Estudo de filamentos de policaprolactona incorporados com atorvastatina para aplicação como suprimento para manufatura aditiva

Abstract

O desenvolvimento de biomateriais utilizando os conceitos da indústria 4.0 tem atraído muito atenção devido à vasta possibilidade de aplicações. Técnicas de engenharia de tecidos envolvem muitas vezes a construção de suportes tridimensionais que auxiliam no tratamento desses. Nesse cenário, a impressão 3D exerce um importante papel para prover soluções. Doenças degenerativas, como osteoporose e osteoartrite, além de outros fatores, como o envelhecimento que promove a perda óssea, que afeta o tecido cartilaginoso. Esses tecidos costumam apresentar capacidade de regeneração baixa ou inexistente ainda mais quando são atingidos por essas doenças. Os tratamentos disponíveis para viabilizar uma possível regeneração dependem da utilização de altos teores de medicamentos administrados via oral ou intravenosa. A combinação de matrizes poliméricas com fármacos para tratamento de tecidos danificados pode ser uma boa alternativa. Os defeitos ósseos estão presentes em várias formas e tamanhos. Neste contexto, a impressão 3D permite a produção de dispositivos personalizados. A escolha do material adequado para aplicações de impressão 3D é essencial. A técnica “Fused Deposition Modeling” (FDM) é uma das mais utilizadas em manufatura aditiva. Nessa técnica, filamentos são utilizados para a produção dos mais variados tipos de dispositivos. Este trabalho teve por objetivo produzir suprimento, em forma de filamentos para a utilização em impressão 4D, especificamente, pela técnica de FDM. Para tal, os materiais selecionados foram atorvastatina (ATV) e policaprolactona (PCL). A ATV é um medicamento utilizado para redução do colesterol que tem como efeitos pleiotrópicos: anabolismo ósseo, condicionado ao uso prolongado ou alta dosagem. A policaprolactona (PCL), um polímero sintético de elevada biocompatibilidade, tem sido utilizada em diferentes técnicas de produção de biomateriais, como técnicas de manufatura aditiva. Este polímero é amplamente utilizado em matrizes de liberação de fármacos. Os filamentos foram produzidos por extrusão à quente (HME) e caracterizados por espectrometria no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura por microscopia (SEM), análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria de varredura diferencial (DSC). A liberação de ATV por filamentos foi avaliada por espectrofotometria UV-vis em solução tampão fosfato (pH = 7,4) a 37aC. As propriedades da PCL e a ATV foram mantidas após o processo de extrusão. Foi observado que a técnica de HME favoreceu a solubilização da ATV na matriz de PCL. Os estudos de liberação dos filamentos foram realizados por um período de 20 dias e dos “scaffolds” por um período de 8 horas. A quantidade de ATV liberada para os filamentos foi de 0,50% enquanto para os “scaffolds” foi de 0,10%. Esse resultado indica que os filamentos liberam ATV por um período prolongado. Para validação da aplicação do filamento em FDM, “scaffolds” de PCL/ATV foram produzidos. Os “scaffolds”, assim como os filamentos, foram submetidos ao ensaio de liberação utilizado UV-vis. Os filamentos produzidos têm potencial para serem aplicados como suprimento para manufatura aditiva e produtos obtidos a partir destes são aplicáveis à liberação prolongada do fármaco, podendo futuramente serem utilizados como biomateriais com foco para a aplicação em regeneração tecidual.