Desenvolvimento tecnológico e micropartículas nanorrevestidas : caracterização físico-química e biológica

Micropartículas nanorrevestidas (MP) foram preparadas através da secagem por aspersão (spray-drying), empregando-se suspensões poliméricas nanoestruturadas como material de revestimento (nanoesferas – NS, nanocápsulas – NC ou nanodispersão – ND). Foram realizados estudos utilizando-se o diclofenaco, tanto na sua forma hidrofílica (diclofenaco sódico), hidrofóbica (diclofenaco ácido) e a dexametasona como fármacos-modelo e o Eudragit S100®, como polímero. O trabalho foi delineado buscando-se o desenvolvimento de metodologias de preparação, o estudo dos fatores que influenciam o processo de revestimento, o conhecimento das características físico-químicas das MP e a avaliação das suas vantagens biológicas. As suspensões poliméricas (NC e NS) foram preparadas através da técnica da nanoprecipitação. As MP foram preparadas utilizando-se diferentes metodologias, de acordo com a hidrofobia do fármaco, envolvendo a combinação de técnicas de evaporação do solvente e secagem por aspersão. A influência dos fatores de secagem (fluxo de alimentação e temperatura de entrada) sobre as características das MP foi avaliada através de um delineamento fatorial 32. A caracterização físico-química foi realizada determinando-se o rendimento do processo, taxa de encapsulação, umidade, tamanho de partícula (nano e micropartículas), área superficial e volume de poros, além das análises morfológicas através de microscopia óptica, eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de força atômica (MFA) e análises por difração de raios-X. Além disso, foram avaliados os perfis de liberação do fármaco a partir destas MP (pH 1,2; 5,0 e 7,4), bem como a sua interação (transporte do fármaco e citotoxicidade) com células Caco-2. A vantagem biológica dos sistemas foi determinada pela avaliação do efeito protetor sobre a mucosa gastrintestinal frente aos efeitos tóxicos do diclofenaco. Através do delineamento fatorial foi possível estabelecer os parâmetros de secagem para a obtenção de MP com boas características de rendimento, taxa de encapsulação e umidade (fluxo de alimentação: 3,0 e 4,5 ml/min, para MP obtidas a partir de NC e NS, respectivamente; e temperatura de entrada: 170 C, para ambas). As MP apresentaram rendimentos entre 40 e 80% e taxas de encapsulação entre 70 e 115 %, dependendo do tipo de revestimento nanoestruturado (NS, NC ou ND) e do fármaco empregado (diclofenaco ácido, diclofenaco sódico ou dexametasona) Todas as formulações apresentaram um teor de umidade menor que 3 %. As análises através de MEV demonstraram a presença de nanoestruturas adsorvidas à superfície das MP, indepentemente da formulação estudada e com tamanhos de partículas diretamente relacionados ao tamanho das nanopartículas da suspensão original (170-200 nm para NC e 60-70 nm para NS). A observação morfológica através de MFA também permitiu a visualização destas nanoestruturas na superfície das MP. Essa observação foi associada à redução nas áreas superficias das MP (40-50 m2.g-1 e 115-135 m2.g-1 para MP revestidas a partir de suspensões de NC ou NS, respectivamente) em relação ao núcleo não revestido (150-160 m2.g-1). Os resultados de liberação in vitro do fármaco a partir das MP demonstraram uma modificação da sua liberação, de acordo com o tipo de material nanoestruturado empregado, a natureza do fármaco e a presença de um plastificante (triacetina ou poligol 6000). A análise por difração de raios-X mostrou que o fármaco encontra-se na forma cristalina em praticamente todas as formulações. A vantagem biológica foi estudada em ratos e demonstrada pela redução na toxicidade gastrintestinal do diclofenaco apresentada pelas MP revestidas a partir de NC ou ND (índices lesionais totais: 24,20 e 29,89, respectivamente) em relação a uma solução aquosa do fármaco (índice lesional total: 156,11). Os estudos de interação das MP contendo dexametasona com as células Caco-2 demonstraram a sua potencialidade em modificar a absorção do fármaco em relação a uma solução aquosa do fármaco, sem apresentarem citotoxicidade sobre esta linhagem celular. Além disso, o estudo demonstrou a potencialidade do emprego deste modelo in vitro para prever a liberação do fármaco a partir de sistemas microparticulados. Assim, o conjunto destes estudos mostra que as micropartículas nanorrevestidas apresentam-se como uma nova aplicação dos sistemas nanoestruturados e como uma nova estratégia na obtenção de sistemas micro e multiparticulados de administração de fármacos.

