7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 1/46
SISTEME CU ELIBERARE
CONTROLATA
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 2/46
Sistem cu eliberare controlată (1980, initial: pentru tratareadiabetului): o formulă sau un dispozitiv care permite introducereaunui medicament în organism si care îmbunătăteste ecacitatea sisiguranta sistemului prin controlul vitezei de eliberare, perioadei
de eliberare si a locului de eliberare a medicamentelor în organism
!oncentratia principiului activ ("#) → a$ustată astfel înc%t să previnădepăsirea nivelului de to&icitate si să nu e sub nivelul terapeuticoptim
'ntro administrare standard: concentratia de principiu activ îns%nge, atinge foarte rapid un ma&im, ca apoi sa scadă foarte rapidla o valoare la care este necesară repetarea dozei neori,concentratia ma&imă este mai mare dec%t nivelul terapeutic ecientsi poate c*iar să depasească pragul de to&icitate
Sistemele cu eliberare controlată elimină variatiile de concentratiea principiului activ din s%nge, conduc%nd la un regim deadministrare mult mai ecient
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 3/46
Procesul de eliberare controlată include:administrarea sistemului terapeutic, eliberarea
agentului activ farmacologic din sistem sitransportul principiului activ la locul de actiunedin organism
Sistemele cu eliberare controlată → unprincipiu activ ("#) + o matrice polimerica
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 4/46
I. In functie de modul de preparare:
a) sisteme zice cu eliberare controlata → incorporarea zică a unui "# întro matrice(polimerică sau nepolimerică)
b) sisteme chimice cu eliberare controlata → "#este legat prin legături c*imice de polimer
Clasificarea sistemelor
cu eliberare controlata
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 5/46
a) Sisteme zice:
1) Sisteme erodabile
"# → eliberat, în timp ce suportul este degradat (erodat) de mediul cu care vine în contact, prinprocese zice de dizolvare, sau c*imice (e&:reactiile de *idroliză a legăturilor covalente sau
a puntilor de reticulare dintre lanturile dincompozitia matricei)
→ completa disparitie, în timp, a preparatului, cuavanta$e at%t pentru organisme, c%t si pentru
mediul încon$urător→ eliberarea "# este controlată în principal de
procesul de dizolvare
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 6/46
2) Sisteme rezervor n sistem rezervor constă dintro membrană polimerică
(nedegradabilă sau biodegrabilă, omogena saumicroporoasa), care limitează viteza de eliberare sisepară principiul activ de mediul biologic
isteme rezervor → sub forma de: capsule, microcapsule,bre, sau tuburi cu capetele înc*ise
-liberarea principiului activ → controlată de difuzie
3) Sisteme matrice"# → dispersat uniform întro matrice insolubilă (faza
polimerică)→ pot preparate în diferite forme, incluzand
nanoparticule si microsfere care pot in$ectate direct.acă sistemul matrice este preparat dintrun polimerbiodegradabil, mecanismul de eliberare este, în celemai multe cazuri, o combinatie dintre eliberareacontrolată de difuzie si eliberarea controlată c*imic
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 7/46
b) Sisteme chimice→ se bazează pe sinteza de polimeri ce contin în compozitia lor
"#
/egăturile c*imice dintre polimer si "# pot de tip ionic saucovalent
→ actorii care inuentează viteza de eliberare a "# dintro astfelde matrice sc*imbătoare de ioni sunt: competitia dintre ioni,tăria ionica si p2ul
→ #ceste produse sunt utilizate, în principal, în administrareaorală
→ 3ecanismul de eliberare treptata a "# → ruperea legaturiic*imice în urma reactiilor de *idroliză sau a reactiilorenzimatice
!"#$%: 40905 din masa preparatului îl reprezintă "#la lantul polimeric, se poate atasa un anticorp ⇒ preparat tinta
&%'I"#%: polimerii utilizati trebuie să e biocompatibili sibiodegradabili în mediul unde sunt utilizati
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 8/46
66 In functie de mecanismul de eliberare aprincipiului activ
a) sisteme controlate de solvent
b) sisteme cu difuzie controlată
c) sisteme controlate chimic
d) sisteme controlate de alti factori (p*temperatura* ultrasunete etc)
