Sistemas de liberação controlada com bupivacaína racêmica (S50-R50) e mistura enantiomérica de bupivacaína (S75-R25): efeitos da complexação com ciclodextrinas no bloqueio do nervo ciático em camundongos Sistemas de liberación controlada con bupivacaína racémica (S50-R50) y mescla enantiomérica de bupivacaína (S75-R25): efectos de la complexación con ciclodextrinas en el bloqueo del nervio ciático en ratones Drug-delivery systems for racemic bupivacaine (S50-R50) and bupivacaine enantiomeric mixture (S75-R25): cyclodextrins complexation effects on sciatic nerve blockade in mice - Daniele Ribeiro de Araújo (Revista Brasileira de Anestesiologia, 2005)
JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: Os efeitos adversos associados ao uso de bupivacaína levaram à procura por novos anestésicos locais (AL) com perfil de bloqueio semelhante e menos tóxicos, surgindo novas preparações como a mistura enantiomérica de bupivacaína (S75-R25). Os sistemas de liberação controlada, contendo AL em carreadores como ciclodextrinas (CD), têm como objetivo melhorar a eficácia anestésica e o índice terapêutico dessas drogas. Este estudo visou a preparação, a caracterização e a avaliação da eficácia anestésica dos complexos de inclusão da mistura enantiomérica da bupivacaína (S75-R25) e da bupivacaína racêmica (S50-R50) com hidroxipropilb-ciclodextrina (HPb-CD) comparando-os com as preparações atualmente utilizadas na clínica. MÉTODO: Os complexos de inclusão foram preparados misturando-se quantidades apropriadas de HPb-CD e S50-R50 ou S75-R25 nas razões molares (1:1 e 1:2) e caracterizados por estudos de solubilidade de fases. Determinaram-se as constantes de afinidade (K) de cada AL pela HPb-CD. Os bloqueios motor e sensorial induzidos pelas drogas livres e complexadas foram avaliados, em camundongos, através do bloqueio do nervo ciático. Para a realização dos experimentos, utilizaram-se três concentrações de AL: 0,125%; 0,25% e 0,5%. RESULTADOS: Os estudos de solubilidade indicaram a formação de complexos de inclusão de S50-R50 e S75-R25 com HPb-CD, com valores de constante de afinidade (K) similares para os dois anestésicos: 14,7 M-1 (S50-R50:HP-bCD) e 14,3 M-1 (S75-R25:HP-bCD). Os testes em animais mostraram que a complexação potencializou o bloqueio nervoso diferencial induzido pelos AL: i) a duração do bloqueio motor induzido por S75-R25 foi similar à do S50-R50, mas menos intenso (p < 0,001). Já os complexos, S50-R50HPb-CD e S75-R25HPb-CD reduziram a latência (p < 0,01 e p < 0,05, respectivamente) sem modificar a intensidade do bloqueio motor (Emáx), em relação às drogas livres; ii) a avaliação do bloqueio sensorial mostrou aumento na intensidade da analgesia com os sistemas S50-R50HPb-CD (2 vezes, p < 0,001) e S75-R25HPb-CD (1,5-1,8 vezes; p < 0,01 e p < 0,001, respectivamente), nas duas proporções molares (1:1 e 1:2, AL:CD), além do prolongamento da duração do efeito analgésico, quando comparados às formulações S50-R50 e S75-R25. CONCLUSÕES: Os efeitos analgésicos mais pronunciados, obtidos após a complexação com HPb-CD, mostram que ambas as formulações, S50-R50HPb-CD e S75-R25HPb-CD, são de grande interesse para o alívio da dor no período pós-operatório, com a vantagem de serem administradas em menores concentrações. Entretanto, há que se ressaltar que a mistura enantiomérica de bupivacaína (S75-R25), por ser menos tóxica, representa uma alternativa no desenvolvimento de formulações de liberação controlada mais seguras e eficazes do que com a bupivacaína racêmica (S50-R50). JUSTIFICATIVA Y OBJETIVOS: Los efectos adversos asociados al uso de bupivacaína llevaron a la búsqueda por nuevos anestésicos locales (AL) con perfil de bloqueo semejante y menos tóxicos, surgiendo nuevas preparaciones como la mezcla enantiomérica de bupivacaína (S75-R25). Los sistemas de liberación controlada, conteniendo AL en carreadores como ciclodextrinas (CD), tienen como objetivo mejorar la eficacia anestésica y el índice terapéutico de esas drogas. Este estudio visó la preparación, caracterización y evaluación de la eficacia anestésica de los complejos de inclusión de la mezcla enantiomérica de la bupivacaína (S75-R25) y de la bupivacaína racémica (S50-R50) con hidroxipropilb-ciclodextrina (HPb-CD) comparándolos con las preparaciones actualmente utilizadas en la clínica. MÉTODO: Los complejos de inclusión fueron preparados mezclándose cantidades apropiadas de HPb-CD y S50-R50 ó S75-R25 en las razones molares (1:1 y 1:2) y