Caracterização físico-química e avaliação dos perfis de liberação in vitro de micropartículas revestidas com nanocápsulas poliméricas

Micropartículas nanorrevestidas foram preparadas através da secagem por aspersão empregando-se suspensões de nanocápsulas poliméricas como material de revestimento. Uma matriz 2³ foi empregada, e os fatores analisados foram o método de preparação de nanocápsulas (nanoprecipitação e emulsificação-difusão), o polímero [poli(ε-caprolactona) e Eudragit® RS100] e a forma de inclusão da indometacina nas micropartículas (nanocápsulas ou núcleo). Duas formulações adicionais foram preparadas associando a indometacina ao dióxido de silício em etapa única, empregando nanocápsulas obtidas através do método de nanoprecipitação com a poli(ε-caprolactona) e com o Eudragit® RS100. As suspensões de nanocápsulas foram caracterizadas através da medida do pH, do tamanho médio de partícula, do potencial zeta e da eficiência de encapsulação. As micropartículas nanorrevestidas foram caracterizadas quanto ao tamanho de partícula, a taxa de associação, ao rendimento, a área superficial e ao volume de poros. A análise morfológica foi realizada através da microscopia eletrônica de varredura e da microscopia óptica. Também foram determinados o tamanho médio de partícula e o potencial zeta dos pós ressuspendidos. Os perfis de dissolução foram avaliados em tampão fosfato pH 6,8 através da eficiência de dissolução, dos fatores de similaridade e de diferença, da modelagem matemática e do modelo da Lei da Potência. O conjunto dos resultados permitiu selecionar as formulações preparadas com Eudragit® RS100 como sendo as mais promissoras, porque apresentaram maior controle da liberação do fármaco. Em relação à técnica de preparação das nanocápsulas foi selecionada a nanoprecipitação, pois possibilitou a redução de tensoativos, o que torna o processo de secagem mais eficiente. Além disso, a estratégia de associação do fármaco em uma etapa demonstrou perfis de liberação mais controlados para as micropartículas nanorrevestidas. A modelagem matemática empregando a Lei da Potência permitiu a proposição de um modelo de dissolução, a desaglomeração do sistema nanorrevestido microparticulado.

Micropartículas de p(hbhv) e de blendas de p(hbhv):pcl contendo dexametasona ou acetato de dexametasona como modelos de fármacos : caracterização físico-química e perfis de liberação in vitro

Tendo em vista o controle da porosidade da matriz polimérica de micropartículas constituídas por blendas de poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) [P(HBHV)] e de poli- ε-caprolactona (PCL), o presente trabalho objetivou verificar a possibilidade de controle da liberação de fármacos associados a esses sistemas. Foram preparadas micropartículas constituídas de blendas de P(HBHV):PCL nas proporções de 100:0, 90:10 e 80:20 (m/m) pelo método de emulsificação/evaporação de solvente, variandose o volume de fase orgânica. Os modelos de fármacos utilizados foram a dexametasona e o acetato de dexametasona. As micropartículas obtidas apresentaram rendimento e eficiência de encapsulação satisfatória, entretanto, através de análises por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura foi evidenciada a ocorrência de cristais de fármaco não encapsulado. Os diâmetros de partícula permaneceram em torno de 100 a 200 μm e variaram em função do volume de fase orgânica. A área superficial foi afetada pelo percentual de PCL na blenda e pela presença de cristais do fármaco nas formulações. A análise térmica das amostras demonstrou que o processo de obtenção alterou a estrutura cristalina do P(HBHV) e que a encapsulação dos fármacos levou à variação da sua temperatura de transição vítrea e cristalinidade. Os perfis de dissolução da dexametasona a partir das micropartículas apresentaram ajustes adequados ao modelo monoexponencial e foram semelhantes aos perfis apresentados pelo fármaco não encapsulado. Nas formulações contendo acetato de dexametasona houve liberação sustentada do fármaco por até 250 horas quando associado aos sistemas e a modelagem matemática indicou ajuste dos perfis ao modelo biexponencial. Evidenciou-se um aumento nos valores das constantes de liberação dos fármacos conforme o acréscimo do conteúdo de PCL na blenda.