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 9/46
a) Sisteme cu eliberare controlată de solvent #ceste sisteme includ două mecanisme: um+area
polimerului si osmoza
hidrogelurile (polimeri initial solubili în apă, ulteriorinsolubilizati prin reticulare) 7iteza de umare (si astfel viteza de eliberare a "# ) f (balanta *idrol*idrofob amatricei polimerice, gradul de reticulare)
rezervor ce contine "#, care este inclus întro membranăselectivă pentru apă 3embrana permite trecerea apeidar nu permite trecerea "# Membrana polimerică are omica deschidere prin care PA este eliberat ca rezultat almodifcarii presiunii hidrostatice din sistem
-&: implantulminipompa Alzet si varianta de
administrare orală Osmet, utilizate în eliberareacontrolată a medicamentelor sistemul cu eliberare osmotică Procardia XL, care
prelungeste eliberarea în timp a nifedipinei reduc%nddoza$ul de la trei ori pe zi la o singură data pe zi
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 10/46
b) Sisteme cu eliberare controlată de difuzie
Sistemele rezervor si matrice → sisteme în careeliberarea "# este controlată de fenomenul dedifuzie
7iteza de eliberare este strict controlată de vitezade difuzie a "# prin membrana polimerică
7iteza de difuzie a "# prin matriceapolimerică
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 11/46
c) Sisteme controlate chimic→ preparate în care viteza de eliberare a "# este predominant
controlată de viteza de degradare a polimerului, viteza deeroziune zică a polimerului, sau viteza de rupere a legaturii
c*imice "#polimer
3etode utilizate pentru obtinerea acestor sisteme: realizareade sisteme matrice bazate pe polimeri de,radabili sisisteme polimer-P separate de ,rupa distantieră
;ransformarea unui astfel de sistem întrun material solubil înapă → descrisă de procesul de bioeroziune <ioeroziuneapoate implica un proces de natură chimică (e&: ruperea uneiparti din lanturile reticulate, sau ruperea lanturilorpolimerice), sau unul de natură fzică (e&: simpla solubilizarea polimerului intact, datorată modicarii p2ului)
<ioreziune: in masa (poliesterii = cei mai folositi in astfel desisteme) la suprafata (polianhidridele si poli(ortoesterii) = utilizatiin aceste sisteme)
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 12/46
d) Sisteme re,ulate
timuli cum ar temperatura, variatia de p,cmpuri ma,netice si electrice, ultrasunetele,iradierea cu microunde si lumina din domeniul
vizibil pot controla viteza de eliberare a "#!oncentratia "# → a$ustata în functie de nevoile
ziologice #stfel, aceste sisteme încearcă să imite
mecanismele naturale de biofeedbac>
-&: *idrogeluri sensibile la p2, care se umă înintestin sau colon ?data începută umarea, lantulpolimeric devine accesibil la atacul enzimelor
specice din colon conduc%nd la degradarea*idrogelului si, implicit, la eliberarea "# în colon #stfel, "# este eliberat în intestin sau colon si nu înstomac, ca în cazul administrării orale
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 13/46
III. In functie de locul de actiune (sistemelepolimerice cu eliberare controlată pot plasate
întro cavitate a organismului, pot implantatesau pot atasate pe piele):
a) Sisteme cu eliberare transdermala
b) Sisteme cu eliberare bucala
c) Sisteme cu eliberare in tractul,astrointestinal
d) Sisteme cu eliberare nazala
e) Sisteme cu eliberare oculara
f) Sisteme cu eliberare cardiovasculara
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 14/46
a) Sisteme cu eliberare transdermala
→ atasate pe piele
→ unt alcatuite din: un rezervor de "#, o membranăcare limitează difuzia si un strat adeziv pentruatasare pe piele
→ sunt aplicabile numai "# cu potentă mare,deoarece viteza de difuzie prin piele si suprafatade aplicare sunt în general mici
→ !"#$%: usurinta întreruperii debitului deprincipiu activ, prin simpla îndepărtare de pe pielea sistemului, evitarea metabolizării la trecerea prin
cat (unul din cele mai importante dezavanta$e alecaii de administrare orale)→ /%0!"#$%: pot aparea iritatii locale ale pielii
la concentratii mari de medicament
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 15/46
b) Sisteme cu eliberare bucala→ tablete adezive, geluri adezive, plasturi adezivi→ sunt eciente pentru că urmăresc timpul de
