A papaína é uma enzima proteolítica empregada no debridamento e cicatrização de feridas. Contudo, problemas de estabilidade na forma farmacêutica, bem como reações alérgicas reportadas por pacientes submetidos à tratamentos com a enzima, culminaram na restrição aos produtos contendo papaína para uso tópico por órgãos regulatórios internacionais. Este trabalho objetivou desenvolver hidrogel nanoestruturado contendo complexo de papaína e ciclodextrina visando obter forma farmacêutica estável e eficaz como curativo dérmico, com redução da resposta imunológica. A síntese do hidrogel foi realizada combinando fenômenos de cristalização e/ou reticulação e esterilização simultânea induzida por radiação gama, de modo a promover nanoestruturação adequada da membrana para veiculação da papaína nativa e do complexo. O complexo e o produto final tiveram suas propriedades biológicas e físico-químicas avaliadas. O hidrogel a base de PVA contendo complexo de papaína-ciclodextrina apresentou características adequadas para aplicação como curativo, além de apresentar indícios de redução na resposta imunológica e melhora na citocompatibilidade quando comparado à papaína nativa, isso devido ao encapsulamento molecular com a ciclodextrina e à alta retenção do complexo por parte da matriz. Por outro lado, a irradiação, não alterou o perfil citotóxico da enzima, mas acarretou leve diminuição em seu potencial imunogênico. O hidrogel se mostrou promissor para uso como curativo e demonstrou potencial redução nas reações adversas desencadeadas pelo uso da papaína. / Papain is a proteolytic enzyme applied for wound healing and debridement. However, stability issues as well as allergenic reactions reported by patients submitted to papain pharmaceutics led to restriction of papain containing products for topical use by international regulatory agencies. This work aimed the development of nanostructured hydrogel containing papain and cyclodextrin complex or papain in order to obtain stable and suitable pharmaceutical form as a wound dressing with reduced allergenic properties. The hydrogel synthesis was performed by combining freezing cycles and the simultaneous crosslinking and sterilization process promoted by gamma irradiation to achieve a nanostructured hydrogel for the loading of the papain and cyclodextrin complex. The biological and physical-chemical properties of the complex and the final product were assayed. The PVA based hydrogel containing cyclodextrin-papain complex presented desirable characteristics for wound dressing purposes. In addition, an in vitro shift in the immunological response and an increase in the cytocompatibility if compared to native papain were observed as a function of the molecular encapsulation with cyclodextrin. The process of irradiation was not capable of altering papain cytotoxicity, but conferred a slight decrease in the immunogenic properties. In conclusion, the developed hydrogel was promising as a novel papain containing dressing with potential reduced adverse reactions.

In dieser Arbeit wurden die beiden Membranen Schweinekornea und Rindernasenmukosa hinsichtlich ihrer Permeabilität für den lipophilen Arzneistoff Androstendion (AD), der sowohl zur ophthalmologischen Anwendung als auch für die nasale Applikation mit systemischer Wirkung von Interesse ist, verglichen. Zusätzlich wurden identische Versuche mit der synthetischen Membran, Nephrophan(r), durchgeführt. Neben der gepufferten Arzneistofflösung, für die aufgrund des differenzierten Membranaufbaus Permeationskoeffizienten (Peff) für AD im Verhältnis von 3:1:4 (Mukosa : Kornea : Nephrophan(r)) resultierten, standen zwei entwickelte wasserkontinuierliche, nicht-ionische Mikroemulsionen (ME) und ihre Einzelkomponenten als Trägerformulierungen bei den Permeationsstudien im Vordergrund. Darüber hinaus wurde ein ME-System mit einem kationischen Kotensid entwickelt, charakterisiert und in die Untersuchungen einbezogen. Die getesteten Trägerformulierungen führten an den einzelnen Membranen zu unterschiedlichen Ergebnissen. Um auch den "hydrophilen Permeationsweg" einzuschließen, wurde parallel Fluorescein-Na (FSC) als hydrophile Modellsubstanz getestet. Als mögliche Ursache für diese differenzierten Ergebnisse wurde ein Einfluss der Additiva und Formulierungen auf das Verteilungsverhalten des lipophilen AD zwischen Donatorlösung und Membran in Betracht gezogen und daher in einem weiteren Versuchsblock die Penetrationsrate untersucht. Darüber hinaus wurde parallel dazu der metabolische Abbau, den AD während des Membrandurchtritts durch die vorhandenen Enzyme erfahren kann, berücksichtigt. Die Resultate zeigten Übereinstimmung mit den Permeationsergebnissen indem die Additiva und Formulierungen die Penetration in das Gewebe und den Metabolismus mehr oder weniger herabsetzten. Zur Charakterisierung der systemischen Verfügbarkeit von AD nach nasaler Applikation wurden im Anschluss an die Permeations- und Penetrationsversuche In-vivo-Studien an Kaninchen durchgeführt, die hier allerdings lediglich mit orientierendem Charakter einbezogen werden konnten. Um schließlich die Verhältnisse am Auge bzw. den mehrschichtigen Tränenfilm hinsichtlich einer Applikation der ME-Systeme modellhaft zu simulieren, wurden biophysikalische Untersuchungen in einem Langmuir-Trog mit Meibom''schen Drüsensekret als Oberflächenfilm durchgeführt, die über mögliche Interaktionen der Formulierungen bzw. ihrer Bestandteile mit der Tränenlipidschicht des Auges Auskunft geben sollten. Hier zeigten sich günstige Einflüsse der ME auf die Tränenlipidschicht, die