Micropartículas contendo pantoprazol sódico : preparação, caracterização físico-química e avaliação anti-ulcerativa in vivo e da absorção intestinal ex vivo

O pantoprazol (PAN) é um inibidor da bomba de prótons clinicamente empregado para o tratamento de úlcera gástrica e refluxo gastro-esofágico. Estudos relacionados à estabilidade físico-química mostraram que a degradação do PAN está diretamente relacionada com a acidez do meio, determinando a necessidade de administrá-lo em uma forma gastrorresistente. Desse modo, este trabalho propôs-se a desenvolver micropartículas à base de polímero gastrorresistente (Eudragit S100®), polímero de baixa permeabilidade (Eudragit RS30D®) ou de blenda polimérica (Eudragit S100®/ Eudragit RS30D®), contendo PAN pela técnica de spraydrying . O estudo de dissolução in vitro utilizando célula de fluxo demonstrou que o PAN foi liberado das micropartículas em 120 minutos, seguindo cinética de primeira ordem, de acordo com o modelo monoexponencial. A avaliação da gastrorresistência in vitro em célula de fluxo e em dissolutor evidenciou que as formulações de micropartículas à base de Eudragit S100® e da blenda (Eudragit S100®/ Eudragit RS30D®), garantiram adequada proteção ao fármaco em ambiente ácido. Estudos in vivo confirmaram esses resultados, pois possibilitaram a constatação da proteção do fármaco pelas micropartículas durante a passagem pelo estômago, o que possibilitou absorção entérica do PAN em quantidade adequada para exercer atividade farmacológica. Por fim, a investigação ex vivo da permeação do PAN carreado por micropartículas no epitélio intestinal mostrou que estes sistemas foram capazes de garantir a absorção da totalidade do fármaco carreado, constatando-se ainda que este processo ocorreu segundo o modelo monoexponencial.

Micropartículas poliméricas à base de xilana e Eudragit® S-100 contendo mesalazina visando à liberação cólon-específica

Colon-specific drug delivery systems have attracted increasing attention from the pharmaceutical industry due to their ability of treating intestinal bowel diseases (IBD), which represent a public health problem in several countries. In spite of being considered a quite effective molecule for the treatment of IBD, mesalazine (5-ASA) is rapidly absorbed in the upper gastrointestinal tract and its systemic absorption leads to risks of adverse effects. The aim of this work was to develop a microparticulate system based on xylan and Eudragit® S- 100 (ES100) for colon-specific delivery of 5-ASA and evaluate the interaction between the polymers present in the systems. Additionaly, the physicochemical and rheological properties of xylan were also evaluated. Initially, xylan was extracted from corn cobs and characterized regarding the yield and rheological properties. Afterwards, 10 formulations were prepared in different xylan and ES100 weight ratios by spray-drying the polymer solutions in 0.6N NaOH and phosphate buffer pH 7.4. In addition, 3 formulations consisting of xylan microcapsules were produced by interfacial cross-linking polymerization and coated by ES100 by means of spray-drying in different polymer weight ratios of xylan and ES100. The microparticles were characterized regarding yield, morphology, homogeneity, visual aspect, crystallinity and thermal behavior. The polymer interaction was investigated by infrared spectroscopy. The extracted xylan was presented as a very fine and yellowish powder, with mean particle size smaller than 40μm. Regarding the rheological properties of xylan, they demonstrated that this polymer has a poor flow, low density and high cohesiveness. The microparticles obtained were shown to be spherical and aggregates could not be observed. They were found to present amorphous structure and have a very high thermal stability. The yield varied according to the polymer ratios. Moreover, it was confirmed that the interaction between xylan and ES100 occurs only by means of physical aggregation

Micropartículas de poli (ácido lático-co-ácido glicólico) obtidas por spray drying para a liberação prolongada de metotrexato

Methotrexate (MTX) is a drug used in the chemotherapy of some kind of cancers, autoimmune diseases and non inflammatory resistant to corticosteroids uveits. However, the rapid plasmatic elimination limits its therapeutic success, which leads to administration of high doses to maintain the therapeutic levels in the target tissues, occurring potential side effects. The aim of this study was to obtain spray dried biodegradable poly-lactic acid co-glycolic acid (PLGA) microparticles containing MTX. Thus, suitable amounts of MTX and PLGA were dissolved in appropriate solvent system to obtain solutions at different ratios drug/polymer (10, 20, 30 and 50% m/m). The physicochemical characterizing included the quantitative analysis of the drug using a validate UV-VIS spectrophotometry method, scanning electron microscopy (SEM), infrared spectrophotometry (IR), thermal analyses and X-ray diffraction analysis. The in vitro release studies were carried out in a thermostatized phosphate buffer pH 7.4 (0.05 M KH2PO4) medium at 37°C ± 0.2 °C. The in vitro release date was subjected to different kinetics release models. The MTX-loaded PLGA microparticles showed a spherical shape with smooth surface and high level of entrapped drug. The encapsulation efficiency was greater then 80%. IR spectroscopy showed that there was no chemical bond between the compounds, suggesting just the possible occurrence of hydrogen bound interactions. The thermal analyses and X-ray diffraction analysis shown that MTX is homogeneously dispersed inside polymeric matrix, with a prevalent amorphous state or in a stable molecular dispersion. The in vitro release studies confirmed the sustained release for distinct MTX-loaded PLGA microparticles. The involved drug release mechanism was non Fickian diffusion, which was confirmed by Kornmeyer-Peppas kinetic model. The experimental results demonstrated that the MTX-loaded PLGA microparticles were successfully obtained by spray drying and its potential as prolonged drug release system.

