Development of polyvinyl alcohol-based electrospinning membranes for controlled drug delivery

Abstract

[ES] El alcohol polivinílico (PVA) es un polímero sintético biodegradable y biocompatible que se ha utilizado en diversas aplicaciones médicas, entre ellas su uso como vehículo para la administración controlada de fármacos. En estos sistemas de administración de fármacos se busca una liberación continua del fármaco para mantener una dosis terapéutica en el organismo durante el transcurso del tratamiento, evitando así los picos y valles de concentración del fármaco característicos de los sistemas de administración tradicionales. Además, estos sistemas pueden colocarse en determinados puntos de interés del organismo para conseguir una liberación localizada en la zona a tratar, como, por ejemplo, en el saco conjuntival del ojo en forma de inserto ocular, para el tratamiento de enfermedades oculares, o directamente en la piel en forma de apósito, para el tratamiento de afecciones cutáneas. En este trabajo pretendemos diseñar membranas electrohiladas a base de PVA para la liberación controlada de fármacos. Estas membranas se fabricarán mediante la técnica tradicional de electrohilado, en la que se fabricarán membranas fibrosas de PVA, y mediante la técnica de electrohilado coaxial, en la que se recubrirán las fibras de PVA con otros polímeros sintéticos y naturales. La presencia o no de este recubrimiento y las características de este revestimiento determinarán el perfil de liberación del fármaco, lo que permitirá diseñar sistemas con diferentes tiempos de liberación (desde unos días hasta unas semanas), con el fin de conseguir una liberación adecuada a las necesidades de la farmacoterapia. La albúmina de suero bovino (BSA), una proteína extraída del suero bovino y ampliamente utilizada como proteína modelo en los estudios de liberación de fármacos, se utilizará como modelo para validar los sistemas desarrollados.

[CAT] L'alcohol polivinílic (PVA) és un polímer sintètic biodegradable i biocompatible que s'ha utilitzat en diverses aplicacions mèdiques, entre elles el seu ús com a vehicle per a l'administració controlada de fàrmacs. En aquests sistemes d'administració de fàrmacs es busca un alliberament continu del fàrmac per a mantindre una dosi terapèutica en l'organisme durant el curs del tractament, evitant així els pics i valls de concentració del fàrmac característics dels sistemes d'administració tradicionals. A més, aquests sistemes poden col·locar-se en determinats punts d'interés de l'organisme per a aconseguir un alliberament localitzat en la zona a tractar, com, per exemple, en el sac conjuntival de l'ull en forma d'insert ocular, per al tractament de malalties oculars, o directament en la pell en forma d'apòsit, per al tractament d'afeccions cutànies. En aquest treball pretenem dissenyar membranes d’electrofilat a base de PVA per a l'alliberament controlat de fàrmacs. Aquestes membranes es fabricaran mitjançant la tècnica tradicional d’electrofilat, en la qual es fabricaran membranes fibroses de PVA, i mitjançant la tècnica d’electrofilat coaxial, en la qual es recobriran les fibres de PVA amb altres polímers sintètics i naturals. La presència o no d'aquest recobriment i les característiques d'aquest revestiment determinaran el perfil d'alliberament del fàrmac, la qual cosa permetrà dissenyar sistemes amb diferents temps d'alliberament (des d'uns dies fins a unes setmanes), amb la finalitat d'aconseguir un alliberament adequat a les necessitats de la farmacoteràpia. L'albúmina de sèrum boví (BSA), una proteïna extreta del sèrum boví i àmpliament utilitzada com a proteïna model en els estudis d'alliberament de fàrmacs, s'utilitzarà com a model per a validar els sistemes desenvolupats.

[EN] Polyvinyl alcohol (PVA) is a biodegradable and biocompatible synthetic polymer that has been used in various medical applications, including its use as a vehicle for controlled drug delivery. In these drug delivery systems, a continuous release of the drug is sought in order to maintain a therapeutic dose in the organism during the course of treatment, thus avoiding the peaks and troughs in drug concentration characteristic of traditional delivery systems. In addition, these systems can be placed in certain points of interest in the body to achieve a localized release in the area to be treated, such as, for instance, in the conjunctival sac of the eye in the form of an ocular insert, for the treatment of eye diseases, or directly on the skin in the form of a dressing, for the treatment of skin conditions. In this work, we intend to design PVA-based electrospinning membranes for the controlled release of drugs. These membranes will be manufactured using the traditional electrospinning technique, where fibrous PVA membranes will be manufactured, and using the coaxial electrospinning technique, where the PVA fibres will be coated with other synthetic and natural polymers. The presence or not of this coating and the characteristics of this covering will determine the drug release profile, which will allow the design of systems with different release times (from a few days to a few weeks), for the purpose of achieving a release adequate to the needs of the pharmacotherapy. Bovine serum albumin (BSA), a protein extracted from bovine serum and widely used as a model protein in drug release studies, will be used as a model to validate the systems developed.