Preparação de insertos oculares para o tratamento do olho seco

Abstract

O olho seco é uma doença crónica, sem cura, que afeta entre 5 a 30% da população mundial. Atinge, maioritariamente adultos com idades superiores a 50 anos, dentro destes, principalmente mulheres, quando estas atingem a menopausa. O aumento da esperança média de vida e consequente aumento da população de idosos, assim como o avanço tecnológico e o aumento do número de utilizadores de monitores levam a que o número de pessoas afetadas por esta patologia seja cada vez maior. Existem duas causas que levam ao olho seco: a produção insuficiente da lágrima e a sua evaporação excessiva. Os sintomas são variados, como por exemplo, desconforto, secura e ardor ocular, lacrimejo excessivo, visão desfocada, entre outros. Todavia, existem uma série de métodos que permitem atenuar os sintomas, nomeadamente os lubrificantes, como colírios, pomadas e géis, os agentes anti-inflamatórios, e em casos mais severos, a oclusão de pontos lacrimais e a cirurgia. Dentro destes destacam-se os colírios, que são os mais usados mundialmente, devido à sua fácil administração e adaptação e pelo custo acessível. Contudo, estes trazem algumas desvantagens, tais como, a necessidade de uma administração contínua e a dosagem imprevisível. Posto isto, surge a necessidade de desenvolver técnicas mais eficientes para o tratamento do olho seco.Com a presente dissertação pretendeu-se desenvolver um inserto ocular para reduzir os sintomas do olho seco. O inserto, de base polimérica, deverá libertar de forma continua e controlada, durante um período entre 1 a 2 semanas, um lubrificante, que corresponde ao ácido hialurónico (HA). Para além do HA, o inserto será composto também por policaprolactona (PCL), um polímero hidrofóbico, e por polietilenoglicol (PEG), um polímero hidrofílico com propriedades lubrificantes que deverá ser libertado em simultâneo com o HA.De forma a encontrar a metodologia e a formulação mais adequada ao objetivo estipulado, testaram-se diversas formulações e metodologias na preparação dos insertos, onde se fez variar vários parâmetros, nomeadamente, o rácio e o peso molecular dos polímeros (PEG e PCL). Para a preparação dos insertos foram utilizados dois métodos: os sistemas do tipo reservatório e os sistemas do tipo monolítico. Nos insertos do tipo monolítico, o HA encontra-se homogeneamente por toda a matriz polimérica, enquanto que nos insertos do tipo reservatório, este encontra-se num núcleo revestido por uma matriz polimérica. Para além da preparação dos insertos, foi estudada a cinética de libertação do HA e do PEG incorporado nos insertos. O estudo foi efetuado através da perda de massa dos insertos, durante um período entre 1 a 2 semanas, quando inseridos, individualmente em frascos com água destilada, numa estufa a 37°C. Foi também analisada a capacidade de absorção de água dos polímeros utilizados. Recorreu-se à técnica RMN para determinar a conversão, o peso molecular, o rácio PEG/PCL e a percentagem de PEG dos polímeros e copolímeros sintetizados. Os resultados adquiridos permitiram concluir que a libertação ocorre a uma velocidade demasiado rápida nos insertos do tipo monolítico. Em relação aos insertos do tipo reservatório, quanto maior é a percentagem de PEG (20%) e de HA no inserto, maior é a perda de massa e, consequentemente, maior é a libertação. Para além disso, quanto menor o peso molecular do PEG e da PCL, maior é a perda de massa. Para percentagens de PEG igual a 10%, este atua como plastificante pelo que a libertação é menor. Posto isto, o inserto que obteve melhores resultados foi aquele constituído por um núcleo com 20% de HA e 80% de PEG 4000, revestido por 10% de PEG 1000 e 90% de PCL 10 000, uma vez que a cinética de libertação foi linear ao longo do tempo, tendo libertado toda a massa prevista dentro do período de tempo pretendido.

Dry eye is a chronic disease, without cure, that affects 5 to 30% of the world’s population. It affects mostly adults older than 50 years of age, with a higher incidence in women when they reach menopause. The increase of the average life expectancy, resulting in the growth of the elderly population, and the technological advances, which increase the number of monitor users are two main factors leading to the growth of the number of people with dry eye. There are two main causes for developing dry eye: the decreasing of tear production and the excessing tear evaporation. The symptoms include ocular discomfort, dryness, burning, excessive tearing, blurred vision, and others. However, there are several methods available to mitigate these symptoms, such as the use of lubricants such as eye drops, ointments and gels, anti-inflammatory agents, and in more severe cases, lacrimal punctum occlusion and surgery. The most relevant and popular method in the world is the use of eye drops, due to its easy administration, adaptation and cost. However, the use of artificial tears has some limitations such as the need for a continuous administration and difficult dosing. Therefore, there is the need to develop more efficient techniques for treating dry eye.The aim of this dissertation was to develop an ocular insert to reduce dry eye symptoms. The insert, which is polymer based, has to release continuously and in a controlled way, for a period of 1-2 weeks, a lubricant which, in this case, was hyaluronic acid (HA). In addition to HA, the insert was also composed by polycaprolactone (PCL), a hydrophobic polymer, and by polyethylene glycol (PEG), a hydrophilic polymer with lubricating proprieties, witch has to be released simultaneously with the HA. In order to find the best methodology and formulation suited for the stipulated objective, various formulations and methodologies with different ratios and molecular weights of the polymers (PEG and PCL) were tested. For the preparation of the inserts two methods were used: the reservoir system and the monolithic system. In the monolithic inserts, HA was homogenously dispersed throughout the polymeric matrix, while in the reservoir insert the HA was immobilized in a core coated by a polymeric matrix. In addition to the preparation of the inserts, it was also studied the release kinetics of the HA and the PEG incorporated in the inserts. The study was performed through the determination of the inserts mass loss, for a period of 1-2 weeks, when individually incubated in glass bottles containing distillated water, which were kept at 37ºC. The capacity of water abortion of the polymers used was also analyzed. RMN technique was used to determinate the conversion, molecular weight, PCL/PEG ratio and percentage of PEG of the synthesized polymers and copolymers. The results showed that the components release of the monolithic inserts was too fast. In the reservoir inserts, the higher the percentage of PEG (20%) and of HA, the greater the mass loss and, consequently, the greater the liberation of PEG and HA. Furthermore, the lower the molecular weight of PEG and PCL, the greater the mass loss. For percentages of PEG equal to 10%, PEG acts as a plasticizer so the release rate is lower. In sum, the insert which presented the most suitable release kinetic results was composed by a core with 20% of HA and 80% of PEG 4000 coated by 10% of PEG 1000 and 90% of PCL 10 000. The release kinetic was linear over the time, and the insert lost all the mass expected within the desired time period.