Avaliação da interferência do método de esterilização do óxido de etileno nas características físico-químicas e no comportamento biológico de microesferas de PLGA com e sem sinvastatina encapsulada

Abstract

Para a aplicação de microesferas (MPS) de ácido polilático co-glicólico (PLGA) incorporando sinvastatina (SIN) em estratégias de reparação óssea in vivo e estudos clínicos, é necessário que se estabeleça um método de esterilização eficaz que permita a manutenção das características do biomaterial. Assim, o objetivo deste estudo foi produzir MPS de PLGA com e sem a incorporação de SIN a 2%, e avaliar as interferências da esterilização por óxido de etileno (OE) nas características físico-químicas e biológicas do biomaterial. As MPS foram sintetizadas pelo método de emulsão de óleo em água (O/A) e evaporação do solvente, utilizando duas soluções de PLGA (82L:18G), com e sem a adição de SIN na proporção de 2% (PLGA+2%SIN) entre fármaco e polímero (m/m). Parte das amostras foi submetida a esterilização por OE (grupo esterilizado) a 55ºC durante 180min e a outra parte permaneceu sem esterilização (grupo não- esterilizado). A morfologia das MPS foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) o seu tamanho médio foi mensurado por ImageJ. A caracterização química foi realizada por espectroscopia por energia dispersiva (EDS) e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). A fase do material foi determinada por difração de raio X (DRX) e o comportamento biológico foi avaliado por meio do teste colorimétrico MTT em 1 e 7 dias. A análise estatística foi realizada com os dados da mensuração das MPS utilizando o teste t de student (p<0,05). Para os dados do comportamento biológico foi aplicado o teste ANOVA one-way seguido do pós-teste de Tukey (p <0,05). As imagens obtidas por MEV revelaram MPS com formato esférico e livre de porosidades, o tamanho e a forma não foram alterados pela incorporação da SIN ou pela esterilização. A análise da composição química demonstrou aumento do elemento químico carbono e variação na transmitância associado a possível presença de resíduo proveniente da esterilização. O FTIR também certificou a incorporação da SIN ao PLGA. O material manteve sua natureza amorfa após a esterilização. As amostra esterilizadas e não esterilizadas não foram citotóxicas em ambos os tempos experimentais. O método de emulsão e evaporação do solvente foi satisfatório na obtenção das características físicas das MPS. A esterilização por OE causou pequenas alterações químicas sem comprometer as características físicas e biológicas das MPS.

For the application of microspheres (MPS) of polylactic co-glycolic acid (PLGA) incorporating simvastatin (SIN) in bone regeneration strategies in vivo and clinical studies, it is necessary to establish an effective sterilization method that allows the maintenance of the characteristics of biomaterial. Thus, the objective of this study was to produce MPS of PLGA with and without the incorporation of 2% SIN, and to evaluate the interferences of ethylene oxide (OE) sterilization in the physical-chemical and biological characteristics of the biomaterial. The MPS were synthesized by the oil-in-water (O/W) emulsion method and solvent evaporation, using two PLGA solutions (82L: 18G), with and without the addition of SIN in the proportion of 2% (PLGA + 2% SIN) between drug and polymer (m/m). Part of the samples was submitted to sterilization by OE (sterilized group) at 55ºC for 180min and the other part remained without sterilization (non-sterilized group). The morphology of the MPS was analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and their average size was measured by ImageJ. Chemical characterization was performed by energy dispersive spectroscopy (EDS) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The phase of the material was determined by X-ray diffraction (XRD) and the biological behavior was evaluated using the MTT colorimetric test in 1 and 7 days. A statistical analysis was performed with the MPS measurement data using Student’s T-distribution (p <0.05). For the biological behavior data, the one-way ANOVA test was applied followed by the Tukey’s post-test (p <0.05). The images obtained by SEM revealed MPS with spherical shape and free of porosities, the size and shape were not altered by the incorporation of the SIN or by sterilization. The analysis of the chemical composition showed an increase in the chemical element carbon and variation in transmittance associated with the possible presence of waste from sterilization. The FTIR also certified the incorporation of SIN into the PLGA. The material maintained its amorphous nature after sterilization. The sterilized and non-sterile samples were not cytotoxic in both experimental times. The solvent emulsion and evaporation method was satisfactory in obtaining the physical characteristics of the MPS. Sterilization by OE caused minor chemical changes without compromising the physical and biological characteristics of the MPS.