retentie în mucoasă printrun mecanism de
bioadeziune !resterea timpului de stationare înmucoasa bucală se poate face utiliz%nd polimerisau combinatii polimerice cum ar *idro&ipropilceluloza, etilceluloza, polimetacrilatul sipoliacrilatul de sodiu, care au proprietăti adeziveîn contact cu saliva
→ !"#$%: pot atasate si îndepărtate usor,este evitata bariera *epatică, constituind unavanta$ pentru eliberarea peptidelor siproteinelor
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 16/46
c) Sisteme cu eliberare in tractul,astrointestinal
"# pot susceptible diferitelor degradări (e&: prin*idroliză în stomac, prin reactie enzimatică înintestinul subtire, sau metabolizare pe peretiiintestinului, cauzată de microorganismele dincolon) ⇒ eforturi in eliberarea controlată orala îndreptate în urmatoarele directii:
preparate care să dea un prol cinetic de eliberarebine denit
cresterea timpului de tranzit al "# îmbunătătirea absorbtiei peptidelor eliberare numai la nivelul intestinului sau colonului
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 17/46
d) Sisteme cu eliberare nazala
→ aerosoli, pulberi sau particule mici→ utilizate pentru administrarea peptidelor,
deoarece se evită bariera *epatică→ ;ransportul "# administrat nazal f
(solubilitate, masa molara)-&: proteinele cu masă molara ridicată nu
pot trece prin mucoasa nazală
proteinele cu masă mai mica (e&:oxitocina si somatostatina) au obiodisponibilitate comparabilă cu celeadministrate intravenos
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 18/46
e) Sisteme cu eliberare oculara
"# aplicate la nivel ocular → permanent drenate decatre secretia lacrimală
multe "# au o permeabilitate scăzută prin cornee
biodisponibilitate mică a P administrate cuautorul picăturilor
f) Sisteme cu eliberare cardiovasculara
→ stenturi cardiace, cu un învelis de medicament→
functia principală a stentului: desc*iderea vaselorsanguine blocate 3edicamentul din învelis esteeliberat controlat, pentru a preveni reblocarea
vasului sanguin
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 19/46
Sisteme cu eliberare controlatacomercializate
Produs Producător Observa iiț
Implanon Merck implant cu etonogestrel pentru contracep ieț
MirenaBayerSchering
dispozitiv intrauterin cu levonorgestrel pentrucontracep ieț
Ozurdex Allergan
implant cu dexametazonă pentru tratamentul
edemului macular
Zoladex AstraZenecaimplant cu acetat de goserelin pentrutratamentul cancerului de sân i prostatăș
ico!erm"#
$laxoSmith%line
sistem transdermal cu nicotină pentru stoparea&umatului
!egree 'nilever deodorant(stick cu par&um )ncapsulat
"osmeti* +uraclidresuri cu microcapsule care eli,erează agen ițantimicro,ieni sau par&um
$ain 'nilever detergent cu enzime )ncapsulate
Osmocote+xact Scotts &ertilizan i micro)ncapsula iț ț
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 20/46
#%'I% P4I%'I&%'%&%P#I!% S#I5I
%6#%'"I 7 I"#%I8%"#%
Aplicatii in
domeniul farmaceutic
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 21/46
Polimerii receptivi la stimuli → sensibili la
ac@iunea unui stimul e&tern din mediu, avand unrăspuns specic la ac@iunea acestuia
o modicare a conforma@iei sau a solubilită@ii unuipolimer liniar în solu@ie, sau o sc*imbare bruscăa volumului în cazul unui polimer reticulat
"entru aplica@ii la sisteme de eliberare a
medicamentelor → polimerii termo- Ai p-sensibili Ai hidro,elurile reticulate
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 22/46
Polimerii solubili receptivi la pH Ai temperatură, cei care suferătranzi@ii în condi@ii ziologice (B4C! Aisau p2 ziologic) → propuAi ca sisteme inectabile minimal invazive -le pot uAor in$ectate, cu toate că precipită sau geliază in situ form%ndun implant sau un suportsc*elet util pentru sisteme de
administrare a medicamentelor (.. drug deliverDsDstems) sau pentru ingineria ţesuturilor
Forma fizică a catenelor Tipul de răspuns Exemple
Catene libere nereticulate(conjugate)
Solubilizare/precipitare Conjugate polimer-compus activ
Tranziţie sol-gel (gel format fizic,reversibil)
Formulări injectabile careformează gel in situ
Copolimeri amfifilici bloc sau
grefaţi (nereticulaţi)
Micelizare Pluronic sau Poloamer (P!"-
PP"-P!")