vor allem bei einer Anwendung der ME bei Trockenem Auge von Vorteil sein können. / In these studies in vitro permeability of porcine cornea and bovine nasal mucosa was investigated and compared to each other using the lipophilic drug androstenedione (AD), which is of interest for ocular use as well as nasal, systemical administration. Additionally, the artificial membrane, Nephrophan(r), was used for identical investigations. Because of the differentiated membrane structure AD-permeation behaviour out of buffer solution resulted in a ratio of permeability coefficients (Peff) of 3:1:4 (nasal mucosa : cornea : Nephrophan(r)). Furthermore, two water-continuous, non-ionic microemulsions (ME) and their isolated components were investigated as carrier formulations. Additionally, a new ME containing a cationic co-surfactant was developed, characterized and included in the permeability studies as well. Permeation out of these carrier formulations also resulted in different Peff in case of all tissues. For including studies of the hydrophilic transport way flourescein-sodium (FSC) was investigated as well representing a hydrophilic model substance. Influence of the additives and formulations on the partition behaviour of AD between membrane and donor solution was considered to partially cause these results. Therefore, penetration of AD was investigated together with the metabolic conversion of AD caused by enzymes located in the biological membranes. The additives and formulations decreased penetration into the tissue as well as metabolism of the drug. These findings corresponded with and could therefore explain the results of the permeability studies to some extend. For characterizing systemical availability of AD after nasal administration and improving the results of the permeability and penetration investigations in vivo studies using rabbits were carried out. However, these studies could give but marginal information and therefore be incorporated for orientation only. Furthermore, biophysical investigations were carried out using a Langmuir trough with Meibomian gland secrete (MGS) as the surface layer in order to simulate the multiple layer tear film. These studies were supposed to give some information about interactions between the ME or their isolated components, respectively, and the lipid layer of the tear film, regarding ocular administration of these formulations. The results showed suitable influence of the ME on the MGS, which can especially be advantageous for a use in Dry eye syndrome.

A papaína é uma enzima proteolítica empregada no debridamento e cicatrização de feridas. Contudo, problemas de estabilidade na forma farmacêutica, bem como reações alérgicas reportadas por pacientes submetidos à tratamentos com a enzima, culminaram na restrição aos produtos contendo papaína para uso tópico por órgãos regulatórios internacionais. Este trabalho objetivou desenvolver hidrogel nanoestruturado contendo complexo de papaína e ciclodextrina visando obter forma farmacêutica estável e eficaz como curativo dérmico, com redução da resposta imunológica. A síntese do hidrogel foi realizada combinando fenômenos de cristalização e/ou reticulação e esterilização simultânea induzida por radiação gama, de modo a promover nanoestruturação adequada da membrana para veiculação da papaína nativa e do complexo. O complexo e o produto final tiveram suas propriedades biológicas e físico-químicas avaliadas. O hidrogel a base de PVA contendo complexo de papaína-ciclodextrina apresentou características adequadas para aplicação como curativo, além de apresentar indícios de redução na resposta imunológica e melhora na citocompatibilidade quando comparado à papaína nativa, isso devido ao encapsulamento molecular com a ciclodextrina e à alta retenção do complexo por parte da matriz. Por outro lado, a irradiação, não alterou o perfil citotóxico da enzima, mas acarretou leve diminuição em seu potencial imunogênico. O hidrogel se mostrou promissor para uso como curativo e demonstrou potencial redução nas reações adversas desencadeadas pelo uso da papaína. / Papain is a proteolytic enzyme applied for wound healing and debridement. However, stability issues as well as allergenic reactions reported by patients submitted to papain pharmaceutics led to restriction of papain containing products for topical use by international regulatory agencies. This work aimed the development of nanostructured hydrogel containing papain and cyclodextrin complex or papain in order to obtain stable and suitable pharmaceutical form as a wound dressing with reduced allergenic properties. The hydrogel synthesis was performed by combining freezing cycles and the simultaneous crosslinking and sterilization process promoted by gamma irradiation to achieve a nanostructured hydrogel for the loading of the papain and cyclodextrin complex. The biological and physical-chemical properties of the complex and the final product were assayed. The PVA based hydrogel containing cyclodextrin-papain complex presented desirable characteristics for wound dressing purposes. In addition, an in vitro shift in the immunological response and an increase in the cytocompatibility if compared to native papain were observed as a function of the molecular encapsulation with cyclodextrin. The process of irradiation was not capable of altering papain cytotoxicity, but conferred a slight decrease in the immunogenic properties. In conclusion, the developed hydrogel was promising as a novel papain containing dressing with potential reduced adverse reactions.

