Design de um sistema de administração transdérmica de medicamentos baseado em microagulhas obtidas por impressão 3D

Abstract

As microagulhas são dispositivos promissores para a administração transdérmica de medicamentos, oferecendo vantagens devido às suas dimensões micrométricas que permitem a penetração na pele de forma minimamente invasiva e sem acionar as terminações nervosas. Uma abordagem promissora para a fabricação de microagulhas é a manufatura aditiva, em especial a estereolitografia, que possibilita a criação de protótipos personalizados, simples e de baixo custo. Neste contexto, o presente estudo teve como objetivo desenvolver um novo sistema transdérmico baseado em microagulhas, utilizando impressão 3D com estereolitografia de máscara (MSLA). A pesquisa foi dividida em duas linhas complementares: (1) desenvolvimento de microagulhas por impressão 3D e (2) criação de monômeros fotopolimerizáveis para a produção das microagulhas. Na primeira linha de pesquisa, foram projetadas e impressas microagulhas mestres em 3D, que serviram de molde para a produção de microagulhas poliméricas de alginato de sódio e polimetilmetacrilato (PMMA). Os testes mostraram que as microagulhas de alginato apresentaram tenacidade à fratura insuficiente, indicando a necessidade de aditivos para reforço mecânico. Já as microagulhas de PMMA, avaliadas por microscopia óptica e eletrônica de varredura, apresentaram retilineidade e detalhes satisfatórios em escala submilimétrica. Contudo, foram observadas baixa resolução nas pontas e uma superfície porosa, característica que, embora comprometa as propriedades mecânicas, facilita a adsorção dos fármacos dexametasona e quercetina. Na segunda linha de pesquisa, foram sintetizados monômeros metacrilatos a partir de ciclohexanodimetanol, glicerol, floroglucinol e óleo de soja. A caracterização por ressonância magnética nuclear e espectroscopia no infravermelho confirmou a estrutura desses monômeros, que, combinados, permitiram a criação de três protótipos de resinas com viscosidades adequadas (abaixo de 3 Pa.s) para impressão 3D, conforme análise de reologia rotacional. Essas resinas foram então utilizadas para imprimir matrizes com 100 microagulhas cônicas, cujas dimensões, avaliadas por microscopia eletrônica de varredura, apresentaram alturas médias de 655,0 ± 1,9 μm (MA 1), 663,0 ± 1,2 μm (MA 6) e 660 ± 1,0 μm (MA 7). Essas microagulhas passaram por caracterizações mecânicas e térmicas detalhadas. Análises de profundidade de microperfurações em Parafilm "M" e pele de porco, realizadas por tomografia de coerência óptica (OCT) e cortes histológicos, demonstraram que as microagulhas penetraram com sucesso o estrato córneo e a camada dérmica superficial (1,5-4 mm de espessura), sem ativar as terminações nervosas. Ensaios de citocompatibilidade confirmaram a biocompatibilidade das microagulhas. Este trabalho destaca o desenvolvimento de de novas resinas biocompatíveis para sistemas transdérmicos de administração de medicamentos, com foco nas microagulhas, e abre caminho para outras aplicações em estereolitografia, como implantes de alto desempenho.