo através destes últimos dois métodos, que o Diclofenac se encontrava no interior dos DDS.

Os resultados obtidos dos métodos de análise de imagem foram utilizados como dados de entrada, nomeadamente as propriedades das fibras, para formar estruturas 3D dos materiais utilizados nos estudos, através de simulações computacionais. O simulador teve capacidade de representar elementos estruturais destes materiais celulósicos com sucesso, apresentando uma eficaz modelação das estruturas obtidas em laboratório. Através da comparação das imagens obtidas das simulações computacionais para as estruturas porosas estudadas com as imagens SEM destas mesmas estruturas, utilizando o mesmo método de análise de imagem, concluiu-se que as redes poliméricas 3D apresentaram semelhanças, com valores de porosidade e variabilidade dos poros também idênticos. Desta forma, o simulador computacional foi validado experimentalmente para DDS contendo matrizes 3D de nanocelulose, tendo posteriormente sido utilizado para otimizar a porosidade e distribuição dos poros. Procedeu-se ao estudo do sistema utilizando simulações computacionais e tendo-se obtido para o caso da celulose nanofibrilada uma estrutura mais regular e com tamanho de poros mais uniformizados, obtida por simulação a partir dos mesmos elementos fibrosos.

Conseguiu-se produzir uma estrutura idêntica à otimizada computacionalmente, no laboratório, através da consolidação estrutural controlada.

Os estudos cinéticos de libertação do Diclofenac permitiram concluir que DDS com unidades estruturais diferentes apresentam perfis de libertação e quantidade libertada de fármaco também diferentes, sendo a porosidade determinante para conseguir uma cinética de libertação pretendida. O mecanismo descrito como “sweeling” foi identificado como sendo o mecanismo de libertação da molécula terapêutica.

Foi possível produzir um DDS inovador que evita a libertação do Diclofenac no estomago (pH 2) e o liberta a partir do trato gastrointestinal (pH 6,6) evitando os efeitos colateriais do ataque à mucosa do estomago. Com os resultados de simulação computacional foi possível realizar uma consolidação das estruturas porosas 3D experimentalmente, tendo impacto na cinética de libertação. Esta otimização da estrutura revelou-se muito importante para a matriz formada a partir de CNF, obtendo-se com a estrutura otimizada uma cinética de libertação uniforme.

Pode concluir-se que os materiais celulósicos têm grande influência na cinética de libertação do Diclofenac, permitindo que este não fique tão retido no sistema de transporte.

Os estudos cinéticos realizados para formas de administração disponíveis comercialmente com a mesma substância terapêutica permitiram concluir que estas apresentam um perfil de libertação retardado até à dissolução da cápsula ou do sistema (mesmo no pH do estômago), seguido de uma elevação brusca, enquanto os DDS desenvolvidos apresentam um perfil de libertação controlado sem libertação significativa a pH ácido, apresentando assim uma funcionalidade inovadora.

Efetuou-se o design de novos DDS combinando a CNF e várias concentrações de CMC, uma vez que se provou, através de estudos anteriores, que esta última aumenta a afinidade com água, parâmetro importante para os DDS. Destes estudos concluiu-se que estes novos DDS combinados apresentam diferenças a nível da rede polimérica 3D entre si porém, existem semelhanças com a rede 3D da CNF e CMC. Os estudos da cinética de libertação permitem concluir que estes apresentam semelhanças no perfil de libertação, com uma velocidade inicial de libertação semelhante, no entanto a quantidade libertada e retida da molécula terapêutica nos sistemas é muito diferente, o que se explica através do mecanismo de libertação em que a rede polimérica sofre intumesciemnto ou “sweeling”. Os resultados obtidos, com cinéticas diferenciadas, permitiram concluir que é possível reter, transportar e libertar controladamente fármacos através de diferentes combinações de novos materiais à base de nanocelulose em sistemas de entrega de fármacos.

Em trabalhos futuros pretende-se continuar a utilizar o simulador computacional 3D validado para DDS contendo materiais nanocelulósicos de forma a desenvolver DDS para aplicações terapêuticas diversas, tais como por exemplo aplicações dérmicas, podendo extrapolar estes resultados para o laboratório eficazmente. Pretende-se também continuar com o design de novos DDS combinando os vários materiais celulósicos utilizados neste estudo, construindo a matriz polimérica a partir das unidades estruturais de CNF ou da CB e utilizando a CMC com a função de aditivo.

Capítulo VI