O uso da enzima hialuronidase como adjuvante do anestésico local está consagrado em oftalmologia, por melhorar a eficácia anestésica devido ao seu efeito difusor de fármacos, ocasionado pela quebra temporária do hialuronan (ácido hialurônico) que é o principal constituinte de tecidos conectivos. Em odontologia, a utilização da enzima como adjuvante no bloqueio do nervo alveolar inferior não apresentou vantagens quando injetada concomitante ao anestésico local, resultando em dor e trismo. Entretanto, com a utilização de um novo protocolo onde a aplicação da hialuronidase ocorria aos 30 min do início da anestesia, prolongou o efeito anestésico e sem ocorrência de efeitos adversos. Este protocolo oferecia a vantagem de evitar complementação anestésica reduzindo os riscos de toxicidade local e sistêmica, porém ainda havia a desvantagem da necessidade de uma nova puntura para aplicação da enzima. Surgiu a hipótese de se manter os benefícios desse protocolo com o uso da hialuronidase, de prolongar a duração da ação anestésica, injetando-a concomitantemente ao anestésico local, porém estando a enzima em um sistema de liberação lenta. Deste modo, a hialuronidase (75 UTR/ml) foi incorporada a uma nanopartícula, a hidroxipropil- ß-ciclodextrina, que atrasaria sua biodisponibilidade e simularia o protocolo da injeção antes do término da ação anestésica. Assim, este trabalho teve como objetivo verificar a eficácia do complexo de inclusão hialuronidase: hidroxipropil- ß-ciclodextrina injetado concomitantemente ao anestésico local, em prolongar a duração de ação do bloqueio nervoso funcional, a fim de oferecer uma alternativa futura de solução anestésica em procedimentos clínicos demorados ou para o alívio de dor, principalmente, em pacientes com comprometimento sistêmico cuja utilização de vasoconstritor adrenérgico ou anestésico de ação prolongada esteja contraindicada. Também foi avaliada a citotoxicidade do novo sistema carreador, o complexo de inclusão hialuronidase: hidroxipropil- ß-ciclodextrina. O bloqueio funcional sensitivo, motor e proprioceptivo do nervo ciático de ratos foi avaliado através de reflexo de retirada da pata e pinçamento, reflexo extensor tibiotarsal e claudicação, e resposta de salto. A citotoxicidade foi avaliada através do teste contagem por Azul de Tripan em fibroblastos e de hemólise em eritrócitos, ambos de rato. Os grupos onde o complexo de inclusão hialuronidase: hidroxipropil- ß-ciclodextrina foi injetado concomitantemente ao anestésico local apresentaram aumento significativo em comparação a todos os demais. O complexo de inclusão não se apresentou citotóxico, mas quando associado à lidocaína, manteve a citotoxicidade desta. Nenhum efeito hemolítico foi observado nas concentrações utilizadas para enzima, o complexo de inclusão e para a lidocaína. / The use of hyaluronidase as an adjuvant to local anesthetic is established in ophthalmology anesthesia to improve the effect of the drugs due to its spreading effect caused by a temporary break of hyaluronan (hyaluronic acid), which is the main component of connective tissue. In dentistry, the use of the enzyme as adjuvant in inferior alveolar nerve blockade was not advantageous when injected concomitantly with local anesthetic, resulting in pain and trismus. However, when the enzyme was injected before the end of nervous block, the anesthetic effect was extended and had no adverse effects. This protocol offered the advantage of avoiding anesthetic supplementation and reduces the risk of local and systemic toxicity, but there was still the disadvantage of receiving a new puncture to inject the enzyme. It has been hypothesized to maintain the benefits of this protocol with the use of hyaluronidase, to extend the duration of anesthetic action, injecting the hyaluronidase concomitantly with the local anesthetic, but the enzyme should be in a slow release system. Thus, hyaluronidase (75 TRU/ml) was incorporated into a nanoparticle, hydroxypropyl- ß-cyclodextrin, which would delay its bioavailability and simulate the protocol of the injection before the end of anesthetic action. This study aimed to determine the efficacy of inclusion complex hyaluronidase: hydroxypropyl- ß- cyclodextrin injected concomitantly with the local anesthetic to extend the duration of action of functional nervous block, to offer a future alternative of anesthetics to the clinical prolonged procedures or to relieve the pain, mainly in patients with systemic compromising whose the use of adrenergic vasoconstrictor or long-acting anesthetic are contraindicated. The cytotoxicity of the inclusion complex hyaluronidase: hydroxypropyl- -cyclodextrin was also evaluated. The nociceptive, motor and proprioceptive functional blockade of the sciatic nerve in rats was assessed by paw withdrawal reflex and clamping (pinprick), tibiotarsal extensor reflex response and claudication, and jumping response, respectively. The cytotoxicity was assessed through cell viability test by Trypan blue counts of fibroblasts and hemolysis test, both in rat cells. Groups where the inclusion complex hyaluronidase : hydroxypropyl- ß-cyclodextrin was injected concomitantly to the local anesthetic showed a significant increase of duration of anesthetic action compared to the others. The plain inclusion complex showed no cytotoxicity, but when associated with lidocaine, the cytotoxicity of this was maintained. None haemolytic effect was observed for the concentration used to the groups hyaluronidase, inclusion complex and lidocaine.