#i$rogeluri reticulate c%imic &mflare/$ezumflare Administrarea pulsatilă amedicamentelor
Suprafeţe mo$ificate 'nterfeţe receptive oi substraturi pentru culturacelulelor
ormele zice ale catenelor de polimeri Einteligen@iF, tipul derăspuns pe care îl prezintă Ai e&emple de posibile aplica@ii
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 23/46
dministrareamedicamentelor
#dministrarea medicamentelor la locul @intă din organism, latimpul potrivit Ai în doza e&actă, necesară → ideal incanerealizat
→ Gecesitatea unui ve*icul transportor sau a unui agentprotector la administrarea medicamentului
→ ;ransportorul trebuie să e capabil să transportemedicamentul travers%nd bariera biologică spre locul @intă,făra să cauzeze un răspuns nedorit ⇒ necesitatea ob@ineriide materiale terapeutice care să evite interac9iunile cual9i biopolimeri (proteine din plasmă, anticorpi,
membrane)6n prezent: transportorii sau matricile active sau
Einteli,enteF → proprietă@i care se sc*imbă ca răspuns laun stimul biologic
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 24/46
Hidrogelurile în eliberareacontrolată
19HI, Jic*terle Ai /im au sintetizat primele *idrogelurisintetice
plicatii ale hidro,elurilor : aditivi pentru *rană, formulărifarmaceutice, implanturi biomedicale, ingineria
@esuturilor, biosenzori, transportori de medicamente
idro,elurile sensibile la p (cele mai studiate) → utilepentru administrarea orală deoarece ele prote$eazămedicamentele proteinepeptide în tractul digestiv,facilitează eliberarea lipozomală în administrarea genelor Acidul acrilic (##c) Ai metacrilic (3##c) cei maicunoscu@i monomeri utiliza@i pentru fabricarea*idrogelurilor sensibile la p2
2-(dimetilamino)etil metacrilatul (.3#-3#) utilizat pentrufabricarea *idrogelurilor cationice
-izopropilacrilamida (G6"##m) Ai copolimerii blocpolipropilen oxid!polietilen oxid!polipropilen oxid (""?="-?=""?) convenabili pentru fabricarea hidro,elurilorreceptive la temperatură
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 25/46
idro,elurile inteli,ente; sau sensibile la ac9iuneastimulilor pot sesiza sc*imbările în proprietă@ilemediului (p2, temperatură) Ai răspund prin cre"terea
sau descre"terea #n $radul lor de um%are
!urbe tip pentru umarea unui *idrogel ionic în func@ie dep2
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 26/46
abricarea Ai caracterizarea de hidro,eluri dual-receptive → prin copolimerizarea unui monomersensibil la temperatură (e&: Gizopropilacrilamida), cu unul sensibil la p2 (e&:
acid acrilic sau metacrilic)→ pot sesiza sc*imbările comple&e in &i&o ⇒ sepot modula vitezele de eliberare amedicamentelor
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 27/46
Sisteme pentru eliberarecontrolată con9innd polizaharide
