Membranas mucoadesivas obtidas por eletrofiação de sistemas poliméricos contendo nistatina para ação antifúngica via oral

Abstract

O tratamento contra o câncer pode ocasionar alguns problemas na capacidade imunológica do paciente, deixando-o propenso a desenvolver outras doenças, como inflamações e infecções. A mucosite oral (MO) é uma inflamação da mucosa que ocorre devido ao tratamento contra câncer na região de cabeça e pescoço, que por sua vez facilita a possibilidade de infecções fúngicas, que são recorrentes nesses casos. A MO apresenta poucas alternativas terapêuticas e a pesquisa de novos dispositivos que possibilitem o seu tratamento de forma segura e eficaz justificam as pesquisas nessa área. O objetivo desse trabalho foi desenvolver uma membrana antifúngica mucoadesiva para liberação do antifúngico nistatina (NYS) na mucosa oral. A utilização dessa membrana poderá se configurar em tratamento alternativo, indolor e sem efeitos adversos. A técnica que foi utilizada para obter as membranas foi a eletrofiação, utilizando-se soluções poliméricas compostas por poli(ácido láctico) (PLA), poli(óxido de etileno) (PEO) e pectina (PEC), onde foi aplicada uma tensão elétrica sobre elas, formando as membranas constituídas por fibras. Sendo assim, foi possível estudar o efeito dos sistemas poliméricos, especialmente a PEC, contendo PLA e PEO, para aprimorar a propriedade de mucoadesividade, aumentando a eficácia na adesão da membrana na região oral. Foram avaliados diversos sistemas com variações de parâmetros de processo, bem como variáveis da solução, entre elas as concentrações de PEO e PEC e tipo de solventes, além da análise da possibilidade da configuração da eletrofiação direta e coaxial. As caracterizações realizadas incluíram microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura (MEV) para análises morfológicas, que revelaram fibras com tamanhos diversificados em uma mesma membrana e diâmetros de 598 a 1006 nm. A capacidade de intumescimento exibiu possível influência da porosidade e da inclusão de PEC. Os ângulos de contato das membranas, mesmo após 30 min, não mostraram caráter hidrofílico, com exceção da PLA/PEC/NYS. As propriedades mecânicas sob tração não melhoraram com adição dos componentes, e a calorimetria exploratória diferencial (DSC) indicou menores temperaturas de transições térmicas com a inclusão da PEC. Por sua vez, a microscopia eletrônica de transmissão (MET) revelou encapsulamento da NYS na membrana PLA/PEO/PEC/NYS, corroborando com a ausência da atividade fungicida no ensaio microbiológico. Portanto, observou-se que a membrana PLA/PEO/PEC/NYS foi menos eficaz em diversos aspectos, como o efeito fungicida, propriedades mecânicas, interação com a água e, por fim, a avaliação de mucoadesão mostrou um valor baixo e pouca influência com a adição dos componentes. Em contrapartida, a formulação PLA/PEC/NYS demonstrou que o fármaco estava mais próximo da superfície na análise por MET e exibiu inibição fúngica eficaz, além de apresentar melhorias na avaliação de mucoadesão. Portanto, a membrana PLA/PEC/NYS foi mais eficaz na interação com a água, mucoadesividade e efeito fungicida. A comparação aponta para uma saturação de componentes que possam contribuir para a performance da membrana.

Abstract: Cancer treatment can lead to certain impairments in the patient's immune function, increasing susceptibility to other diseases, such as inflammations and infections. Oral mucositis (OM) is an inflammation of the mucosa resulting from head and neck cancer treatment, which in turn facilitates the development of fungal infections, which are recurrent in these cases. OM has limited therapeutic options, and the investigation of innovative devices to enable safe and effective treatment justifies research in this field. The objective of this study was to develop a mucoadhesive and antifungal membrane capable of adhering to the oral mucosa and releasing an antifungal agent, nystatin (NYS), as an alternative treatment modality with painless characteristics, minimal adverse effects, and practical application. The method utilized to produce the membranes was electrospinning, using polymeric solutions composed of poly(lactic acid) (PLA), poly(ethylene oxide) (PEO), and pectin (PEC), where an electrical voltage was applied to them, forming the membranes constituted by fibers. Thus, it was possible to study the effect of the polymeric systems, especially PEC, containing PLA and PEO, to enhance the mucoadhesive property, increasing the efficacy of membrane adhesion in the oral region. Various systems were evaluated with variations in process parameters, as well as solution variables, among them the concentrations of PEO and PEC and type of solvents, in addition to the analysis of the possibility of the direct and coaxial electrospinning configuration. Characterization included optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) for morphological analysis, revealing fibers of varying sizes within the same membrane, with diameters ranging from 598 to 1006 nm. The swelling capacity exhibited possible influence of porosity and the inclusion of PEC, while contact angle measurements after 30 minutes showed no hydrophilic behavior, except for PLA/PEC/NYS. Tensile testing demonstrated no mechanical property improvement with added components, and differential scanning calorimetry (DSC) indicated lower thermal transition temperatures with the inclusion of PEC. In turn, transmission electron microscopy (TEM) revealed the encapsulation of NYS in the PLA/PEO/PEC/NYS membrane, corroborating with the absence of fungicidal activity in the microbiological assay. Transmission electron microscopy (TEM) confirmed NYS encapsulation in the PLA/PEO/PEC/NYS membrane, whereas PLA/PEC/NYS exhibited drug localization near the surface, correlating with antifungal efficacy in microbiological teste. In contrast, PLA/PEO/PEC/NYS lacked effective antifungal activity. Finally, mucoadhesion evaluation revealed superior performance of PLA/PEC/NYS compared to PLA/PEO/PEC/NYS. Thus, the PLA/PEO/PEC/NYS membrane proved less effective in multiple aspects, including antifungal effect, mucoadhesion, mechanical properties, and water interaction. Conversely, PLA/PEC/NYS demonstrated enhanced water interaction, mucoadhesion, and antifungal efficacy. This comparison suggests a saturation of components that may compromise membrane performance.