O óleo de copaíba é um produto natural encontrado principalmente na região amazônica, onde é utilizado na medicina popular como tratamento para inflamações e como cicatrizante. A espécie Copaifera multijuga Hayne demonstrou um potencial efeito anti-inflamatório em relação a outras espécies de Copaífera L., tendo como principal responsável o composto majoritário β-cariofileno. Nosso grupo de pesquisa vem estudando a veiculação deste óleo em nanoemulsões e desenvolveu uma formulação que contém uma elevada proporção de óleo de copaíba no núcleo oleoso (20 % w/v), sem prejuízo da estabilidade do sistema. A partir desta formulação, seguiram-se os estudos de avaliação da permeação cutânea, de otimização da formulação e de avaliação de atividade anti-inflamatória, apresentados neste trabalho. Um método em cromatógrafo a gás acoplado à espectrômetro de massas no modo headspace (HS-CG/EM) foi validado a fim de analisar β-cariofileno em mostras de pele provenientes do teste de permeação cutânea com nanoemulsões de óleo de copaíba. O método mostrou-se específico, linear, preciso e exato. O teste de permeação cutânea demonstrou que apenas com a nanoemulsão é possível detectar β-cariofileno na camada da derme, enquanto que, com o óleo, somente no estrato córneo. A seguir, foram testados dois tensoativos catiônicos na formulação da nanoemulsão para verificar se a carga positiva na interface da gotícula poderia promover a permeação cutânea do β-cariofileno. O tensoativo brometo de cetiltrimetilamônio provou ser mais eficiente em concentrações consideradas seguras para o uso tópico, revertendo o potencial zeta para valores adequados, sem interferir no tamanho de gotícula e índice de polidispersão. O tensoativo oleilamina também reverteu o potencial zeta, porém somente em concentrações muito elevadas, podendo ser consideradas tóxicas. O teste de permeação cutânea demonstrou que a incorporação de tensoativos catiônicos aumenta a retenção de β-cariofileno na epiderme em três vezes, enquanto que, na derme, não há diferença estatística entre as formulações aniônica e catiônica. Após, as nanoemulsões escolhidas foram incorporadas em hidrogéis de Carbopol®, Natrosol® e quitosana com vistas ao espessamento e adequação da viscosidade ao uso tópico. O hidrogel com quitosana 8 apresentou-se instável, com aumento de tamanho de gotícula e índice de polidispersão, apesar de não ter afetado o potencial zeta. Os hidrogéis de Carbopol® e Natrosol® apresentaram bons resultados de caracterização físico-química, porém somente o hidrogel de Natrosol® foi escolhido para os estudos de permeação cutânea e atividade anti-inflamatória in vivo, devido ao seu caráter neutro. No estudo de permeação cutânea das nanoemulsões incorporadas em hidrogel, houve um aumento na retenção de β-cariofileno na derme em relação às nanoemulsões, e houve a facilitação de permeação até o fluido receptor. Por fim, o estudo da atividade in vivo das formulações selecionadas demonstrou que o óleo de copaíba apresenta atividade anti-inflamatória e que a sua incorporação em nanoemulsões aumenta este efeito. No entanto, ambas nanoemulsões, tanto negativamente quanto positivamente carregadas, apresentaram resultado semelhante para a inibição do edema. Quando compara-se a permeação cutânea das formulações verifica-se que na derme não há diferença estatística, o que pode justificar a semelhança do grau de inibição da inflamação no teste in vivo. Em relação à atividade das nanoemulsões incorporadas em hidrogéis, pode-se verificar que no teste de edema de pata apenas a formulação carregada positivamente teve um efeito mais pronunciado, enquanto no edema de orelha as formulações obtiveram um perfil equivalente ao controle cetoprofeno, porém não potencializaram o efeito do óleo. Quanto ao estudo com os parasitos causadores da Leishmaniose, os testes in vitro mostraram que os tratamentos (óleo de copaíba, β-cariofileno e suas nanoemulsões) foram mais eficazes contra as espécies L. major e L. donovani em comparação às espécies L. amazonensis e L. braziliensis. O teste in vivo mostrou que todos os tratamentos foram capazes de reduzir a área da ferida dos camundongos infectados com L. major. No entanto, eles não conseguiram recuperar totalmente os animais. / Copaiba oil is a