Desenvolvimento de hidrogel à base de CMC e PVAL para veiculação de nanopartículas de papaína.

Abstract

O objetivo deste trabalho foi desenvolver um hidrogel de carboximetilcelulose (CMC) e poli(vinil álcool) (PVAL) para veiculação de nanopartículas de papaína. As nanopartículas foram sintetizadas e caracterizadas por tamanho e reticulação por bitirosina. Quatro formulações de hidrogéis com e sem nanopapaína foram avaliados em relação a sua estabilidade preliminar, e citotoxicidade. A distribuição de proteína no hidrogel, bem como a atividade enzimática da papaína após o contato com o hidrogel também foram analisadas. Os resultados mostraram que a nanopapaína sintetizada apresentou tamanho em torno de 8 nm e maior intensidade de bitirosina quando comparada à papaína nativa, estando, portanto, em acordo com o descrito na literatura. Os hidrogéis produzidos apresentaram boa compatibilidade com a enzima in natura e nanoparticulada. O ensaio de estabilidade preliminar confirmou que o sistema estava estável visto que não houve precipitação ou alteração das propriedades organolépticas das amostras no período avaliado. A distribuição de proteínas no hidrogel se apresentou bastante homogênea em todas as formulações. Observou-se, porém que houve desestabilização do gel B quando em contato com o reagente Bradford. A quantificação da atividade enzimática da papaína após o contato com o gel mostrou que a papaína nativa manteve sua atividade alta (74,44% e 80,41%, para os géis AP e BP, respectivamente), enquanto que houve uma queda considerável da atividade da papaína nanoparticulada para 53,67% e 61,57% para os géis AN e BN, respectivamente. Tal perda de atividade é atribuída ao processamento e/ou etapas de processo de preparo do gel. O ensaio de viabilidade celular mostrou que a matriz polimérica não apresenta citotoxicidade, corroborando a literatura, uma vez que o material é biocompatível. Desta forma, é possível afirmar que o sistema desenvolvido apresenta potencial para aplicação biomédica, seja como veículo da própria papaína, ou para carreamento de outros fármacos mediante complexação com as nanopartículas de papaína. Enfatiza-se, entretanto, a necessidade de estudos futuros mais aprofundados de estabilidade, e biocompatibilidade. Palavras-chave: Hidrogel. Carboximetilcelulose. Poli(vinil álcool). Nanopartículas de papaína.

The objective of this work was to develop a carboxymethylcellulose (CMC) and poly (vinyl alcohol) hydrogel (PVAL) loaded with papain nanoparticles. The nanoparticles were synthesized and characterized by size and cross-linking by bysyrosine. Four formulations of hydrogels with native papain and nanoparticles papain were evaluated for their preliminary stability and cytotoxicity. The distribution of protein in the hydrogel as well as the enzymatic activity of papain after contact with the hydrogel were analyzed. The results showed that the synthesized papain nanoparticles had size around 8 nm and a higher intensity of bysyrosine when compared to the native papain, being therefore in agreement with the described in the literature. The hydrogels produced showed good compatibility with the in natura and nanoparticulated enzyme. The preliminary stability test confirmed that the system was stable since there was no precipitation or alteration of the organoleptic properties of the samples in the evaluated period. The distribution of proteins in the hydrogel was very homogeneous in all the formulations. It was observed, however, that there was destabilization of gel B when in contact with the Bradford reagent. Quantification of the enzymatic activity of papain after contact with the gel showed that native papain maintained its high activity (74,44% and 80,41% for AP and BP gels, respectively), whereas there was a considerable drop in the activity of the nanoparticulate papain to 53,67% and 61,57% for AN and BN gels, respectively. Such loss of activity is attributed to processing and / or process steps. The cell viability assay showed that the polymer matrix shows no cytotoxicity, corroborating the literature, since the material is biocompatible. Thus, it is possible to affirm that the developed system presents potential for biomedical application, either as a vehicle of papain itself or for the transport of other drugs through complexation with papain nanoparticles. However, further studies of stability, controlled release capacity and biocompatibility are required. Keywords: Hydrogel.Carboxymethylcellulose. Poly(vinyl alcohol). Papain nanoparticles.