Otimização do ciclo de liofilização de uma vacina viral

A liofilização - ou secagem a frio (freeze drying em inglês) - é um complexo processo multiestágios, onde o produto é primeiramente congelado e sua secagem feita através de sublimação. Devido a esta forma de secagem a liofilização se torna um processo atrativo particularmente importante para a estabilização de componentes orgânicos hidratados e lábeis, de origem biológica. O processo de liofilização é amplamente empregado na indústria farmacêutica, porém em termos de gestão de processo, deve-se evitar a liofilização a todo custo, pois o processo possui diversas desvantagens como: equipamentos de alto investimento, alta demanda energética, processo que demanda tempos longos e produtos com facilidade de hidratar e frágeis, necessitando ser cuidadosamente embalados e armazenados. Este trabalho tem como objetivo a diminuição do ciclo de liofilização de uma vacina viral e analisar a possibilidade de carregamento desse produto no liofilizador a temperaturas negativas, de forma a possibilitar o aumento de produtividade. Para tal, foram realizados três experimentos com ciclos de liofilização com 17 e 20h a menos que o ciclo de liofilização da vacina comercial. Os experimentos foram realizados com a mesma formulação do lote comercial e utilizando um liofilizador piloto. As modificações foram realizadas nas propriedades físicas do ciclo de liofilização atual (temperatura, pressão e tempo) e na temperatura de carga do produto, sem alteração na formulação da vacina ou embalagem primária. Amostras do produto liofilizado experimental foram analisadas quanto ao seu aspecto, desempenho, umidade residual, potência e termoestabilidade acelerada segundo os Mínimos Requerimentos da Organização Mundial da Saúde. Todos os resultados analisados estiveram dentro das especificações e próximos ou melhores quando comparados aos lotes comerciais de origem

Conservação de espermatozóides bovinos por liofilização (freeze-drying).

2008

Liofilização como ferramenta de preservação de sêmen humano

Liofilização é um método alternativo de preservação de espermatozóide, com vantagens sobre o criopreservado pelo baixo custo de armazenamento, facilidade no transporte pela não necessidade de containers e baixas taxas de contaminação. Esse estudo foi realizado no intuito e testar a eficácia de 5 açúcares na proteção do material cromossômico (DNA) de espermatozoides humanos liofilizados após reidratação. Para isso foram utilizados espermatozoides de indivíduos classificados como normozooespérmicos segundo OMS. Em eppendorfs foram colocados 1ml de sêmen que foram diluídos (1:1) em 1 ml de solução de Glicose, Lactose, Maltose, Manitol e Sorbitol, separadamente, nas concentrações 0.2M, 0.4M, 0.5M e 0.6M. Essas amostras foram analisadas em duas fases a primeira após congelamento observando a porcentagem de células com danos de membrana e outra análise após a liofilização, utilizando o Teste Cometa para detectar as taxas de fragmentação de DNA dos espermatozoides recuperadas após reidratação. O processo de liofilização de espermatozoides não foi capaz de recuperar a motilidade dos mesmos, mas foi capaz de manter 62.30 ± 13.76% de membrana plasmática intacta na presença de 0.6M manitol. As substâncias que melhor preservaram o DNA dessas células foram 0.2 lactose, 0.2M e 0.6M manitol e sorbitol, com apenas 4% de danos ao DNA. Esses resultados sugerem uma boa proteção ao DNA de espermatozoides humanos liofilizados, mas ainda requer testes adicionais para avaliar a fertilização e estudos que garantam a viabilidade da prole

Membranas biológicas homólogas preservadas em solução alcalina seguida de liofilização, glicerina a 98% e por liofilização para implantação em eqüinos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Jambolão (Syzygium cumini) desidratado por liofilização e secagem em leito de jorro: avaliação do impacto do processo de secagem e caracterização do potencial funcional do produto final

