Aniônico polimerização de um copolímero anfifílicas para Preparação de copolímero em bloco As micelas estabilizada por interacções de empilhamento π-¸

O objetivo geral deste trabalho é demonstrar os passos essenciais necessários para a síntese de materiais de copolímero em bloco por polimerização aniônica de abertura de anel e mostrar o fluxo necessário de estudos para a formulação de micelas de copolímero em bloco com um fármaco hidrofóbico. Este protocolo demonstra a execução adequada dos passos e procedimentos necessários para a síntese de copolímero em bloco por polimerização aniônica. A grande vantagem da abertura de anel por polimerização aniônica é a síntese de materiais com bom rendimento e baixa dispersidade polimérica.

Bem como a escalabilidade do processo. Este é um momento empolgante para a liberação polimérica de fármacos. Com diversos medicamentos dependendo de formulações e micelas de copolímeros em bloco, atualmente em estágios avançados de pré-clínico ou em desenvolvimento clínico.

Prepare os reagentes e os materiais para a transferência conforme descrito no protocolo textual. Pese o metoxipolietilenoglicol com peso molecular de 5.000. Adicione o mPEG em um frasco seco contendo um bastão de agitação e feche o adaptador de purgação com uma septa na parte superior.

Conecte o frasco ao manifold e borbulhe argônio no frasco por dois a três minutos. Gire a válvula para a posição de vácuo para borbulhar o frasco. Gire o frasco manualmente e seque o vaso de reação de forma homogênea, com um secador de cabelo ou maçarico de calor, até que o mPEG derreta.

Após um minuto, rompa o vácuo girando a válvula do manifold para a posição de Argônio com vários movimentos rápidos para resfriar o frasco. Mantenha o macroiniciador polimérico sob vácuo por aproximadamente duas horas e, em seguida, sob Argônio antes do início da reação. Em seguida, monte dois aparatos de destilação a alto vácuo que tenham sido previamente secos em uma estufa sob a capela.

Um aparelho é para a destilação de DMSO e outro é para a destilação do monômero, éter de fenil glicerol. Conecte os frascos separados aos dois aparelhos e instale cada um em um manto de aquecimento hemisférico ou em banho de óleo. Conecte água fria ao topo de cada aparelho e à tubulação múltipla.

Certifique-se de que cada aparelho esteja seguro e bem vedado. Ative o vácuo por meio da válvula. Ajuste o aquecimento por meio de um controlador de temperatura e inicie a agitação das soluções.

Após duas horas de circulação em destilação de DMSO, feche a válvula de alto vácuo para coletar aproximadamente 20 mililitros de solução. Em seguida, libere a fração no frasco e repita a operação mais uma vez, para garantir a pureza da fração desejada que será coletada posteriormente. Aqueça o frasco contendo o mPEG sob vácuo com o maçarico até que o polímero derreta e, então, purgue novamente com argônio.

Após duas horas, feche a válvula de alto vácuo e colete o volume de solvente. Pare o aquecimento e libere o vácuo a partir do manifold. Introduza Argônio na câmara, conforme descrito anteriormente.

Sob pressão positiva de argônio, conecte um lado da cânula a um cilindro graduado, ou diretamente ao frasco contendo o mPEG, também sob argônio, e imerja cuidadosamente a outra extremidade na fração recém-destilada. Conecte um borbulhador adicional ao frasco, interrompa o fluxo de argônio e utilize apenas a pressão de argônio proveniente do aparato de destilação. Para evitar acidentes causados pela pressão de argônio, abra a rolha de vidro por um a dois segundos e feche novamente para continuar o fluxo de DMSO até que a transferência completa seja concluída.

Em seguida, sob argônio, conecte um lado da cânula do cilindro graduado seco, vedado por um septo, a uma solução estoque de naftaleno potássio 0,3 molar. Depois, adicione um borbulhador extra ao cilindro graduado, feche o fluxo de argônio para o cilindro e, sob pressão positiva de argônio, transfira cinco mililitros de naftaleno potássio 0,3 molar por cânulação da solução estoque para o cilindro graduado. Insira outra agulha do manifold no cilindro e remova o borbulhador extra.

Remova com cuidado a cânula conectada à solução estoque, insira-a rapidamente no frasco de reação e conecte um borbulhador extra. Em seguida, como descrito anteriormente, adicione a base gota a gota até que a solução escureça. Após o lento desaparecimento da cor, adicione outra porção até que a cor escura reapareça, e repita até a transferência completa.

Como descrito anteriormente, transfira o volume desejado do monômero para a reação, a fim de atingir um grau de polimerização do éter glicol polifenólico de aproximadamente 18 a 20 unidades. Deixe a reação por 48 horas a 80 graus Celsius, sob atmosfera de argônio e com agitação constante, para garantir a polimerização completa. Interrompa a reação pela adição de gotas de ácido clorídrico normal e metanol, conforme observado pelo desaparecimento da cor.