#vanta$e ale poliza*aridelor în aplicarea lor casubstan@e de bază în sisteme pentru eliberareamedicamentelor:
neto&ice biocompatibilitate bună Ai interac@iune cu
organismele vii pre@ de cost scăzut în compara@ie cu al@i biopolimeri
prin combinarea cu polimeri sintetici solubili în apă,se pot obtine materiale cu caracteristici zicoc*imice Ai mecanice îmbunătă@ite
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 28/46
!omplecAii Ai compozi@iile de hidroxipropil metilceluloza (2"3!) Ai carboxi&inil (!") ob@inu@i princompresie directă → evaluate ca tablete bioadezivebucale pentru eliberarea sulfatului de mornă*
hidroclorurii de propranolol <i carbamazepinului 7iteza de eliberare a medicamentelor afectată de
sc*imbările în raportul de amestecare al polimerilor
sistem de administrare oftalmică con@in%nd unagent antibacterial (o%oxacina), pornind de laconceptul de geliere in situ indusă de p2 datorită
comple&ării
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 29/46
idro,elurile termosensibile (e&: poliacrilamidacu azot substituit) prezintă interes în domeniulsistemelor de eliberare controlată
6n func@ie de originea termosensibilită@ii prin umareîn mediu apos, hidro,elurile termosensibile pot clasicate în K grupe:
!ele care se bazează pe interac@iuni polimerapă, în
special pe efectele *idrofob*idrol Ai pecongura@ia grupărilor laterale !ele care se bazează pe interac@iunile polimer
polimer Ai pe cele polimerapă
Sisteme receptive latemperatura
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 30/46
2idrogeluri pe bază de -izopropilacrilamidă (G6"##m) saucopolimeri -izopropilacrilamidă-acid metacrilic cu metilen-bis-acrilamidă (3<#) → testate pentru absorb9ia <ieliberarea vitaminei =12* a mio,lobinei <i a
chemotripsinei .iscurile de gel introduse în apă la H0L!, timp de I minute,apoi au fost plasate întro solu@ie de vitamină <1K sauproteine Ai incubate la IL! peste noapte .upă incubare, gelula fost limpezit în solu@ie tampon rece Ai apoi a fost dezumatîn solu@ie tampon la H0L!, timp de I minute după care gelul afost preluat Ai sa determinat cinetica eliberării în tampon
Meprezentarea sc*ematică a eliberării moleculelor biologic activeutiliz%nd *idrogeluri poli(G6"##m) termic reversibile
'oate $elurile au absorbit "i au eliberat &itamina 2 umai
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 31/46
'oate $elurile au absorbit "i au eliberat &itamina 2* umaianumite $eluri au putut să absoarbă "i să eliberezemio$lobina+ #n timp ce nici un $el nu a putut absorbichemotripsina
!antitatea de vitamină <1Keliberată pe gram de polimer dingel, prin încălzirea *idrogelurilorpoli(G6"##m) de la I la H0L!,func@ie de timp
6ni@ial: eliberarea rapidă, urmată de eliberarea lentă prin încălzirea*idrogelurilor de la I la H0L!