Tropical fruits have been extensively studied due to their functional potential attributed to the presence of natural bioactive compounds. The exotic fruit jambolan (Syzygium cumini) has been reported for its appreciable amount of phenolic compounds, especially anthocyanins and antioxidant capacity. Nevertheless, there are hardly any derived jambolan products in the Brazilian market. In addition to that, considerable volumes of fruit are lost due to their high perishability. Dried fruits have become an important fruit market segment due to its weight and volume reduction and decreased transportation and storage costs. Thus, this study evaluated the jambolan pulp submitted to spouted bed drying (JLJ) and lyophilization (JLI), besides assessing the drying impact on the final product. In order to achieve this, the process performance was calculated and compared, as well the physicochemical and bioactive characteristics (moisture, water activity (aw), solubility, hygroscopicity, density, color, structure through images obtained by scanning electron microscopy (SEM), concentration of bioactive (total phenolic compounds (TPC), anthocyanins, proanthocyanidins and ascorbic acid) and antioxidant activity. The results showed drying efficiency higher than 60% for both products and that JLJ group showed higher moisture and water activity when compared to the JLI group (p<0.05). The two types of drying were able to produce stable final product in the microbiological point of view, given that both showed aw < 0.6. The final products exhibited high solubility (73.7 to 81.6%) and low hygroscopicity (9.8 to 11.6%), desirable characteristics for dehydrated foods. Despite the losses caused by drying, the dried jambolan pulp by both methods showed high TPC (468.6 to 534.0 mg GAE/100g dm), anthocyanins (from 491.9 to 673.4 mg. eq. cyanidin-3-glicoside/100g dm), proanthocyanidins (66.9 to 76.6 mg QTE/g dm) and ascorbic acid (156.4 to 186.8 mg/100 g dm). Taken together, the results of this study reveal spouted dried and freeze dried jambolan pulp as bioactive-rich natural products with suitable physicochemical and functional characteristics to be used as food ingredients. The data also demonstrate the drying techniques as rational strategies for the exploitation of the exotic fruit jambolan

Liofilização de fatias de abacaxi: avaliação da cinética de secagem e da qualidade do produto

O objetivo deste trabalho foi avaliar a cinética de secagem e os parâmetros de qualidade - conteúdo de vitamina C, reidratação e textura - de fatias de abacaxi liofilizadas em função da espessura e da temperatura de congelamento. Abacaxis do tipo Havaí, variedade Smooth Cayenne, foram fatiados transversalmente em espessuras de 0,5, 1,0 e 1,5 cm. As fatias foram congeladas nas temperaturas de -14, -24 e -34 °C, sendo, em seguida, conduzidas ao liofilizador. Uma parcela das amostras era destinada ao estudo da cinética de secagem pela pesagem periódica das mesmas, enquanto outra foi reservada para os testes de qualidade. O teor de vitamina C foi quantificado por adição de ácido oxálico na amostra e titulado com 2,6-diclorofenolindofenol. O parâmetro de textura avaliado foi a dureza, por testes de compressão em texturômetro, enquanto a reidratação foi obtida pela pesagem das amostras antes e após a imersão em água destilada por 5 min. Os resultados do presente trabalho mostraram que existe uma forte dependência da cinética de secagem e dos atributos de qualidade de fatias de abacaxi liofilizadas em função das condições utilizadas durante a etapa de congelamento, mesmo sendo este classificado como congelamento lento. Por outro lado, a taxa de congelamento não é a única variável que tem influência sobre a cinética de secagem e os atributos de qualidade. A combinação de temperatura e umidade, tanto durante a liofilização propriamente dita, quanto durante a etapa de reidratação, tem influência sobre a transição vítrea do material que, por sua vez, afeta a extensão do colapso estrutural sofrido pelo produto.