Extraia o naftaleno da solução de DMSO com hexano. Remova aproximadamente 70 mililitros do DMSO por destilação sob vácuo. Resfrie a solução em suspensão e adicione 15 mililitros de THF.

Remova o sal da solução de suspensão por centrifugação a 5.000 vezes g durante dez minutos. Transfira o sobrenadante e adicione gota a gota a 500 mililitros de éter dietílico frio. Colete o precipitado por filtração ou por centrifugação.

Após repetir a precipitação duas vezes, seque o precipitado à temperatura ambiente sob a capela, durante a noite, e depois sob vácuo a 30 graus celsius por 24 a 48 horas, obtendo um rendimento de 85%. O copolímero está agora pronto para caracterização, conforme descrito no protocolo textual. Dissolva 12 miligramas de doxorrubicina em um mililitro de acetonitrila. Adicione 10 microlitros de trietilamina e deixe a solução agitar no escuro por duas horas.

Dissolva 45 miligramas do copolímero em um mililitro de THF e agite pelo mesmo período de tempo. Adicione a solução do copolímero à solução de doxorrubicina e lave o frasco contendo copolímero residual com um volume adicional de THF. Em seguida, adicione a mistura de copolímero-fármaco gota a gota a um frasco de 20 mililitros contendo 15 mililitros de solução salina 0,9% sob agitação.

Transfira a solução para uma bolsa de diálise e realize a diálise contra 500 mililitros de solução salina 0,9%. Transfira o dialisado para um tubo de 15 mililitros e centrifugue a 5.000 × g durante 15 minutos. Em seguida, transfira o sobrenadante para um sistema de ultrafiltração que contenha uma membrana de diálise.

Coloque o adaptador de agitação no sistema de ultrafiltração, feche a tampa e abra para um fluxo de nitrogênio. Concentre a solução de micelas de copolímero em bloco até um volume de quatro mililitros e adicione seis mililitros de soro fisiológico fresco. Em seguida, concentre novamente a solução de micelas de copolímero em bloco até 4 mililitros, enxágue a câmara com 0,5 mililitro de soro fisiológico e adicione ao meio.

Armazene a solução resultante em frascos âmbar à temperatura ambiente e no escuro, antes de usá-la posteriormente. A polimerização aniônica por abertura de anel do éter de fenilglicerol sobre o macroiniciador mPEG foi utilizada para preparar o copolímero dibloco anfifílico por meio da protonação profunda do grupo hidroxila do mPEG. Utilizando naftaleno potássico como ânion radical, seguido da polimerização do monômero de éter de fenilglicerol.

A caracterização do copolímero em bloco por cromatografia de permeação em gel e análise por espectroscopia de RMN de próton confirmou uma distribuição estreita de massa molecular com um grau de polimerização do éter de fenilglicerol de 15 unidades. Em meio aquoso, os copolímeros em bloco anfifílicos se auto-organizam formando micelas que consistem em um núcleo hidrofóbico cercado por uma camada externa hidrofílica. A microscopia eletrônica de transmissão confirmou uma morfologia esférica e a dispersão dinâmica de luz indicou um diâmetro hidrodinâmico de 25 nanômetros.

A doxorrubicina foi encapsulada com sucesso nas micelas de copolímero em bloco. Em comparação com a droga protonada livre em solução, o autoextinção da doxorrubicina, observada por espectroscopia de fluorescência, confirmou a incorporação da droga nas micelas poliméricas, com uma capacidade de carregamento de até 14%. O perfil de liberação da doxorrubicina a partir das micelas de copolímero em bloco indicou boa estabilidade dessa formulação em pH neutro e liberação sustentada da droga ao longo de quatro dias em condições fisiologicamente relevantes.

Uma vez dominada, esta técnica pode ajudar os alunos em ciências farmacêuticas a preparar a síntese de copolímeros dibloco para aplicação na liberação de fármacos. Este procedimento descrito aqui pode ser aplicado na síntese de uma ampla gama de copolímeros com PEG como iniciador. Aqui, a ênfase foi colocada em assegurar boas práticas de laboratório, que proporcionam condições anidras e resultam em materiais de alta qualidade.

Após assistir a este vídeo, devo ter uma boa compreensão de como trabalhar em condições anidras e deveria ser capaz de aplicar essas etapas para a síntese de poliéster de PEG ou materiais de poliéster de PEG. Ao realizar qualquer uma das pesquisas descritas, é essencial lembrar que se está trabalhando em condições controladas, com solventes orgânicos potencialmente perigosos e outros agentes. Além disso, todas as substâncias químicas são tóxicas e devem ser manipuladas com as precauções necessárias.

Por exemplo, usar luvas, jaleco de laboratório, sapatos fechados, bem como usar uma máscara ao pesar as drogas.