A ciclodextrina glicosiltransferase (EC 2.4.1.19) é a única enzima capaz de converter amido e açúcares relacionados em ciclodextrinas através de reação de ciclização. Estes compostos podem formar complexos de inclusão com moléculas hidrofóbicas, tornando-se importante para aplicação nas indústrias alimentícias, farmacêuticas, agrícolas, químicas e de cosméticos. Um novo microorganismo produtor de CGTase foi encontrado entre bactérias isoladas do solo e foi identificado como Stenotrophomonas maltophilia. A enzima produzida por este microrganismo foi purificada em quatro etapas: precipitação por afinidade com amido, ultrafiltração, cromatografia de troca iônica e cromatografia de interação hidrofóbica. A CGTase assim purificada obteve, aproximadamente, atividade específica de 200.000 U/mg e fator de purificação de 2500. Com uma única banda, o peso molecular da enzima purificada foi estimado em 70kDa por SDS-PAGE. A temperatura ótima para atividade da enzima foi de 60 º C, enquanto que a atividade enzimática permaneceu praticamente estável entre pH 6 e 10, indicando natureza alcalotolerante. Km e Vmax para a enzima pura foram de 2,5 g/mL e 12,5 U/mg de proteína, respectivamente, usando amido solúvel como substrato. / Cyclodextrin glycosyltransferase (EC 2.4.1.19) is the unique enzyme able to convert starch and related sugars into cyclodextrins via cyclization reaction. These compounds can form inclusion complexes with hydrophobic molecules, becoming important for application in the food, pharmaceutical, agricultural, chemical and cosmetics industries. A new microorganism producing the CGTase was found among strains isolated from soil and identified as Stenotrophomonas maltophilia. The enzyme produced by this strain was purified by four steps: starch affinity precipitation, ultrafiltration, ion exchange chromatography and hydrophobic interaction chromatography. The CGTase thus obtaining specific activity 200,000 U.mg-1 and 2500-fold purification. With a single band, the molecular weight of the purified enzyme was estimated in 70kDa by SDS-PAGE. The optimum temperature for enzyme activity was 60ºC, whereas the enzyme activity remained almost stable between pH 6 to 10, indicating its alkalotolerant nature. Km e Vmax for the pure enzyme were 2.5 g/mL and 12.5 U/mg protein, respectively, using soluble starch as substrate.

A ciclodextrina glicosiltransferase (CGTase) é a única enzima capaz de catalisar a reação de ciclização a partir do amido e, assim, formar oligossacarídeos cíclicos conhecidos como ciclodextrinas (CDs). Através desta reação é produzida uma mistura de α-, β- e γ-CD que, respectivamente, contém 6, 7 e 8 resíduos de glicose. As CDs têm atraído enorme atenção devido ao seu grande potencial de aplicação em diversas áreas da indústria. Potencial este proporcionado por sua estrutura cônica, com interior hidrofóbico, capaz de encapsular sólidos, líquidos e gases, conferindo propriedades importantes e protegendo-os. Neste trabalho foi estudada a imobilização de uma CGTase em sílica mesoporosa de forma direcionada às cisteínas presentes em sua superfície, alterando a exposição do sítio ativo. A ligação via cisteínas nativas da proteína aumentou em quatro vezes a eficiência da imobilização, quando comparada a ligação via grupamento amino. Esta, no entanto, apresentou maior atividade enzimática em faixas mais amplas de temperatura e pH, além de maior estabilidade operacional, mantendo 100 % de sua atividade após 200 h de reação contínua a 60 °C e pH 4. Ainda que apresentando menor estabilidade da ligação, o derivado obtido por ligação dissulfeto manteve 40 % da atividade inicial durante 200 h e então, o suporte pôde ser recarregado e reutilizado por igual período. Os suportes desenvolvidos apresentaram estabilidade satisfatória, possibilitando o uso do derivado imobilizado em reator de leito fixo operado de forma contínua. Quando avaliado em relação a produção das três ciclodextrinas principais, o derivado cuja imobilização da enzima ocorreu via grupamento amino, evidenciou a possibilidade de modulação da produção apenas variando as condições de reação. α- e β-CD foram produzidas preferencialmente em pH 8,0 e 2 min (3,44 mg mL-1 e 3,51 mg mL-1, respectivamente), enquanto que pH mais ácido (4,0) e maior tempo de reação (141 min) favoreceram a formação de γ-CD (3,35 mg mL-1), com baixa formação α-CD (0,75 mg mL-1). Por fim, os resultados deste estudo evidenciam a importância da imobilização da CGTase para a estabilização de sua estrutura a fim de aplicá-la em sistemas contínuos de produção de CDs onde é possível modular o perfil dos produtos gerados em função das condições de reação, aumentando assim a produtividade do biocatalisador. / Cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase) is the only enzyme capable of catalyzing the cyclization reaction from the starch and thus forming cyclic oligosaccharides known as cyclodextrins (CDs). Through this reaction, is produced a mixture of α-, β- and γ-CD containing, 6, 7 and 8 glucose residues respectively. Cyclodextrins (CD) have been attracting considerable attention because of its great potential for application in various areas of industry. This potential is provided by its conical structure with hydrophobic interior, capable of encapsulating solids, liquids and gases, changing important features and protecting them. In this work, the immobilization of CGTase in mesoporous silica was studied in a way directed to cysteines present on its surface, altering the exposure of the active site. The connection via native cysteine of the protein increased by four times the efficiency of immobilization compared to amino groups connection. The binding of amino groups, however, showed greater enzymatic activity in wider ranges of temperature and pH, and higher operational stability, while maintaining 100 % of its activity after 200 h of continuous reaction at 60 °C and pH 4. Although showing less stable connection, the derivative obtained by disulfide bond retained 40 % of the initial activity for 200 h and then, the support could be reloaded and reused for the same period. Developed supports showed satisfactory stability, enabling the use of the derivative assets in a packed bed reactor and operated continuously. It was demonstrated the possibility of modulating the CDs production just varying the reaction conditions, using the derivative of which the enzyme immobilization occurred via amino group, to evaluate the production of three main cyclodextrins. α- and β-CD were produced preferentially at pH 8.0 and 2 min (3.44 mg mL-1 and 3.51 mg mL-1, respectively), whereas the more acid pH (4.0) and longer reaction (141 min) favored the formation of γ-CD (3.35 mg mL-1 and 0.75 mg mL-1 of α-CD). Finally, the results of this study show the importance of the immobilization of CGTase to the stabilization of its structure in order to apply it in continuous CD production systems, where it is possible to modulate the profile of the products generated as a function of the reaction conditions, thus increasing the productivity of the biocatalyst.

