Production of drug-releasing biodegradable microporous scaffold impregnated with gemcitabine using a CO2 foaming process

The use of supercritical fluids technology, in particular the use of CO2, is an important advantage over other production techniques of controlled release systems. The impregnation and foaming process can be carried out in a single step. By adjusting the conditions of pressure, temperature, depressurization time or type of polymer used, microcellular scaffolds can be obtained with desired characteristics and adapted to the patient's requirements. Moreover, it has been demonstrated that the use of polymeric solutions allows carrying out impregnation process at mild conditions. In this work, Gemcitabine impregnation in PLGA foams from polymeric solutions of ethyl lactate has been studied. The effect of polymer lactide to glycolide ratio (50:50 or 75:25), pressure (120 or 200 bar) and temperature (25 or 40 °C) were studied for three initial drug ratios (175, 105 or 35 mg GEM/g PLGA). Cell size of the foams varied between 35 μm and 158 μm, achieving an impregnation efficiency higher than 90 %. Finally, a study of the release profile of Gemcitabine in Phosphate Buffered Saline (PBS) was investigated and a mathematical modelling was carried out. In this model it was considered that the release process was divided into three different steps controlled by the external diffusion in the first place, by the internal transfer of mass in the second and then by the degradation of the polymer.
El uso de la tecnología de fluidos supercríticos, en particular el uso de CO2, es una importante ventaja frente a otras técnicas de producción de sistemas de liberación controlada. El proceso de impregnación y espumado se puede realizar en un solo paso. Ajustando las condiciones de presión, temperatura, tiempo de despresurización o tipo de polímero utilizado, se pueden obtener andamios microcelulares con las características deseadas y adaptados a los requerimientos del paciente. Además, se ha demostrado que el uso de soluciones poliméricas permite llevar a cabo el proceso de impregnación en condiciones suaves. En este trabajo se ha estudiado la impregnación de gemcitabina en espumas de PLGA a partir de soluciones poliméricas de lactato de etilo. El efecto de la relación entre la lactida y el glicólido del polímero (50:50 o 75:25), Se estudiaron la presión (120 o 200 bar) y la temperatura (25 o 40 °C) para tres proporciones iniciales de fármaco (175, 105 o 35 mg GEM/g PLGA). El tamaño de celda de las espumas varió entre 35 μm y 158 μm, logrando una eficiencia de impregnación superior al 90 %. Finalmente, se investigó un estudio del perfil de liberación de gemcitabina en solución salina tamponada con fosfato (PBS) y se llevó a cabo un modelo matemático. En este modelo se consideró que el proceso de liberación se dividía en tres pasos diferentes controlados por la difusión externa en primer lugar, por la transferencia interna de masa en el segundo y luego por la degradación del polímero. Se investigó un estudio del perfil de liberación de gemcitabina en solución salina tamponada con fosfato (PBS) y se llevó a cabo un modelo matemático. En este modelo se consideró que el proceso de liberación se dividía en tres pasos diferentes controlados por la difusión externa en primer lugar, por la transferencia interna de masa en el segundo y luego por la degradación del polímero. Se investigó un estudio del perfil de liberación de gemcitabina en solución salina tamponada con fosfato (PBS) y se llevó a cabo un modelo matemático. En este modelo se consideró que el proceso de liberación se dividía en tres pasos diferentes controlados por la difusión externa en primer lugar, por la transferencia interna de masa en el segundo y luego por la degradación del polímero.