natural product found especially in the Amazon region, where it is used as treatment for inflammations and as wound healer in the popular medicin. The species Copaifera multijuga Hayne showed a potential anti-inflammatory effect in relation to other Copaifera L. species, mainly due to its major compound, β-caryophyllene. Our research group studied the oil incorporation in nanoemulsions and developed a formulation containing a high copaiba oil proportion in the oil core (20% w/v) without loss of system stability. Based in this nanoemulsion, we present in this study the skin permeation, the formulation optimization and the anti-inflammatory activity. A method in gas chromatograph coupled with mass spectrometer in headspace mode (HS-GC/MS) was validated to analyze β-caryophyllene in skin samples from the skin permeation assay. The method proved to be specific, linear, precise and accurate. Skin permeation test showed that only with the nanoemulsion is possible to detect β-caryophyllene in the dermis layer, while with the oil, only in the stratum corneum. After, two cationic surfactants were tested in the nanoemulsion to prove if the positive charge on the droplet interface could promote β-caryophyllene permeation. Cetyltrimethylammonium bromide proved to be more effective at concentrations considered safe for topical use, reversing the zeta potential to suitable values, without interfering with droplet size and polydispersity index. Oleylamine also reversed the zeta potential, but only at very high concentrations, that may be considered toxic. Skin permeation test showed that the incorporation of cationic surfactants increases β-caryophyllene retention in the epidermis by three fold, whereas in the dermis, there is no statistical difference between the cationic and anionic nanoemulsions. Afterward, the chosen nanoemulsions were incorporated in Carbopol®, Natrosol® and chitosan hydrogels in order to adjust the viscosity for topical use. Chitosan hydrogel presented instability, with an increase in droplet size and polydispersity index, although it has not affected the zeta potential. Carbopol® and Natrosol® hydrogels showed good results in physicochemical characterization, but only Natrosol® hydrogel was chosen for the following skin permeation 10 and anti-inflammatory activity in vivo studies due to its neutral character. In nanoemulsions thickened-hydrogel skin permeation study, there was an increase in the β-caryophyllene retention in the dermis compared to nanoemulsions, and promoted permeation to the receptor fluid. Finally, in vivo anti-inflammatory activity from selected formulations showed that the copaiba oil has anti-inflammatory activity and that its incorporation into nanoemulsions increases this effect. However, both negative and positively charged nanoemulsions, showed similar results for inhibition of edema. When the nanoemulsions’ skin permeation is compared, it is found that in the dermis there is no statistical difference, which may explain the similarity degree of inflammation inhibition in the in vivo test. Regarding to the activity of the nanoemulsions incorporated in hydrogels, it can be verified that in paw edema assay, only the positively charged formulation had a more pronounced effect, whereas in the ear edema the formulations obtained a profile equivalent to the control, ketoprofen, but did not potentiate the effect of the oil. As for the study with the parasites causing Leishmaniasis, in vitro tests showed that the treatments (copaiba oil, β-caryophyllene and their nanoemulsions) were more effective against L. major and L. donovani compared to L. amazonensis and L. braziliensis. In vivo assay showed that all treatments were able to reduce the wound area of mice infected with L. major. However, they were unable to fully recover the animals from the disease.