A hialuronidase é uma enzima que vem sendo utilizada como adjuvante anestésico na oftalmologia há décadas para melhorar a eficácia anestésica, por aumentar a difusão do anestésico para o nervo. Na odontologia, quando foi injetada concomitantemente ao anestésico local em bloqueio pterigomandibular, reduziu a duração da anestesia e causou trismo, pois no momento inicial da anestesia ainda havia provavelmente muito anestésico no sítio da injeção, dispersando-o para tecidos adjacentes. Entretanto, em outro protocolo, a enzima foi injetada em outro momento, antes do término do efeito anestésico e, não induziu efeitos adversos e ainda aumentou a duração de ação, provavelmente, por difundir apenas o anestésico remanescente para o nervo. A fim de evitar uma nova puntura para injetar a hialuronidase, a enzima poderia ser incorporada a um carreador, que modularia a sua liberação tardiamente, simulando o protocolo anterior. O desenvolvimento desse sistema de liberação controlada da enzima, a ser futuramente associada aos anestésicos locais visa ainda diminuir a dose necessária para o bloqueio completo, diminuindo assim o risco de toxicidade sistêmica. Este estudo laboratorial teve por objetivo desenvolver o complexo de inclusão utilizando a como carreador da hialuronidase, uma ciclodextrina, a hidroxipropil--xtrina, formando o complexo de inclusão hialuronidase:hidroxipropil--ciclodextrina, em duas proporções molares, 1:1 e 2:1. Neste estudo ainda foram avaliadas as características físico-químicas dos componentes a fim de verificar se havia interação entre as moléculas. Após o preparo, a análise físico-química das substâncias foi realizada utilizando os seguintes métodos: espectroscopia na região do Infravermelho com transformada de Fourier, análise térmica, ressonância magnética nuclear, além da análise morfológica (por MEV). Mudanças observadas na espectroscopia na região do infravermelho e na calorimetria diferencial exploratória indicam interação molecular entre a hialuronidase e a hidroxipropil --ciclodextrina, em ambas razões molares, como sugerem o aspecto morfológico do complexo. / Hyaluronidase is an enzyme that has been used as an adjuvant anesthetic in ophthalmology for decades to improve the effectiveness of anesthesia by increasing the diffusion of the anesthetic to the nerve. In dentistry, when it was injected concomitantly with local anesthetic in inferior alveolar nerve blockade, reduced the duration of anesthesia and caused trismus, because in the initial moment of anesthesia there was probably a lot of anesthetic in the injection site, spreading it to adjacent tissues. However, in another protocol, the enzyme was injected later, before the regression of the anesthetic effect and did not induce adverse effects, and also increased the duration of action, probably by spreading only the remaining anesthetic to the nerve. In order to avoid another puncture to inject hyaluronidase, the enzyme could be incorporated into a carrier, which modulates its release later, simulating the previous protocol, while maintaining its benefits. The development of such controlled release system of the enzyme, to be in the future associated to local anesthetics, also designed to decrease the dose required to obtain the complete block, thus reducing the risk of systemic toxicity. This laboratory study aimed to develop the inclusion complex using as carrier to hyaluronidase, a cyclodextrin, the hydroxypropyl--cyclodextrin forming hyaluronidase : hydroxypropyl--cyclodextrin inclusion complex, in both molar ratios 1:1 and 2:1. This study also evaluated the physico-chemical characteristics in order to ascertain whether there was interaction between the molecules. After being prepared, the physical-chemical analysis of the substances was performed using the following methods: Fourier transform infrared spectroscopy, thermal analysis, nuclear magnetic resonance (RMR), besides the morphological analysis by scanning electronic microscopy (SEM). Changes observed in infrared spectroscopy and differential scanning calorimetry indicate molecular interaction between hyaluronidase and hydroxypropyl-beta-cyclodextrin, in both molar ratios, as suggested by the morphological aspect of the complex.