regiune este atribuită eliberării apei din porii de la suprafa@ă, împreunăcu vitamina <1K dizolvată în ea
"e măsură ce suprafa@a se micAorează, are loc creAterea rezisten@ei latransport în afara gelului
,ăspunsul rapid al suprae.ei $elului la modifcareatemperaturii poate f utilizat ca un /#ntrerupător0 pentru
eliberarea medicamentelor (&aria.ia temperaturii pre&ine
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 32/46
7iteza de eliberare pulsatilă aindometacinului ca răspuns la
varia@ia temperaturii între K0L! AiB0L! în "< (p24,I)
Sistemul de eliberare pulsatilă a indometacinului poate reglat de varia@ia temperaturii între K0B0L!datorită proprietă@ilor de umare reversibilă acopolimerului Gizopropilacrilamidă Ai metacrilat debutil
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 33/46
Sisteme receptive la p
p2ul variază dea lungul tractului gastrointestinal (N6;) între1K (stomac) Ai 410 (colon) ⇒ polimerii receptivi la p -ideali pentru administrarea specică la nivelulcolonului !ei mai utiliza@i polimerii rezisten@i ladegradarea din mediul acid Ai care elibereazămedicamentul în mediul alcalin datorită formării de sare
Polimeri comerciali sensibili la p: %udra,it , %udra,itS de la ,1hm Pharma m3 (pe bază de acid metacrilic Aimetacrilat de metil) sau &%& de la 4reund 5an$6o 7o*+
LtdO &P de la 8a9o Pure 7hemicals LtdO P->? Ai S de la 5hin-:tsu 7hemical 7o*+ Ltd* (deriva@i din celuloză)
Polizaharide (amiloză, gumă guar, pectină, c*itosan, inulină,ciclode&trină, condroitin sulfat, de&tran, guma locust beam)→ investigate pentru eliberarea specică amedicamentelor @n colon
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 34/46
Pro-medicamente polimerice (polimeri în care medicamentuleste ataAat covalent de catena macromoleculară) → susceptibile la ruperea *idrolitică dependentă de p2 ⇒ convenabili pentru administrarea medicamentelor în colon
-&: sisteme din poli( metacriloilaminoetil Haminosalicilamida)sau poli(acid metacriloileto&ietil Haminosalicilic)
sisteme de copolimeri pe bază de KacrilamidoKmetilpropanesulfonic acid (#3") Ai un derivat metacrilic al unuimedicament antia,re,ant denumit Triusal
tructura sistemului copolimericpe bază de #3" Ai un derivatmetacrilic de ;riusal
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 35/46
p2ul din N6; f( dietă, condi@ii patologice,pacient) ⇒ prolul p2sensibil dea lungulN6; nu este foarte predictibil trategiadepinde de microora colonului, de aceeacele mai convenabile par a medicamentele@n,lobate
-&: activitatea glicozidazei din microoracolonului responsabilă pentru eliberareamedicamentelor din promedicamenteleglicozidice Ai în prezen@a azoreductazei dinbacteriile anaerobe ale colonului
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 36/46
Senzori de ,lucoza
na dintre cele mai populare aplica@ii ale polimerilorreceptivi la p2: fabricarea de sisteme deeliberare a insulinei pentru tratamentuldiabetului #dministrarea insulinei → diferită de
cea a altor medicamente, deoarece ea trebuie săe administrată în doză e&actă, la un timp precis
8lucozoAidază (Nlu?&) = enzima ce o&ideaza
glucoza la acid gluconic
face posibilă aplicarea diferitelor hidro,elurisensibile la p pentru administrarea
modulată a insulinei
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 37/46
→ dezvoltarea de sisteme de eliberare carerăspund la concentra9ii mari de ,lucoză
-&: insulina → eliberată din copolimeri ai alil,lucozei
reticula9i cu &oncanavalina glucozo&idaza care genereaza 2+ (ca răspuns la
prezen@a glucozei)O prin urmare au fost e&ploatate
hidro,elurile receptive la pO răspuns foarte lentin multe cazuriB hidro,eluri superporoase cu o cinetică rapidă de
umarecontrac@ie (P 1 min)
particulele de copolimeri ,refa9i ai aciduluipolimetacrilic ,refat cu polietilen ,licol "(3##c$-N) pot poten@ial transportori pentru
insulină pe cale orală
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 38/46
"role de eliberare oscilatorie a