Encapsulação da rifampicina em matrizes poliméricas flutuantes obtidas por liofilização a partir de metilcelulose e ftalato de hidroxipropilmetilcelulose. Avaliação da liberação in vitro

Floating multiparticles for oral administration with different compositions were studied from a matricial polymeric system to obtain sustained release. The polymers used in the multiparticles constitution were methylceullose (MC) and hydroxypropylmethylcelullose phthalate (HPMCP) in several proportions. Spherical and isolated structures were obtained using HPMCP/MC in the range from 1:3 to 1: 13. The diameters of the floating multiparticles were in the range from 3 to 3.25 mm, while the non-floating particles were between 1.75 and 2.1 mm. The morphological analysis by confocal microscopy showed that the probable mechanism of drug release was the diffusion from the inner of particles to external media. The encapsulation of hydrophilic model substances (tartrazin and bordeaux S), showed that the maximum incorporation was about 38%, while for the lipophilic model substances (rifampicin) was 45%. The in vitro release of rifampicin in acid medium was dependent on the ratio HPMCP/MC. In alkaline medium the release followed a two-step profile, with slow release in the initial times and subsequent increase in the higher times The initial drug delivery profile was not dependent on the MC/HPMCP ratio and can be related with the release of the antibiotic from multiparticle inner caused by the swelling of polymers by the presence of water in the system. However, afterwards the release proceeds with typical profile of process involving hydrogels systems.

Efeito da velocidade de congelamento sobre a liofilização, reidratação e atributos de qualidade de fatias de maçã

Pós-graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos - IBILCE

Metodologia para obtenção de Antocianinas de frutos de juçara (Euterpe edulis).

2008

Development of sialons colloidally processed in aqueous medium

Desenvolveu-se um novo método de processamento coloidal em meio aquoso para consolidar cerâmicos de α-Y-SiAlON, os quais foram sinterizados por prensagem isostática a quente (HIP) e por spark plasma sintering (SPS). Preparou-se com sucesso uma suspensão aquosa de pós precursores de YSiAlON (Si3N4, Al2O3, Y2O3 e AlN), temporariamente estável, usando Dolapix PC21 como dispersante, permitindo a fabricação de pós granulados pela técnica de aspersão-congelamento-liofilização e a consolidação de corpos em verde por enchimento por barbotina. Avaliou-se o efeito do excesso de oxigénio introduzido pelo processamento aquoso no desenvolvimento microestrutural e nas propriedades mecânicas. Os corpos de Y-SiAlON consolidados por enchimento por barbotina e sinterizados por HIP a 1800ºC apresentaram microestruturas e propriedades mecânicas similares a corpos consolidados por prensagem a seco. Estes materiais exibiram densificação completa, dureza Vickers máxima de 2003 e tenacidade à fractura (método SEVNB) máxima de 5.20 MPam1/2. Foi ainda possível estabelecer uma relação estreita entre o aumento do conteúdo em oxigénio das amostras sinterizadas e a diminuição da tenacidade à fractura. Na tentativa de melhorar a tenacidade à fractura dos materiais, procedeu-se à incorporação nas suspensões de sementes de Ca-α-SiAlON de geometria alongada produzidas por síntese por combustão, adicionadas como agentes de reforço. A síntese por combustão realizada em larga escala (cargas até 1 kg) não produziu efeitos negativos óbvios nos produtos da reacção. Investigara-se os efeitos da adição de 5 % em peso de sementes nas propriedades mecânicas e no desenvolvimento microestrutural de amostras densificadas por HIP. Em comparação com os materiais sem sementes, a tenacidade à fractura (método SEVNB) aumentou 13%, mas a dureza Vickers resultou 14,5% inferior. A sinterização por SPS permitiu obter densificação completa a temperaturas tão baixas como 1600ºC a partir dos pós granulados de Y-SiAlON sem a adição extra de Y2O3 para aumentar o teor de fase líquida. Os materiais sinterizados a 1700ºC e 1600ºC mostraram valores máximos de tenacidade à fractura de 4.36 e 4.20 MPam1/2 (método SEVNB), e de dureza Vickers de 2089 e 2084, respectivamente. Esta técnica de sinterização permitiu ainda obter corpos sinterizados translúcidos com uma transmitância máxima de 61% numa amostra de 2mm de espessura. Os corpos translúcidos apresentaram dureza Vickers de 2154 e tenacidade à fractura 3.74 MPam1/2 (método SEVNB).

