Desenvolvimento de microemulsões liofilizadas como um potencial sistema de liberação de fármacos usando planejamento experimental fatorial

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Obtenção de sistemas multiparticulados de isoniazida revestidos com polímero de liberação entérica

Known for thousands of years, tuberculosis (TB) is the leading cause of mortality by a single infectious disease due to lack of patient adherence to available treatment regimens, the rising of multidrug resistant strains of TB (MDR-TB) and co-infection with HIV virus. Isoniazid and rifampicin are the most powerful bactericidal agents against M. tuberculosis. Because of that, this couple of drugs becomes unanimity in anti-TB treatment around the world. However, the rifampicin in acidic conditions in the stomach can be degraded rapidly, especially in the presence of isoniazid, which reduces the amount of available drug for absorption, as well as its bioavailability, contributing to the growing resistance to tuberculostatic drugs. Rifampicin is well absorbed in the stomach because of its high solubility between pH 1 and 2 and the gastric absorption of isoniazid is considered poor, therefore it is mostly intestinal. This work has as objective the development of gastro-resistant multiple-systems (granules and pellets) of isoniazid aiming to prevent the contact with rifampicin, with consequent degradation in acid stomach and modulate the release of isoniazid in the intestine. Granules of isoniazid were obtained by wet method using both alcoholic and aqueous solutions of PVP K-30 as aggregating and binder agent, at proportions of 5, 8 and 10%. The influence of the excipients (starch, cellulose or filler default) on the physical and technological properties of the granules was investigated. The pellets were produced by extrusionesferonization technique using isoniazid and microcrystalline cellulose MC 101 (at the proportion of 85:15) and aqueous solution of 1% Methocel as platelet. The pellets presented advantages over granular, such as: higher apparent density, smaller difference between apparent and compaction densities, smoother surface and, especially, smaller friability, and then were coated with an organic solution of Acrycoat L 100 ® in a fluidized bed. Different percentages of coating (15, 25 and 50%) were applied to the pellets which had their behavior evaluated in vitro by dissolution in acidic and basic medium. Rifampicin dissolution in the presence of uncoated and coated isoniazid pellets was evaluated too. The results indicate that the gastro resistance was only achieved with the greatest amount of coating and isoniazid is released successfully in basic step. The amount of rifampicin in the dissolution medium when the isoniazid pellets were not coated was lower than in the presence of enteric release pellets. Therefore, the polymer Acrycoat L 100 ® was efficient for coating with gastro-resistant function and can solve the problem of low bioavailability of rifampicin and help to reduce its dosage

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

A intermediação da noção de probabilidade na construção de conceitos relacionados à cinética química

Este trabalho procurou identificar como estudantes do Ensino Médio se apropriam de conceitos e elaboram determinados modelos inseridos em cinética química, especificamente o modelo cinético de colisão de partículas numa reação (Teoria das Colisões). Esta análise e as reflexões que a seguiram foram baseadas, sobretudo, nos estudos realizados por Piaget, Piaget e Inhelder, Jun e Fischbein. Utilizamos como documentos as transcrições das entrevistas (pré e pós-testes) realizadas individualmente com cada aluno. Inicialmente, os estudantes foram entrevistados (pré-testes) com o intuito de identificar a familiaridade com a noção de evento probabilístico ou aleatório. Numa segunda etapa (pós-testes), esse conhecimento (ou a ausência parcial/total dele) foi posto à prova numa tentativa de se estabelecerem relações com um conteúdo específico da Química (Teoria das Colisões). Os resultados obtidos apontam para grandes discrepâncias entre o modelo cinético de colisões elaborado pelos estudantes e aquele cientificamente aceito.

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

Estudo da população microbiana e da liberação de amônia da cama de frangos tratada com gesso agrícola

O presente trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar a população microbiana (contagem padrão) e a liberação de amônia da cama de frangos de maravalha tratada com gesso agrícola, durante o ciclo de criação das aves. Foram utilizados 1440 pintos de um dia para corte, criados em galpão convencional dividido em boxes, sob densidade de nove aves/m². Os dados das variáveis analisadas foram coletados no início, no 25º dia e ao final do experimento (49º dia de vida). O delineamento experimental adotado foi o inteiramente ao acaso, com a distribuição de nove tratamentos em esquema fatorial 4 × 2 + 1 (níveis de gesso × formas de aplicação), com quatro repetições e 40 aves por parcela. Os resultados evidenciaram a capacidade inibidora do gesso na volatilização de amônia da cama de frangos no 25º dia e ao final do experimento, principalmente para a aplicação parcelada, implicando no decréscimo da contagem padrão de microrganismos.