insulinei din microparticule de "3##csau "(3##c$-N) con@in%nd diferiterapoarte de 3##c:-NO"3##c (o), 3##c:-N I:1 (Q) Ai3##c:-N 1:1 (R)
"role oscilatorii deeliberare a teolinei (#) Ai
vancomicinei (<) dinmicroparticule de"(3##c$-N) Maportmolar 3##c:-N 1:1
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 39/46
-liberarea insulinei din matrice ca răspuns
lamodicarea alternativă a concentra@iei
7iteza minimă deeliberare laconcentra@ii mici
de glucoză
Stadiu de cercetare: glucozoxidaza imobilizată în polimerii sensibili
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 40/46
Stadiu de cercetare: glucozoxidaza imobilizată în polimerii sensibilila pH #ceste sisteme sunt alcătuite din glucozo&idază imobilizată întrun*idrogel polimeric sensibil la p2 (e&: G,GSdimetilaminoetilmetacrilat(.3#), *idro&ietilmetacrilat (2-3#) Ai tetraetilenglicol dimetilmetacrilat(;-N.3#) ) Ai care con@ine o solu@ie saturată de insulină "e măsură ceglucoza difuzează în *idrogel, glucozo&idaza catalizează conversia ei în
acid gluconic, astfel scade p2ul în interiorul membranei Ai cauzeazăumarea
Meprezentare sc*ematică a mecanismului de ac@iune amembranei sensibile la glucoză
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 41/46
-fectul concentra@ieiglucozei asupra eliberăriiinsulinei din capsulapolimerică la B0L!:(T) cu glucozo&idază Ai
(U) fără glucozo&idază
7iteza de eliberare a insulinei f(concentra@iaglucozei)
7iteza redusă → în absenta glucozeiO eliberarea acrescut treptat c%nd capsulele au fost e&puse la
glucoză 0,K 3
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 42/46
"rincipiul sistemului de eliberare controlată a insulinei
prin ,lucozoAidaza (N?.) 'n partea de sus: în absen@aglucozei, lan@urile grefate de acid poliacrilic sunt tip disc,scăz%nd porozitatea membranei Ai in*ib%nd pătrundereainsulinei 'n partea de $os: în prezen@a glucozei, acidulgluconic produs de glucozo&idază protonează acidulpoliacrilic, desc*iz%nd porii pentru intensicarea pătrunderiiinsulinei
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 43/46
"ătrundereainsulinei prin
membrana deceluloză grefatăcu acid poliacrilicîn solu@ie ;ris2!ltampon 0,13 !oncentra@ia
de glucozăadăugată este 0,K3
!oecientul de pătrundere a insulinei dupăadăugarea glucozei: de 1,4 ori mai mare dec%tînaintea adăugării glucozei a propusîmbunătă@irea sistemului (sensibilitateapătrunderii insulinei la concentra@ia glucozei)prin modicarea lan@urilor grefate: densitatea,
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 44/46
"ompa mecanoc*imică de insulină
"osibilitatea realizariiunei pompeEmecanoc*imiceF
implantabile carefunc@ionează printransformareamodicărilor activită@iiglicemiei în for@ămecanică care pompeazăinsulina în afaradispozitivului.ispozitivul este alcătuitdin trei camere: camera6 con@ine solu@ie de
insulină, camera 66con@ine solu@ie apoasă iar camera 666 con@ine unpolimer sensibil la p2 cuglucozo&idază
imobilizată care se dilată
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 45/46
c*ema sistemului de autoreglare pentrueliberarea insulinei bazat pe legare
competitivă
6nsulina glicozilată,activă din punct de vedere biologic, estesubstituită cu glucoza în!oncanavalina # (!on #), ca răspuns lacantitatea de glucozăprezentă careconcurează pentru
acelaAi loc de legare 7iteza de eliberare ainsulinei depinde deanitatea de legare aunui derivat al insulinei
cu !on # Ai poate inuen@ată de grupărilede carbo*idrat dininsulina glicozilată "rinîncapsularea !on #
legată la insulinaglicozilată întrun
7/17/2019 curs 7-biomateriale
http://slidepdf.com/reader/full/curs-7-biomateriale 46/46
!oncentra@ia periferică a glucozei lac%inii la care
sa administrat de&troza (H00 mgVg)în timpul testului de toleran@ă laglucoza intravenoasă
unc@ionalitateadispozitivului implantatintraperitoneal →
testată la caini, cărora lisa e&tirpat pancreasul,folosind un testintravenos de toleran@ăla glucoză (67N;;)
-fectul administrării aH00 mg>g de&trozăasupra glucozeisangvine a fostcomparat la c%inii
normali Ai la cei fărăpancreas Ai fărăimplant
=n c>ine diabetic căruia