A resistência bacteriana aos antibióticos tem se disseminado mais rapidamente do que a introdução de novos compostos, portanto, a investigação e desenvolvimento de novas moléculas para o controle microbiano é necessário. O presente estudo teve como objetivo avaliar a atividade antimicrobiana de diferentes óleos de copaíba OC(S), OC(C) e OC(E), do gel de quitosana/gelatina (QG) e de emulsões de quitosana/gelatina/óleo de copaíba (QGOC) frente às linhagens de Staphylococcus aureus ATCC 25923, Escherichia coli ATCC 25922 e Pseudomonas aeruginosa ATCC 27873. A quitosana foi obtida a partir de gládios de lula por desmineralização, desproteinização e desacetilação e uma solução a 2% foi preparada em ácido acético 1%. O gel de gelatina 2% foi obtido por dissolução de gelatina comercial (Sigma) em água, sendo gelatinizada a 60ºC por 30 min. O gel QG e as emulsões QGOC(S), QGOC(C) e QGOC(E) foram preparadas pela mistura dos géis de quitosana e gelatina na proporção 2:1 sob agitação constante. A concentração das emulsões QGOC foi ajustada de acordo com a concentração inibitória mínima (CIM) encontrada para o gel QG e para os óleos individualmente. Os ensaios de atividade antimicrobiana foram realizados utilizando-se a técnica de microdiluição em caldo para a determinação da CIM e da concentração bactericida mínima (CBM). O efeito citotóxico dos compostos também foi investigado sobre células VERO. Os valores de CIM e CBM para o gel QG sobre S. aureus, E. coli e P. aeruginosa foram de 31, 2; 62,5 e 31, 2 &#956g/mL, respectivamente, no entanto para P. aeruginosa observou-se que o gel mostrou atividade bacteriostática. Os óleos de copaíba apresentaram atividade apenas para S. aureus, com CIM e CBM de 2000 &#956g/mL para OC(S), 500 &#956g/mL para OC(C) e 62,5 &#956g/mL para OC(E), com caráter bactericida. A interação entre os antimicrobianos na forma da emulsão QGOC(E) sugere efeito sinérgico para S. aureus. As demais emulsões não apresentaram efeito sinérgico, entretanto, a atividade antimicrobiana e o efeito bactericida foram mantidos com a adição dos óleos no gel QG, com exceção da bactéria P. aeruginosa em que a adição dos óleos reduziu a eficácia do gel QG. Os óleos de copaíba apresentaram efeito citotóxico sobre as células VERO, enquanto o gel QG e a combinação na forma de emulsões não mostraram citotoxicidade. Os resultados desse estudo evidenciam que a combinação QGOC pode ser uma fonte em potencial para o desenvolvimento de um novo agente antimicrobiano seletivo no controle de infecções bacterianas. / Antibiotic resistance increases faster than the introduction of new compounds thus, the research and development of new drugs and antimicrobial systems is required. This study aimed to evaluate the antimicrobial activity of different copaiba oils CO(S), CO(C) and CO(E), chitosan/gelatin gel (CG) and chitosan/gelatin/copaiba oil (CGCO) emulsions against the strains of Staphylococcus aureus ATCC 25923, Escherichia coli ATCC 25922 and Pseudomonas aeruginosa ATCC 27873. Chitosan was obtained from squid pens by desmineralization, desproteinization and deacetylation and a 2% solution was prepared in 1% acetic acid. A 2% gelatin gel was obtained by dissolution of commercial gelatin (Sigma) in water and gelatinized at 60ºC for 30 min. CQ gel and CQCO emulsions were prepared by mixing chitosan and gelatin gels at 2:1 (w/w) ratio under constant stirring. The concentration of CGCO emulsions were adjusted according to the minimum inhibitory concentration (MIC) for CG gel and oils separately. MIC and minimum bactericidal concentrations (MBC) with oils, CG gel and CGCO emulsions were determined using the micro-broth dilution technique. The cytotoxicity effect of compounds on VERO cell line was also evaluated using the MTT assay. CG gel inhibited S. aureus, E. coli and P. aeruginosa growth showing a MIC and a MBC of 31.2; 62.5 and 31.2 &#956g/mL, respectively except for P. aeruginosa, that showed bacteriostatic effect. Copaiba oils inhibited only S. aureus with MIC and MBC of 2,000 &#956g/mL to CO(S), 500 &#956g/mL to CO(C) and 62.5 &#956g/mL to CO(E). The combined emulsion CGCO(E) suggesting synergistic effect to S. aureus. However, the other emulsions showed not synergistic effect, but showed the same MIC and MBC values as those obtained for the isolated compounds, except for P. aeruginosa where the addition of oils reduced the effectiveness of CQ gel. The copaiba oils showed toxicity to VERO cells, while the CG gel and the CGCO were not cytotoxic. The results of this study demonstrated that the combination of CGCO may be a potential source for the development of a new selective agent to control these important bacterial pathogens.