O estudo dos processos de transferência de energia por íons opticamente ativos em matrizes rígidas vem recebendo bastante atenção por parte de pesquisadores, devido a importância destes processos em dispositivos de estado sólido, tais como laseres e materiais ópticos e eletrônicos. Esses materiais luminescentes (luminóforos) em solução aquosa podem ainda ser muito úteis como sensores ou sondas para análises de biomateriais. Neste contexto, íons de terras raras (TR) e as ciclodextrinas (CD) são muito importantes, já que podem participar no estado sólido e em solução. Algumas TRs – como o európio e o térbio – apresentam a propriedade da luminescência, enquanto que as CDs possuem uma cavidade apolar que pode incorporar moléculas (ou partes delas) em seu interior e protegê-las das moléculas do solvente, proporcionando assim uma matriz hidrofílica rígida em solução. Neste trabalho foi realizado o estudo de complexos de íons terras raras incorporados na cavidade da α-CD e, posteriormente, o estudo desses compostos (TR/α-CD) incorporados em matrizes inorgânicas através do método sol-gel. Inicialmente, foram sintetizados e caracterizados complexos de terras raras com β-dicetonas. A solubilização dos complexos em solução aquosa foi realizada pela incorporação destes na cavidade apolar da α-CD. Foram obtidos espectros de excitação, emissão e valores de tempo de vida do íon TR em ambiente aquoso. Observou-se que os íons apresentaram suas transições características no novo ambiente. Posteriormente, os compostos de α-CD foram estudados em matrizes inorgânicas, obtidas através do método sol-gel. Após a dopagem, a estabilidade térmica do composto aumentou e as linhas espectrais dos íons TR apresentaram-se mais definidas. / In recent years, there has been considerable research on the study of energy transfer process by active optically ions due to their great importance in solid state devices, e.g., lasers and optic-electronic materials. These luminescent materials (phosphors) in aqueous solution can also be very useful as sensors or probe in biomaterials analysis. In this context, the interest on rare earth ion (RE), as well as cyclodextrin (CD) in such systems are increasing due to their compatibility wish solid state and aqueous media. Some RE, like europium and terbium, present luminescent properties, while the CD’s have an apolar/hydrophobic cavity that can incorporate molecules, protecting them from solvent entities and resulting na a rigid hydrophobic matrix in solution. In the present work was performed the study of RE complexes incorporate into α-CD hydrophobic cavity, and then, the investigation on RE/α-CD compounds incorporated in inorganic matrices through the sol-gel method. First, RE complexes with β-diketones were synthesized and characterized. The solubilization of these complexes in aqueous solution was achieved by their incorporation into α-CD hydrophobic cavity. Excitation and emission spectra as well as lifetime measurements were performed for RE ions in aqueous media. It was observed that the RE ions present their characteristic transitions in the new environment. Therefore, RE/α-CD compounds in inorganic matrices obtained by sol-gel method were also studied. After doping, the thermal stability of these compounds increase and the detected RE ions emission lines presented a better definition than the ones in the α-CD incorporate RE/β-diketones in aqueous medium.

A malária é a doença que mais mortes causa no mundo. O uso de fármacos antimaláricos representa a solução mais eficaz para o combate e controle da doença e o interesse pelo desenvolvimento de novos fármacos é grande devido a problemas de resistência. Existe uma grande variedade de fármacos antimaláricos, sendo que muitos deles são quirais, vendidos e administrados como mistura racêmica. Nas últimas décadas, houve um aumento no interesse quanto aos aspectos farmacodinâmicos e farmacocinéticos de fármacos quirais, devido ao conhecimento de que um dos isômeros pode ser mais ativo ou mais tóxico que o outro. Sendo assim, tem-se a necessidade do desenvolvimento de métodos analíticos enantiosseletivos, e a eletroforese capilar tem emergido como uma técnica de separação quiral com alto poder de resolução. Além disso, a inexistência de métodos oficiais para fármacos antimaláricos e os poucos estudos que relatam aplicações na análise de formulações farmacêuticas, demandam o desenvolvimento e validação de novos métodos para tal finalidade. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de dois métodos analíticos, não quiral e quiral, para a determinação de fármacos antimaláricos em formulações farmacêuticas por eletroforese capilar. O método não quiral utilizou eletroforese capilar de zona, sendo otimizado para a separação de 7 fármacos antimaláricos (cloroquina, hidroxicloroquina, primaquina, quinidina, quinina, quinacrina e mefloquina) com um eletrólito composto por 45 mmol L-1 de tampão citrato, pH 4,50, e apresentou um tempo de análise de 10 minutos, permitindo a separação dos diastereoisômeros quinina e quinidina sem a adição de aditivos. O método quiral utilizou eletroforese capilar de zona modificada por ciclodextrina e foi otimizado para separação enantiosseletiva de cloroquina, mefloquina, hidroxicloroquina, primaquina, quinina e quinidina com um eletrólito composto por 50 mmol L-1 de tampão citrato, e 2% de S-β-CD, pH 2,7. A separação dos fármacos antimaláricos e seus enantiômeros foi alcançada com tempo de análise de 12 minutos. Os métodos desenvolvidos foram validados de acordo com os protocolos oficiais, apresentando características adequadas e foram aplicados na determinação de cloroquina, hidroxicloroquina e mefloquina em formulações farmacêuticas. Como figuras de mérito para o método não quiral, tem-se: linearidade (R2 > 0,99), LD (7,43 - 24,4 µmol L-1), LQ (22,5 - 73,8 µmol L-1), precisão intermediária (0,76 - 1,7% RSD), recuperação (97,8 - 102,2%). Para o método quiral, tem-se: linearidade (R2 > 0,99), LD (7,43 - 9,58 µmol L-1), LQ (22,8 - 29,0 µmol L-1), precisão intermediária (0,50 - 1,8% RSD), recuperação (97,7 - 102,5%). Um ensaio de robustez para ambos os métodos foi realizado para comparar os resultados obtidos aplicando-se pequenas variações de tensão e temperatura. Observou-se que não existe uma diferença significativa entre os resultados, a um nível de confiança de P = 95 %. / Malaria is a disease that causes a large number of deaths worldwide. The use of antimalarial drugs is the most effective solution to combat and control the disease and interest in the development of new antimalarial drugs is still of great importance due to resistance issues. There is a wide variety of antimalarial drugs, many of which are chiral, sold and administered as racemic mixtures. In recent decades there has been an increased interest regarding the pharmacodynamic and pharmacokinetic aspects of chiral drugs, due to the knowledge that one of the isomers can be more active or more toxic than the other. Thus, there is a need for the development of enantioselective analytical methods, and capillary electrophoresis has emerged as a chiral technique separation with high resolving power. Moreover, the lack of official methods for antimalarial drugs and the few studies reporting applications in the analysis of pharmaceutical formulations, demands the development and validation of new methods for this purpose. This work aims at the development of two analytical methods, non-chiral and chiral, for the determination of antimalarial drugs in pharmaceutical formulations by capillary electrophoresis. The non-chiral method used capillary zone electrophoresis, being optimized for the separation of 7 antimalarial drugs (chloroquine, hydroxychloroquine, primaquine, quinidine, quinine, quinacrine and mefloquine) with an electrolyte consisting of 45 mmol L-1 of citrate buffer, pH 4.50, and had an analysis time of 10 minutes, allowing separation of isolated diasteroisomers quinine and quinidine without any additives. The chiral method used capillary zone electrophoresis modified by cyclodextrin and was optimized for enantioselective separation of chloroquine, mefloquine, hydroxychloroquine, primaquine, quinine and quinidine with an electrolyte consisting of 50 mmol L-1 citrate buffer and 2% S-β-CD, pH 2.7. The separation of the antimalarial drugs and their enantiomers was achieved in less than 12 minutes. The proposed methods were validated following official protocols, with adequate results and were used for determination of chloroquine, hydroxychloroquine, and mefloquine in pharmaceutical formulations. Figures of merit for the non-chiral method include: linearity (R2> 0.99), LD (7.43 to 24.4 µmol L-1), LQ (22.5 to 73.8 µmol L-1), intermediary precision (0.76 to 1.7% RSD), and recovery (from 97.8 to 102.2%). For the chiral method, we have: linearity (R2> 0.99), LD (7.43 to 9.58 µmol L-1), LQ (22.8 to 29.0 µmol L-1), intermediary precision (0.50 to 1.8% RSD), and recovery (from 97.7 to 102.5%). For both methods a robustness test was performed to compare the results obtained by applying slight variations in voltage and temperature. It was observed that there is no significant difference between the results, a confidence level P = 95%.