Nanocompósitos de PMMA/HA/grafeno para aplicações biomédicas

Os cimentos ósseos à base de PMMA para aplicações em artroplastia da anca apresentam como grande limitação o facto do seu constituinte principal ser um elemento bioinerte o que leva à falta de integração entre as interfaces cimento ósseo/tecido ósseo, comprometendo assim o desempenho mecânico da prótese ortopédica ao longo do tempo. Esta dissertação tem como objetivo principal a preparação de novas formulações de cimentos ósseos com a capacidade de estabelecer interações com os tecidos vivos circundantes. De modo a melhorar a bioatividade do sistema e facilitar a sua osseointegração, os cimentos ósseos comerciais foram reforçados com cargas significativas de HA. No entanto o recurso a elevadas cargas de HA (~60% m/m) no cimento ósseo promove debilidades do ponto de vista estrutural, levando a uma baixa resistência mecânica do material final. No sentido de ultrapassar esta limitação, foram inseridas nanoestruturas de carbono (GO ou CNTs) em baixas percentagens na matriz polimérica por forma a maximizar a sua performance mecânica através da perfeita integração de todos os componentes. A primeira fase deste trabalho consistiu no desenvolvimento de metodologias que permitissem a síntese de GO através da exfoliação química da grafite em solução aquosa. Os resultados obtidos demonstraram a obtenção de folhas de GO em larga escala e com número de camadas uniforme. A funcionalização orgânica superficial via ATRP do GO obtido, com cadeias de PMMA possibilitou o desenvolvimento de novos materiais nanocompósitos, no entanto alguns fatores de natureza tecnológica inviabilizaram o seu uso como agente de reforço na matriz idealizada. O desenvolvimento de novas formulações de cimentos ósseos consistiu numa matriz de PMMA/HA (1:2 (m/m)) reforçada com pequenas percentagens de GO ou CNTs (0,01, 0,1, 0,5 e 1,0% m/m). A síntese destes materiais nanocompósitos resultou da combinação de diversas técnicas: ultrassons, granulação por congelamento e liofilização. A análise estrutural dos nanocompósitos obtidos demonstrou a eficácia da metodologia desenvolvida na homogeneização de todos os elementos do sistema. Os estudos desenvolvidos após a conformação e caracterização estrutural dos novos materiais nanocompósitos permitiram verificar que as nanoestruturas de carbono apresentavam efeitos adversos na polimerização via radicalar do PMMA. A análise da fração orgânica permitiu verificar a presença de espécies oligoméricas o que reduziu significativamente o comportamento mecânico dos nanocompósitos. Através do estudo do aumento da concentração das espécies radicalares iniciais foi possível suplantar este problema e tirar o máximo rendimento dos agentes de reforço, tendo-se destacado os nanocompósitos reforçados com GO. A validação do ponto de vista mecânico das novas formulações de cimentos ósseos recaiu sobre o procedimento descrito na norma europeia ISO 5833 de 2002 – Implantes para cirurgia – cimentos acrílicos, tendo sido realizados os testes de compressão e de flexão. A avaliação biológica do comportamento dos cimentos ósseos assentou em duas abordagens complementares: estudos de mineralização em SBF e estudos de biocompatibilidade em meios celulares. Após a incubação das amostras em SBF ficou demonstrada a excelente capacidade para promoverem a integração de uma camada apatítica. Através de estudos celulares com Fibroblastos L929 e Osteoblastos Saos-2, nos quais foram avaliados a proliferação celular, viabilidade celular, espécies reativas de oxigénio, apoptose e morfologia celular, foi possível verificar bons níveis de biocompatibilidade para os materiais devolvidos.

