18/02/2021

Esqueça os comprimidos: Gel injetável vai liberar medicamentos

Redação do Diário da Saúde
Esqueça os comprimidos: Gel injetável vai liberar medicamentos
Outras equipes estão tentando usar argila com nanotecnologia para liberar medicamentos de forma controlada.
[Imagem: Celso R. N. Jesus et al. - 10.1021/acsami.8b04559]

Gel que libera medicamentos

Os géis são formados pela mistura de polímeros (plásticos) com líquidos, o que resulta em substâncias moles e pegajosas, úteis para tudo, desde segurar o cabelo no lugar até permitir que lentes de contato flutuem sobre o olho.

Como muitos deles são biocompatíveis, tem havido um esforço para desenvolver géis para aplicações em saúde misturando neles os medicamentos e administrando injeções aos pacientes. Teoricamente, o gel pode liberar o ingrediente farmacêutico ativo por um período de meses, evitando assim picadas de agulha semanais ou diárias ou mesmo o esquecimento do remédio.

Mas há um problema prático, bastando lembrar a diferença entre usar de gel de cabelo na praia e no meio de uma nevasca - o calor e o frio mudam as características do gel.

"Podemos fazer géis com as propriedades corretas de liberação lenta em temperatura ambiente, mas, uma vez que os injetamos, o calor do corpo os dissolve rapidamente e libera os medicamentos muito rapidamente," conta o professor Eric Appel, da Universidade Stanford (EUA).

Entalpia e entropia

Agora, a equipe deu o primeiro passo significativo para fazer géis injetáveis resistentes à temperatura. Para isso, eles usaram uma mistura "projetada para driblar habilmente as leis da termodinâmica," segundo Appel.

Os ingredientes sólidos são despejados em água, depois aquecidos e agitados para misturar bem. Conforme a mistura esfria, a gelatina se solidifica à medida que as moléculas se unem. Mas, se a gelatina for reaquecida, o sólido se liquefaz novamente.

Uma gelatina ilustra bem a interação entre dois conceitos termodinâmicos - entalpia, que mede a energia adicionada ou subtraída de um material, e entropia, que descreve como as mudanças de energia tornam um material mais ou menos ordenado no nível molecular.

Esqueça os comprimidos: Gel injetável vai liberar medicamentos
Para aqueles mais chegados à alta tecnologia, curativos com chips também podem controlar o horário do remédio automaticamente.
[Imagem: Pooria Mostafalu et al. - 10.1002/adfm.201702399]

A diferença agora é que a nova gelatina medicinal não derrete, preservando assim suas propriedades de liberação de sua carga no tempo, quando o sólido frio é aquecido pelo corpo.

Velcro molecular

O gel medicinal é composto de dois ingredientes sólidos - polímeros e nanopartículas. Os polímeros são fios longos, semelhantes a espaguetes, que têm uma propensão natural para se entrelaçar, e as nanopartículas, com apenas um milésimo da largura de um fio de cabelo humano, reforçando essa tendência. Quando os ingredientes misturados começam a se ligar, os polímeros se enrolaram firmemente em torno das nanopartículas. "Chamamos isso de nosso Velcro molecular," comparou o pesquisador Anthony Yu.

Quando os pesquisadores expuseram este gel à temperatura do corpo (37,5 ºC), ele não se liquefez como os géis comuns porque o efeito "Velcro molecular" permite que a entropia e a entalpia - ordem e mudança de temperatura, respectivamente - permaneçam aproximadamente em equilíbrio de acordo com a termodinâmica.

O professor Appel afirma que será necessário mais trabalho para tornar os géis injetáveis de liberação prolongada seguros para uso humano. Embora os polímeros usados sejam biocompatíveis, as nanopartículas eram derivadas de poliestireno, que é comumente usado para fazer talheres descartáveis - mas não comestíveis. A equipe já está tentando fazer esses géis termodinamicamente neutros com componentes totalmente biocompatíveis.

Checagem com artigo científico:

Artigo: Physical networks from entropy-driven non-covalent interactions
Autores: Anthony C. Yu, Huada Lian, Xian Kong, Hector Lopez Hernandez, Jian Qin, Eric A. Appel
Publicação: Nature Communications
Vol.: 12, Article number: 746
DOI: 10.1038/s41467-021-21024-7
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