Alguns decênios atrás, o advento da nanotecnologia abriu perspectivas inovadoras permitindo alcançar novos alvos. Na área farmacêutica, as nanopartículas abriram alternativas ineditas de acesso para tratar órgãos e tecidos. Dentre as diversas nanopartículas existentes, este trabalho assentou sobre as nanopartículas lípidicas sólidas porque elas permitem a utilização de substâncias naturais, que representam um interesse cada vez maior devido às suas potencialidades diversificadas e comprovadas. Assim, foram escolhidos o óleo de copaíba e a alantoína devido às suas propriedades farmacológicas. Da mesma maneira que existem vários tipos de nanopartículas, existem várias técnicas para produzi-las. Neste estudo, o método por homogeneização à alta pressão foi selecionado devido às diversas vantagens. Para validar essas opções tecnológicas e caracterizar as nanopartículas, análises morfológicas, físico-químicas e térmicas foram realizadas. O segundo propósito desta pesquisa foi a avaliação do potencial antifúngico das nanopartículas contra fungos leveduriformes e filamentosos multirresistentes, devido às diversas propriedades microbiológicas do óleo de copaíba. Consequentemente, diversos ensaios micológicos foram feitos a fim de determinar onde e como essas nanopartículas agiram sobre esses fungos. Os resultados mostraram que a produção de nanopartículas lípidicas sólidas homogêneas e estáveis físico-quimicamente foi possível. Além disso, essas nanopartículas, compostas por substâncias naturais, demonstraram atividade antifúngica contra fungos multiresistentes, fato que não ocorreu com as matérias-primas isoladas. A nanotecnologia foi fundamental e levou a desenvolver suspensões antifúngicas. / Some decades ago, the advent of nanotechnology has opened new perspectives allowing reaching new targets. In the pharmaceutical area, nanoparticles have opened new ways for treating organs and tissues. Among the various existing nanoparticles, this work was based on solid lipid nanoparticles because they permitted the use of natural substances which represent a growing interest due to their diverse and proven strengths. So, copaiba oil and allantoin were chosen. Just as there are several types of nanoparticles, there are several techniques to produce them. In this study, the method of high pressure homogenization was selected because of several advantages. To validate these technological options and characterize nanoparticles, morphological, physico-chemical and thermal analysis were performed. The second purpose of this research was to evaluate the antifungal potential of nanoparticles against multiresistant yeasts and filamentous fungi due to various microbiological properties of copaiba oil. Consequently, many mycological tests were performed to determine where and how these nanoparticles acted on these fungi. The results showed the production of homogeneous and physico-chemically stable solid lipid nanoparticles is possible and, moreover, these nanoparticles produced with natural substances demonstrated their antifungal activity against multiresistant fungi, which did not happen with isolated raw materials. The nanotechnology was fundamental and led to develop antifungal suspensions.

O óleo de copaíba é um produto natural encontrado principalmente na região amazônica, onde é utilizado na medicina popular como tratamento para inflamações e como cicatrizante. A espécie Copaifera multijuga Hayne demonstrou um potencial efeito anti-inflamatório em relação a outras espécies de Copaífera L., tendo como principal responsável o composto majoritário β-cariofileno. Nosso grupo de pesquisa vem estudando a veiculação deste óleo em nanoemulsões e desenvolveu uma formulação que contém uma elevada proporção de óleo de copaíba no núcleo oleoso (20 % w/v), sem prejuízo da estabilidade do sistema. A partir desta formulação, seguiram-se os estudos de avaliação da permeação cutânea, de otimização da formulação e de avaliação de atividade anti-inflamatória, apresentados neste trabalho. Um método em cromatógrafo a gás acoplado à espectrômetro de massas no modo headspace (HS-CG/EM) foi validado a fim de analisar β-cariofileno em mostras de pele provenientes do teste de permeação cutânea com nanoemulsões de óleo de copaíba. O método mostrou-se específico, linear, preciso e exato. O teste de permeação cutânea demonstrou que apenas com a nanoemulsão é possível detectar β-cariofileno na camada da derme, enquanto que, com o óleo, somente no estrato córneo. A seguir, foram testados dois tensoativos catiônicos na formulação da nanoemulsão para verificar se a carga positiva na interface da gotícula poderia promover a permeação cutânea do β-cariofileno. O tensoativo brometo de cetiltrimetilamônio provou ser mais eficiente em concentrações consideradas seguras para o uso tópico, revertendo o potencial zeta para valores adequados, sem interferir no tamanho de gotícula e índice de polidispersão. O tensoativo oleilamina também reverteu o potencial zeta, porém somente em concentrações muito elevadas, podendo ser consideradas tóxicas. O teste de permeação cutânea demonstrou que a incorporação de tensoativos catiônicos aumenta a retenção de β-cariofileno na epiderme em três vezes, enquanto que, na derme, não há diferença estatística entre as formulações aniônica e catiônica. Após, as nanoemulsões escolhidas foram incorporadas em hidrogéis de Carbopol®, Natrosol® e quitosana com vistas ao espessamento e adequação da viscosidade ao uso tópico. O hidrogel com quitosana 8 apresentou-se instável, com aumento de tamanho de gotícula e índice de polidispersão, apesar de não ter afetado o potencial zeta. Os hidrogéis de Carbopol® e Natrosol® apresentaram bons resultados de caracterização físico-química, porém