A series of five linked β-cyclodextrin (βCD) dimers N,N-bis(6 [superscript]A-deoxy-6[superscript]A-β-cyclodextrinyl)-succinamide, 66βCD₂su, N-((2[superscript]A S,3 [superscript]A S)-3 [superscript]A-deoxy-3 [superscript]A-β-cyclodextrinyl)-N’-(6 [superscript]A-deoxy-6 [superscript]A -β-cyclodextrinyl)-urea, 36βCD₂su, N,N-bis((2 [superscript]A S,3 [superscript]A S)-3 [superscript]A -deoxy-3 [superscript]A-β-cyclodextrinyl)-succinamide, 33βCD₂su, N,N-bis(6[superscript]A-deoxy-6[superscript]A-β-cyclodextrinyl)-urea, 66βCD₂ur, and N-((2 [superscript]A S,3 [superscript]A S)-3 [superscript]A-deoxy-3 [superscript]A-β-cyclodextrinyl)-N’-(6 [superscript]A -deoxy-6 [superscript]A -β-cyclodextrinyl)urea, 36βCD₂ur, has been prepared. The complexation of 6-(4’-(toluidinyl)naphthalene-2-sulphonate, TNS⁻, by βCD and the five linked βCD dimers was characterized by UV, fluorescence and 2D ¹H ROESY NMR spectroscopy. In aqueous phosphate buffer at pH 7.0, I = 0.10 mol dm⁻³ and 298.2 K, TNS⁻ forms host-guest complexes with βCD of stoichiometry βCD.TNS⁻ (K₁ = 3020 and 3320 dm³ mol⁻¹) and βCD₂.TNS⁻ (K₂ = 57 and 11 dm³ mol⁻¹) where the first and second values were determined in UV and fluorescence studies, respectively. For 66βCD₂su, 36βCD₂su, 33βCD₂su, 66βCD₂ur and 36βCD₂ur, the analogous K₁ = 16100, 10900, 10700, 55100 and 18300 dm³ mol⁻¹ and K₁ = 12500, 8700, 9600, 38000 and 9800 dm³ mol⁻¹(fluorimetric studies), respectively. ¹H 2D ROESY NMR studies provided evidence for variation of the mode of complexation of the TNS⁻ guest as the βCD host is changed. The factors affecting complexation are discussed. UV and ¹H NMR studies showed that 6-(4’-(t-butyl)-phenyl)naphthalene-2-sulphonate, BNS⁻, and its dimer, (BNS⁻)₂, form host-guest complexes with βCD of the stoichiometry βCD.BNS⁻ (K₁ = 5.54 × 10⁴ dm³ mol⁻¹ ) and βCD.BNS₂ ²⁻(K₂ = 3.07 × 10² dm³ mol⁻¹ ) where the complexation constant K₁ = [βCD.BNS⁻]/([βCD][BNS⁻] and K₂ = [βCD.(BNS⁻)₂]/([βCD.BNS⁻][BNS⁻]) in aqueous phosphate buffer at pH 7.0, I = 0.10 mol dm⁻³ and 298.2 K. For 66βCD₂su, 36βCD₂su, 33βCD₂su, 66βCD₂ur and 36βCD₂ur the analogous K₁ = 125, 74, 10.2, 364 and 16.1 (× 10⁴ dm³ mol⁻¹ ) and K₂ = 25.7, 2.30, 2.57, 17.6 and 17.2 (× 10² dm³ mol⁻¹ ), respectively. For the dimerisation of BNS⁻ K[subscript]d = 2.63 × 10² dm³ mol⁻¹ . Fluorimetric studies showed that the complexation stability for βCD.BNS⁻, forms βCD. BNS⁻, 66βCD₂su.BNS⁻, 36βCD₂su.BNS⁻, 33βCD₂su. BNS⁻, 66βCD₂ur.BNS⁻ and 36βCD₂ur. BNS⁻ characterized by K₁ = 4.67, 330, 101, 11.0, 435 and 29.6 (× 10⁴ dm³ mol⁻¹ ), respectively. The factors affecting the variations in these data are discussed. The enantioselectivity of substituted βCDs 6 [superscript]A -[bis (carboxylatomethyl)amino]-6 [superscript]A -deoxy-β-cyclodextrin (6βCDidaH₂) and (2 [superscript]A S,3 [superscript]A S)-3 [superscript]A -[bis(carboxylatomethyl)amino]-3[superscript]A -deoxy-β-cyclodextrin (3βCDidaH₂) and 6 [superscript]A -[tris(carboxylatomethyl)(2- aminoethyl)amino]-6 [superscript]A -deoxy-β-cyclodextrin (6βCDedtaH₃) and their Eu³ ⁺ complexes in forming host-guest complexes with six enantiomeric guests in D₂O was studied by 1D and 2D ¹H NMR (600 MHz) spectroscopy. The guests are D/L-tryptophanate (Trp⁻), 4-hydroxyl-D/L-phenylglycinate (4HOPhg⁻), D/L-histidinate (His⁻), D/L-pheniramine (Phm), D/L-phenylglycinate (Phg⁻) and (D/L)-β-phenylserinate (βPhs⁻). Enantioselective host-guest complexation was observed between the [Eu(6βCDida)]⁺ , [Eu(3βCDida)]⁺ and [Eu(6βCDedta)] complexes and Trp⁻, [Eu(6βCDida)]⁺ and [Eu(3βCDida)]⁺ and 4HOPhg⁻, and βCD, 6βCDida²⁻, 3βCDida²⁻, 6βCDedta³⁻ and the Eu³⁺complexes of the three substituted βCDs and Phm. The His⁻, Phg⁻ and βPhs⁻ enantiomers showed no evidence for selective host-guest complexation. The preparation of 3βCDidaH₂ and 6βCDedtaH₃ and the determination of their pK[subscript]a s are also reported. In collaboration with the research group of Prof. Matthew A. Tarr, (University of New Orleans, USA), the 6βCDida²⁻ and the 6βCDedta³⁻ has been utilized to improve Fenton oxidation of aromatic pollutants. To further support to this work, the binary complexation of Fe² ⁺ by 6βCDida²⁻ has been studied by potentiometric titrations. A series of six modified poly(acrylic acid)s 3% substituted with either βCD or the adamantyl moiety with different length of substituent chain was synthesised. To advance the understanding and control of aqueous supramolecular assembly, the host-guest interactions between the βCD substituted poly(acrylic acid)s and adamantane-1-carboxylic; adamantyl substituted poly(acrylic acid)s with βCD and linked βCD dimers; and between both βCD and adamantyl substituted poly(acrylic acid)s have been studied. / http://proxy.library.adelaide.edu.au/login?url= http://library.adelaide.edu.au/cgi-bin/Pwebrecon.cgi?BBID=1311237 / Thesis (Ph.D.) -- University of Adelaide, School of Chemistry and Physics, 2008