Desenvolvimento e caracterização de nanopartículas de eudragit L100 preparadas pela técnica de nanomoagem húmida para posterior incorporação de compostos bioactivos

Neste estudo, propomos uma nova metodologia para a produção de nanopartículas poliméricas formadas a partir de um polímero do tipo polimetacrilato -Eudragit L100. O papel da nanomoagem húmida na redução do tamanho das partículas do pó Eudragit L100 foi investigada através da caracterização de diversos parâmetros importantes, tais como: o tamanho das esferas de moagem, a concentração e tipo de estabilizadores das nanosuspensões, a concentração do polímero, a velocidade de agitação do nanomoínho e, por último o tempo de moagem. Com o objectivo final de se obter um pó seco que permita uma melhor manipulação e armazenamento destas partículas, as metodologias de liofilização e de secagem por aerossol foram comparadas. As nanopartículas optimizadas foram testadas em soluções electrolíticas e acídicas, que mimetizam as condições fisiológicas encontradas no tracto gastrointestinal humano. Foi demonstrado que é necessária a combinação de dois tipos diferentes de estabilizadores (eletrostático (SLS) e estérico (PVA)) para se obterem nanopartículas com dimensões na escala nanométrica, bem como uma melhor redispersão destas partículas em soluções electrolíticas e ácidicas que simulam as condições fisiológicas in vivo. Outros estudos serão posteriormente realizados com a finalidade de se produzir por esta técnica nanopartículas que encapsulem compostos bioactivos, com o intuito de melhorar a solubilidade e/ou biodisponibilidade dos compostos encapsulados in vivo.

Influência de duas técnicas diferentes no tamanho e potencial zeta de nanopartículas de poli(D.L-láctico-co-glicólico)

O objectivo deste estudo consistiu na análise de diferentes parâmetros de formulação e processo e a sua influência no tamanho e potencial zeta de nanopartículas de poli(D,L-láctico-co-glicólico) (PLGA) preparadas por dois métodos diferentes, especificamente, emulsificação espontânea com difusão de solvente (m-SESD) e deslocamento de solventes (SD). As nanopartículas foram produzidas com um tamanho entre um intervalo de 200-300 nm para os dois métodos. O processo de liofilização causou o aumento do tamanho das nanopartículas para 300-500 nm. A presença de agente emulsivo aumentou a estabilidade das nanopartículas. Por outro lado, o tamanho de partículas dependeu do tipo de fármaco utilizado (ibuprofeno ou ácido azelaico). O rendimento de produção das nanopartículas foi de 96,0% para as nanopartículas produzidas com poloxamer 188 e de 94,0% para as partículas produzidas com laurilsulfato de sódio. Este estudo demonstrou esta formulação poderá ser considerada muito promissora sendo que o método m-SESD reveou-se mais eficaz para os parâmetros analisados.

Enxertos ósseos liofilizados e impactados humano e bovino em revisão de artroplastia total de quadril

O presente estudo é uma coorte não concorrente em 63 pacientes (66 quadris) submetidos à revisão de artroplastia total de quadril (RATQ), com enxerto ósseo liofilizado moído e impactado. Foi realizado no Serviço de Ortopedia e Traumatologia do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), no período de maio de 1997 a setembro de 2003. O objetivo do estudo foi comparar clínica, radiográfica e cintilograficamente a capacidade de osteointegração dos enxertos ósseos liofilizados humano e bovino impactados em RATQs cimentadas e não-cimentadas. Os pacientes foram divididos em dois grupos: o Grupo 1 (n=35) foi composto pelos que receberam enxerto ósseo liofilizado de origem humana e o Grupo 2 (n=31) por aqueles que receberam enxerto de origem bovina. O tempo médio de seguimento foi de 33 meses. Os enxertos ósseos purificados e liofilizados foram produzidos pelo Banco de Tecidos do HCPA. A análise clínica baseou-se no escore de Merle, d’Aubigné e Postel; a radiográfica, nos critérios de radioluscência, densidade, formação de trabeculado ósseo, migração dos componentes e floculação, formulando-se um escore radiográfico de osteointegração (EROI). Foram escolhidos, aleatoriamente, como forma complementar de análise por imagem, 35 (53%) pacientes assintomáticos para realizarem cintilografia óssea com Tecnécio, sendo 17 (48,5%) do Grupo 1 e 18 (51,5%) do Grupo 2. Não foram encontradas diferenças clínicas, radiográficas ou cintilográficas relevantes entre os grupos, obtendo-se em torno de 85% de integração do enxerto, tanto no componente acetabular quanto femoral. Estes resultados são comparáveis aos relatados na literatura com o uso de enxerto alogênico congelado e confirmam a adequacidade do uso de enxertos liofilizados de origem bovina e humana em RATQ.