caracterizados por estudios de solubilidad de fases. Se determinaron las constantes de afinidad (K) de cada AL por la HPb-CD. Los bloqueos motor y sensorial inducidos por las drogas libres y complejadas fueron evaluados en ratones, a través del bloqueo del nervio ciático. Para la realización de los experimentos, se utilizaron tres concentraciones de AL: 0,125; 0,25 y 0,5%. RESULTADOS: Los estudios de solubilidad indicaron la formación de complejos de inclusión de S50-R50 y S75-R25 con HPb-CD, con valores de constante de afinidad (K) análogos para los dos anestésicos: 14,7 M-1 (S50-R50: HP-bCD) y 14,3 M-1 (S75-R25: HP-bCD). Las pruebas en animales mostraron que la complejidad potenció el bloqueo nervioso diferencial inducido por los AL: i) la duración del bloqueo motor inducido por S75-R25 fue análogo al del S50-R50, pero menos intenso (p < 0,001). Ya los complejos, S50-R50HPb-CD y S75-R25 HPb-CD redujeron la latencia (p < 0,01 y p < 0,05, respectivamente) sin modificar la intensidad del bloqueo motor (Emáx), con relación a las drogas libres; ii) la evaluación del bloqueo sensorial mostró un aumento en la intensidad de la analgesia con los sistemas S50-R50 HPb-CD (2 veces, p < 0,001) y S75-R25 HPb-CD (1,5-1,8 veces; p < 0,01 y p < 0,001, respectivamente), en las dos proporciones molares (1:1 y 1:2, AL:CD), además del prolongamiento de la duración del efecto analgésico, cuando comparados a las formulaciones S50-R50 y S75-R25. CONCLUSIONES: Los efectos analgésicos más pronunciados logrados después de la complexación con HPb-CD muestran que ambas formulaciones, S50-R50 HPb-CD y S75-R25 HPb-CD, son de grande interés para el alivio del dolor en el período postoperatorio, con la ventaja de ser administradas en menores concentraciones. Mientras, hay que resaltar que la mezcla enantiomérica de bupivacaína (S75-R25), por ser una droga menos tóxica, representa una alternativa en el desarrollo de formulaciones de liberación controlada más seguras y eficaces de que con la bupivacaína racémica (S50-R50). BACKGROUND AND OBJECTIVES: Bupivacaine-induced side effects have led to the search for new local anesthetics (LA) with similar potency and lower toxicity, such as bupivacaine enantiomeric mixture (S75-R25). Drug-delivery systems for LA in carriers, such as cyclodextrins (CD), have been developed to improve anesthetic potency and therapeutic index of those drugs. This study aimed at preparing, characterizing and evaluating the anesthetic efficacy of inclusion complexes of bupivacaine enantiomeric mixture (S75-R25) and racemic bupivacaine (S50-R50) with hydroxypropylb- cyclodextrin (HPb-CD) comparing them to clinically available preparations. METHODS: Inclusion complexes were obtained by mixing appropriate volumes of HPb-CD and S50-R50 or S75-R25 to final 1:1 or 1:2 molar ratios and were characterized by phase solubility experiments. Affinity constants (K) were determined between HPb-CD and each LA. Motor and sensory blocks induced by plain or complexed LA formulations were evaluated in mice by sciatic nerve block. Three LA concentrations were used during the experiment: 0.125, 0.25 and 0.5%. RESULTS: Solubility experiments results were indicative of S50-R50:HPb-CD and S75-R25:HPb-CD complexation, with similar affinity constant (K) values: 14.7 M-1 and 14,3 M-1, respectively. In vivo experiments have shown that complexation has enhanced differential nerve blockade induced by LA: i) motor blockade duration induced by S75-R25 was similar, to the induced by but less intense S50-R50 ( p < 0.001). S50-R50HPb-CD and S75-R25HPb-CD complexes have decreased onset (p < 0.01 and p < 0.05, respectively), without changing motor block intensity (Emax) as compared to plain drugs; ii) sensory block evaluation has revealed higher analgesic intensity with S50-R50HPb-CD (2-fold, p < 0.001) and S75-R25HPb-CD (1.5-1.8-fold, p < 0.01 and p < 0.001, respectively) with both molar ratios (1:1 and 1:2, LA:CD), in addition to prolonging analgesic effect as compared to S50-R50 and S75-R25. CONCLUSIONS: More pronounced analgesic effects obtained by complexation with HPb-CD have shown that both formulations, S50-R50HPb-CD and S75-R25HPb-CD, are very useful for postoperative pain relief, requiring lower LA concentrations. Nevertheless, it is worth noticing that S75-R25 - being less toxic than racemic bupivacaine - is an interesting alternative for the development of more effective and safe drug-delivery systems as compared to racemic bupivacaine (S50-R50).