Sequências de culturas em sistema de semeadura direta: II - decomposição e liberação de nutrientes na entressafra

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

Decomposição e liberação de nitrogênio de resíduos culturais de plantas de cobertura em um solo de cerrado

A produção de massa seca, a taxa de decomposição e a liberação de nitrogênio (N) foram avaliadas em um experimento com sete tipos de cobertura vegetal: milheto pérola (Pennisetum americanum sin. tiphoydes), braquiária (Brachiaria brizantha), sorgo forrageiro (Sorghum bicolor L. Moench), guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp), crotalária juncea (Crotalarea juncea) e aveia-preta (Avena strigosa Schreb), em pousio e em área de cultivo convencional (testemunha), em solo de cerrado, em Uberaba, região do Triângulo Mineiro. Dentre as coberturas avaliadas, o milheto e a crotalária foram as que apresentaram a maior produção de massa seca, maior acúmulo e a maior liberação de N. A braquiária foi a cobertura que apresentou a maior taxa de decomposição. Todas as coberturas apresentaram a maior taxa de liberação de N até 42 dias após dessecação.

Liberação de micronutrientes de uma escória aplicada em um Argissolo Vermelho-Amarelo cultivado com mudas de goiabeira (Psidium guajava L.)

Os micronutrientes são importantes na nutrição das plantas, especialmente em solos tropicais com baixa concentração devido ao intemperismo. Como fonte alternativa de micronutrientes, tem-se a escória, resíduo da indústria de produção de ferro-gusa e aço. Assim, objetivou-se avaliar a escória como fonte de micronutrientes para mudas de goiabeira. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com cinco repetições. As doses de escória foram aplicadas objetivando elevar em meia, uma vez, uma vez e meia, duas vezes e duas vezes e meia a saturação por bases do solo igual a 70%, correspondendo a 1,68; 3,36; 5,04; 6,72 e 8,40 g por vaso, além da testemunha sem aplicação. Após 90 dias de incubação da escória com o Argissolo Vermelho-Amarelo, cultivaram-se mudas de goiabeira (cv. Paluma) por 110 dias em vasos com 2,8 dm-3 de substrato, em viveiro telado, em Taquaritinga-SP, no período de outubro de 2000 a abril de 2001. A escória promoveu um efeito favorável na reação do solo e na disponibilidades de Zn, Cu, Mn e B do solo. Houve efeitos quadráticos nas concentrações de Zn, Cu e Mn do solo, que, por sua vez, estiveram associadas às doses de escória superiores a 5,8; 6,3 e 7,5 g por vaso, respectivamente, enquanto, para o B, esse efeito foi linear. A saturação por bases do solo, entre 51 e 55%, resultou em maior disponibilidade dos micronutrientes Zn, Cu e Mn no solo, ao passo que, para o B, esse valor foi de 65%. da mesma forma que ocorreu no solo, a aplicação da escória apresentou efeitos quadráticos nos teores de Zn, Cu e Mn da parte aérea e das raízes das mudas de goiabeira, enquanto, para o B, esse efeito foi linear. Concluiu-se, portanto, que a escória se comportou como material corretivo da acidez e como fonte de micronutrientes.

Cinética digestiva e eficiência de síntese de proteína microbiana em novilhos alimentados com farelo de girassol e diferentes fontes energéticas

Objetivou-se avaliar o efeito da substituição parcial do milho pela casca de soja e pelo farelo de gérmen de milho sobre a produção e eficiência de síntese de proteína microbiana e sobre as taxas de diluição e passagem ruminal. Foram utilizados três novilhos de corte, mestiços, canulados no rúmen e no duodeno, distribuídos em dois delineamentos em quadrado latino 3 x 3. As dietas experimentais, à base de silagem de milho (60%), apresentavam como fonte de proteína farelo de girassol e, como fonte de energia, milho (MI) ou sua substituição parcial pela casca de soja (CS) ou pelo farelo de gérmen de milho (FGM). Para o isolamento da massa microbiana, foram coletadas amostras de conteúdo ruminal às 3, 6, 9 e 12 horas após a alimentação. Utilizaram-se RNA como marcador microbiano e dicromato de sódio e Co-EDTA como indicadores das taxas de passagem e de diluição, respectivamente. A composição dos microrganismos ruminais não foi influenciada pelas dietas experimentais ou pelos horários de coleta. Não houve diferenças significativas no fluxo de matéria orgânica, carboidratos totais, nitrogênio e nitrogênio microbiano para o duodeno e na eficiência de síntese de proteína microbiana. As taxas de diluição foram semelhantes entre as dietas, com média de 13,4%/h. A taxa de passagem da silagem de milho mordentada foi menor, com tendência de menor taxa de passagem também para o farelo de girassol na dieta MI. A casca de soja e o farelo de gérmen de milho podem substituir parcialmente o milho, proporcionando ambiente ruminal adequado ao desenvolvimento da flora microbiana e conseqüente produção de proteína microbiana ruminal em novilhos confinados.

