Influência de diferentes métodos de esterilização em microesferas de poli(ácido-láctico-co-glicólico) incorporando sinvastatina

Abstract

Os polímeros sintéticos surgiram como substitutos ósseos promissores devido a sua versatilidade, disponibilidade e baixa morbidade ao paciente. Porém, um dos requisitos no processo de fabricação de biomateriais é a condição de esterilidade. Portanto, além do controle rigoroso durante a síntese, é necessário um procedimento de esterilização eficaz que altere minimamente as propriedades físicas, químicas e biológicas do biomaterial. Por esse motivo, este estudo teve como objetivo investigar in vitro a influência dos métodos de esterilização nas propriedades físicas, químicas e biológicas de microesferas de poli(ácido lático-co-glicólico) (PLGA), com ou sem incorporação de sinvastatina a 2%. Microesferas de PLGA e PLGA+2%SIM foram sintetizadas utilizando o método de emulsão e evaporação de solvente. As amostras destinadas à esterilização foram identificadas de acordo com os seguintes grupos: Autoclavagem, Radiação Gama e Óxido de Etileno. O grupo controle não recebeu tratamento. A microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi utilizada para analisar a morfologia das microesferas, enquanto a espectroscopia de energia dispersiva (EDS) foi empregada para determinar e quantificar os elementos químicos nas composições das amostras. Adicionalmente, a estrutura química das amostras foi analisada por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e avaliada por difração de raios X (DRX). A citotoxicidade dos biomateriais foi analisada utilizando células estromais da polpa de dentes decíduos humanos (SHED) com o teste colorimétrico MTT nos dias 1 e 7. A radiação gama não promoveu alterações na forma e superfície das microesferas, bem como na composição química da superfície. Segundo o FTIR, a radiação gama e o óxido de etileno alteraram a composição química das microesferas. Por outro lado, a radiação gama e o óxido de etileno não alteraram as características amorfas das microesferas. No que diz respeito à biocompatibilidade, a radiação gama induziu a maior viabilidade celular para microesferas incorporando sinvastatina, enquanto o óxido de etileno e a autoclave conduziram a um comportamento de citotoxicidade. Em resumo, a radiação gama foi o método que promoveu menor alteração nas propriedades físicas, químicas e biológicas das microesferas à base de PLGA incorporando sinvastatina.

Abstract: Synthetic polymers have emerged as prominent bone substitutes due to their versatility, availability, and low morbidity to the patient. However, one of the requirements in the manufacturing process of biomaterials is the condition of sterility. Therefore, in addition to rigorous control during synthesis, an effective sterilization procedure that minimally alters the physical, chemical, and biological properties of the biomaterial is necessary. For this reason, this study aimed to investigate in vitro the influence of sterilization methods on the physical, chemical, and biological properties of poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) microspheres, with or without 2% simvastatin incorporation. PLGA and PLGA+2%SIM microspheres were synthesized using the emulsion and solvent evaporation method. The samples designated for sterilization were identified according to the following groups: Autoclaving, Gamma radiation, and Ethylene oxide. The control group received no treatment. Scanning electron microscopy (SEM) was used to analyze the morphology of the microspheres, while energy dispersive spectroscopy (EDS) was employed to determine and quantify the chemical elements in the sample compositions. Additionally, the chemical structure of the samples was analyzed using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and evaluated through X-ray diffraction (XRD). The cytotoxicity of the biomaterials was analyzed using stromal cells from human exfoliated deciduous teeth (SHED) with the MTT colorimetric test on days 1 and 7. Gama radiation did not promoted changes in the microsphere shape and surface, as well as surface chemical composition. According to FTIR, gamma radiation and ethylene oxide altered the microsphere chemical composition. Conversely, gamma radiation and ethylene oxide did not alter the amorphous characteristics of the microspheres. Concerning the biocompatibility, gamma radiation induced the highest cellular viability for microspheres incorporating simvastatin, while ethylene oxide and autoclave led to a cytotoxicity behaviour. In summary, gamma radiation was the method that promoted least alteration on the physical, chemical, and biological properties of PLGA-based microspheres incorporating simvastatin.