Avaliação da toxicidade de florações naturais e de cultura de cianobactérias: efeitos sobre Ceriodaphnia silvestri (Crustacea, Cladocera)

The incidence of toxic cyanobacterial blooms is one of the important consequences of eutrophication in aquatic ecosystems. It is a very common phenomenon in reservoirs and shrimp ponds in the State of Rio Grande do Norte (RN), Brazil. Cyanobacterias produce toxins which can affect aquatic organisms and men trough the food chain. Aiming to contribute to the studies of cyanobacterias in RN, we propose: a) to evaluate the toxicity of isolated cyanobacterias in important fresh-water environments; and b) to verify the effects of both natural and cultured blooms occurred in reservoirs for human supply and in the cladoceran Ceriodaphnia silvestrii. This study was carried out using samples of natural blooms occurred between March and October of 2004 in Gargalheiras Dam (08º L e 39º W), in July of 2004 in Armando Ribeiro Gonçalves Dam (06o S e 37o W) and in commercial shrimp ponds (Litopenaeus vannamei) located in fresh-water environments. The samples were collected with plankton net (20µm.) for identification, isolation and obtaining of phytoplanktonic biomass for liophilization and later toxicity bioassays. The toxicity of cultured samples and natural blooms was investigated through bioassays in Swiss mice. Quantification of cyanobacteria in samples was conducted following the Ütermol method, with 300mL samples fixed with lugol. The toxicity test with Ceriodaphnia silvestrii followed ABNT, 2001 recommendations, and were accomplished with natural hepatotoxic bloom s samples and cultured samples of both non-toxic and neurotoxic C. raciborskii. In this test, five newborns, aged between 6 and 24 hours, were exposed to different concentrations (0 a 800 mg.L-1) of crude cyanobacterial extracts during 24 and 48 hours. Three replicates were used per treatment. The pH, temperature and dissolved oxygen at the beginning and after 24 and 48hours from the test were measured. We estimated the CL50 through the Trimmed Spearman-Karber method. The blooms were constituted by Microcystis panniformis, M. aeruginosa, Anabaena circinalis, Cylindrospermopsis raciborskii and Planktothrix agardhii, producers of mycrocistin-LR confirmed with HPLC analysis. Samples of hepatotoxic blooms registered toxinogenic potential for C. silvestrii, with CL50-24h value of 47.48 mg.L-1 and CL5048h of 38.15 mg.L-1 for GARG samples in march/2005; CL50-24h of 113,13 mg.L-1 and CL5048h of 88,24 mg.L-1 for ARG July/2004; CL50-24h of 300.39 mg.L-1 and CL50-48h of 149.89 mg.L-1 for GARG October/2005. For cultured samples, values of CL50-24h and CL50-48h for C. raciborskii toxic strains were 228.05 and 120.28 mg.L-1, respectively. There was no mortality of C. silvestrii during the tests with non-toxic C. raciborskii strain. The toxicity test with C. silvestrii presented good sensitivity degree to cyanotoxins. The toxicity of natural hepatotoxic blooms samples (microcystins) and cultured neurotoxic saxitoxins producer samples analyzed in this study give us strong indications of that toxin s influence on the zooplanktonic community structure in tropical aquatic environments. Eleven cyanobacteria strains were isolated, representing 6 species: Anabaenopsis sp., Cylindrospermopsis raciborskii, Chroococcus sp., Microcystis panniformis, Geitlerinema unigranulatum e Planktothrix agardhii. None presented toxicity in Swiss mice. The strains were catalogued and deposited in the Laboratório de Ecologia e Toxicologia de Organismos Aquáticos (LETMA), in UFRN, and will be utilized in ecotoxicológical and ecophysiological studies, aiming to clarify the causes and control of cyanobacterial blooms in aquatic environments in RN. This state s reservoirs must receive broader attention from the authorities, considering the constant blooms occurring in waters used for human consumption