Micropartículas de poli (ácido láctico)/ poloxámero obtids por spray drying para liberação modificada de metotrexatro

New drug delivery systems have been used to increase chemotherapy efficacy due the possible drug resistance of cancer cells. Poly (lactic acid) (PLA) microparticles are able to reduce toxicity and prolong methotrexate (MTX) release. In addition, the use of PLA/poloxamer polymer blends can improve drug release due to changes in the interaction of particles with biological surfaces. The aim of this study was developing spray dried biodegradable MTX-loaded microparticles and evaluate PLA interactions with different kinds of Pluronic® (PLUF127 and PLUF68) in order to modulate drug release. The variables included different drug:polymer (1:10, 1:4.5, 1:3) and polymer:copolymer ratios (25:75, 50:50, 75:25). The precision and accuracy of spray drying method was confirmed assessing drug loading into particles (75.0- 101.3%). The MTX/PLA microparticles showed spherical shape with an apparently smooth surface, which was dependent on the PLU ratio used into blends particles. XRD and thermal analysis demonstrated that the drug was homogeneously dispersed into polymer matrix, whereas the miscibility among components was dependent on the used polymer:copolymer ratio. No new drug- polymer bond was identified by FTIR analysis. The in vitro performance of MTX-loaded PLA microparticles demonstrated an extended-release profile fitted using Korsmeyer- Peppas kinetic model. The PLU accelerated drug release rate possible due PLU leached in the matrix. Nevertheless, drug release studies carried out in cell culture demonstrated the ability of PLU modulating drug release from blend microparticles. This effect was confirmed by cytotoxicity observed according to the amount of drug released as a function of time. Thus, studied PLU was able to improve the performance of spray dried MTX-loaded PLA microparticles, which can be successfully used as carries for modulated drug delivery with potential in vivo application

Biocompatibilidade e biodegradabilidade de micropartículas de poli-lactato-co-glicolato na ceratite infecciosa em coelhos

Avaliaram-se a biocompatibilidade e a biodegradabilidade do sistema de liberação controlada de poli-lactato-co-glicolato (PLGA) no tratamento com ciprofloxacina das ceratites por Staphylococcus aureus em coelhos. Foram utilizados 20 coelhos, distribuídos em quatro grupos (G). Os animais dos G1, G3 e G4 foram inoculados com 2,5µL da bactéria - 108UFC, no estroma corneano. Os do G2 não receberam a aplicação do inóculo. O tratamento foi realizado com solução salina básica para os animais do G1, micropartículas de PLGA contendo ciprofloxacina nos animais dos G2 e G4 e colírio de ciprofloxacina naqueles do G3. Suabe e biópsia da superfície ocular foram coletados para cultura. Apenas um animal do G1 apresentou cultura positiva para S. aureus. Exame histológico revelou a presença bacteriana em todos os animais do G1 e em dois animais do G3. Também foi constatada reação inflamatória no local da aplicação do sistema de liberação controlada. O tratamento com micropartículas de PLGA foi eficiente no tratamento de ceratites bacterianas, ao eliminar por completo a presença do S. aureus, mas entretanto não foi completamente biocompatível e biodegradável após cinco dias.

Micropartículas biodegradáveis para liberação prolongada intraocular de cetorolaco de trometamina obtidas po Spray Drying

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Micropartículas de ácido poli lático-co-glicólico obtidas por Spray Drying para liberação prolongada intra-ocular de fármacos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Micropartículas poliméricas biodegradáveis contendo cetorolaco como estratégia tecnológica para liberação controlada intra-ocular

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

Micropartículas lipídicas sólidas obtidas por spray drying para liberação intraocular de ibuprofeno

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Síntese e caracterização de micropartículas de etilcelulose e seu uso na encapsulação do fungicida tebuconazole

Pós-graduação em Química - IQ

Micropartículas de metotrexato e ácido poli lático-co-glicólico obtidas por “spray-drying”

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

Análise comparativa da expressão de quimiocinas, citocinas e micropartículas em pacientes com câncer de ovário e endometriomas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)