Cinética da fermentação e taxas de degradação de forrageiras tropicais em diferentes idades de corte estimadas pela técnica de produção de gases in vitro

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

Disponibilidade de nutrientes no solo: decomposição e liberação de compostos orgânicos de resíduos vegetais

O objetivo principal desta revisão foi reunir informações a respeito da ação de compostos orgânicos produzidos por plantas na disponibilidade de nutrientes nos solos, principalmente sobre os cátions Ca, Mg e K e sobre o ânion fosfato. O sistema de cultivo adotado ocasiona mudanças nas propriedades químicas e físicas do solo, especialmente na disponibilidade de nutrientes e condicionamento físico do solo. Tem-se observado o acúmulo de nutrientes nas camadas superficiais do solo no sistema de semeadura direta, pelo não-revolvimento do solo e pela deposição de resíduos de culturas na superfície. Os ácidos orgânicos provenientes de plantas podem interagir com a fase sólida e ocupar os sítios de adsorção de nutrientes, competindo diretamente com eles e aumentando sua disponibilidade no solo. A adição de resíduos vegetais pode promover, antes da humificação, a elevação do pH, por promover complexação de H e Al com compostos do resíduo vegetal, deixando Ca, Mg e K mais livres em solução, o que pode ocasionar aumento na saturação da CTC por estes cátions de reação básica. Também é normal observar o aumento na disponibilidade de P no solo com a adição de resíduos vegetais, tanto pelo P presente no resíduo como por competição de compostos orgânicos dos resíduos pelos sítios de troca no solo. A persistência dos compostos orgânicos também é fator que tem grande interferência nos processos de sorção/dessorção de cátions e ânions, dependendo da atividade microbiana, da disponibilidade metabólica do substrato carbonado e da sorção aos colóides do solo.

Avaliação da decomposição de plantas aquáticas no solo através da liberação de CO2

O objetivo deste trabalho foi avaliar a decomposição de três espécies de plantas aquáticas imersas, incorporadas ao solo, provenientes do controle mecânico, em reservatórios de usinas hidrelétricas. O estudo foi realizado em casa de vegetação, localizada no Núcleo de Pesquisas Avançadas em Matologia (NUPAM) da FCA/Unesp-Botucatu. A avaliação foi conduzida em vasos contendo 14 kg de solo, com três incorporações de 50 e 100 t MF de plantas ha-1, sob duas condições de solo: seco e úmido. Com a simulação de descarte da biomassa coletada e incorporada ao solo, pôde-se conhecer, através da liberação de CO2, a degradação de três espécies de macrófitas aquáticas submersas. Para quantificação do CO2 liberado, em cada vaso foi acondicionado um frasco com solução de NaOH, sendo, logo após, lacrados e incubados por 24 horas; em seguida, foram titulados com HCl. Para ajuste e interpolação dos dados, estes foram analisados seguindo modelo de Mitscherlich, com algumas modificações. As liberações acumuladas em solo úmido foram de 1.294 e 1.582 kg CO2 ha-1, sendo 6,2 e 5,6 vezes superiores ao ocorrido em solo seco, para 50 e 100 t MF ha-1, respectivamente, observando-se que cerca de 55% da liberação de CO2 ocorreu nos primeiros 30 dias. Pode-se concluir que o solo seco é a melhor condição para descarte e incorporação da biomassa, porém deverá existir um sistema de irrigação para que o processo de degradação da biomassa incorporada seja acelerado.

Liberação de cálcio e magnésio por cápsulas porosas de porcelana usadas na extração de solução do solo

O uso de cápsulas porosas para extração de solução do solo é interessante por ser um ensaio não-destrutivo. Entretanto, persistem dúvidas sobre a liberação de íons da própria cápsula, que podem contaminar a solução extraída. Foram realizados testes na Faculdade de Ciências Agronômicas/UNESP, Botucatu (SP), com o objetivo de verificar a liberação de Ca e de Mg por cápsulas porosas de porcelana. No primeiro, foram empregados quatro tratamentos: T1 - lavagem das cápsulas com água destilada, forçando sua passagem pelas cápsulas, utilizando uma bomba a vácuo; T2 - lavagem das cápsulas com HCl 0,1 mol L-1, forçando sua passagem pelas cápsulas, utilizando uma bomba a vácuo; T3 - lavagem das cápsulas com água destilada, sem vácuo, e T4 - lavagem das cápsulas com HCl 0,1 mol L-1, sem vácuo, em um tempo de imersão de 24 h (para T3 e T4). No segundo teste, as cápsulas tratadas com HCl 0,1 mol L-1 no primeiro teste foram lavadas com água destilada novamente e deixadas de molho em água destilada e deionizada durante 45 min. Após estes procedimentos, as cápsulas foram imersas em água destilada, tomando-se alícotas desta solução para determinação de pH e dos teores de Ca e Mg após contato com as cápsulas por 0; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0 e 24 h. Cada tratamento teve quatro repetições. Não se observou liberação significativa de Ca e Mg das cápsulas porosas para a solução, quando foram preparadas utilizando-se da passagem de HCl 0,1 mol L-1 a vácuo e água destilada, e deixadas, a seguir, em água destilada e deionizada durante 4 h.