somente o hidrogel de Natrosol® foi escolhido para os estudos de permeação cutânea e atividade anti-inflamatória in vivo, devido ao seu caráter neutro. No estudo de permeação cutânea das nanoemulsões incorporadas em hidrogel, houve um aumento na retenção de β-cariofileno na derme em relação às nanoemulsões, e houve a facilitação de permeação até o fluido receptor. Por fim, o estudo da atividade in vivo das formulações selecionadas demonstrou que o óleo de copaíba apresenta atividade anti-inflamatória e que a sua incorporação em nanoemulsões aumenta este efeito. No entanto, ambas nanoemulsões, tanto negativamente quanto positivamente carregadas, apresentaram resultado semelhante para a inibição do edema. Quando compara-se a permeação cutânea das formulações verifica-se que na derme não há diferença estatística, o que pode justificar a semelhança do grau de inibição da inflamação no teste in vivo. Em relação à atividade das nanoemulsões incorporadas em hidrogéis, pode-se verificar que no teste de edema de pata apenas a formulação carregada positivamente teve um efeito mais pronunciado, enquanto no edema de orelha as formulações obtiveram um perfil equivalente ao controle cetoprofeno, porém não potencializaram o efeito do óleo. Quanto ao estudo com os parasitos causadores da Leishmaniose, os testes in vitro mostraram que os tratamentos (óleo de copaíba, β-cariofileno e suas nanoemulsões) foram mais eficazes contra as espécies L. major e L. donovani em comparação às espécies L. amazonensis e L. braziliensis. O teste in vivo mostrou que todos os tratamentos foram capazes de reduzir a área da ferida dos camundongos infectados com L. major. No entanto, eles não conseguiram recuperar totalmente os animais. / Copaiba oil is a natural product found especially in the Amazon region, where it is used as treatment for inflammations and as wound healer in the popular medicin. The species Copaifera multijuga Hayne showed a potential anti-inflammatory effect in relation to other Copaifera L. species, mainly due to its major compound, β-caryophyllene. Our research group studied the oil incorporation in nanoemulsions and developed a formulation containing a high copaiba oil proportion in the oil core (20% w/v) without loss of system stability. Based in this nanoemulsion, we present in this study the skin permeation, the formulation optimization and the anti-inflammatory activity. A method in gas chromatograph coupled with mass spectrometer in headspace mode (HS-GC/MS) was validated to analyze β-caryophyllene in skin samples from the skin permeation assay. The method proved to be specific, linear, precise and accurate. Skin permeation test showed that only with the nanoemulsion is possible to detect β-caryophyllene in the dermis layer, while with the oil, only in the stratum corneum. After, two cationic surfactants were tested in the nanoemulsion to prove if the positive charge on the droplet interface could promote β-caryophyllene permeation. Cetyltrimethylammonium bromide proved to be more effective at concentrations considered safe for topical use, reversing the zeta potential to suitable values, without interfering with droplet size and polydispersity index. Oleylamine also reversed the zeta potential, but only at very high concentrations, that may be considered toxic. Skin permeation test showed that the incorporation of cationic surfactants increases β-caryophyllene retention in the epidermis by three fold, whereas in the dermis, there is no statistical difference between the cationic and anionic nanoemulsions. Afterward, the chosen nanoemulsions were incorporated in Carbopol®, Natrosol® and chitosan hydrogels in order to adjust the viscosity for topical use. Chitosan hydrogel presented instability, with an increase in droplet size and polydispersity index, although it has not affected the zeta potential. Carbopol® and Natrosol® hydrogels showed good results in physicochemical characterization, but only Natrosol® hydrogel was chosen for the following skin permeation 10 and anti-inflammatory activity in vivo studies due to its neutral character. In nanoemulsions thickened-hydrogel skin permeation study, there was an increase in the β-caryophyllene retention in the dermis compared to nanoemulsions, and promoted permeation to the receptor fluid. Finally, in vivo anti-inflammatory activity from selected formulations showed that the copaiba oil has anti-inflammatory activity and that its incorporation into nanoemulsions increases this effect. However, both negative and positively charged nanoemulsions, showed similar results for inhibition of edema. When the nanoemulsions’ skin permeation is compared, it is found that in the dermis there is no statistical difference, which may explain the similarity degree of inflammation inhibition in the in vivo test. Regarding to the activity of the nanoemulsions incorporated in hydrogels, it can be verified that in paw edema assay, only the positively charged formulation had a more pronounced effect, whereas in the ear edema the formulations obtained a profile equivalent to the control, ketoprofen, but did not potentiate the effect of the oil. As for the study with the parasites causing Leishmaniasis, in vitro tests showed that the treatments (copaiba oil, β-caryophyllene and their nanoemulsions) were more effective against L. major and L. donovani compared to L. amazonensis and L. braziliensis. In vivo assay showed that all treatments were able to reduce the wound area of mice infected with L. major. However, they were unable to fully recover the animals from the disease.

The gold nanoparticles (NPAus) and silver (NPAgs) exhibit a variety of effects and applications in the biomedical field. In this study, silver and gold nanoparticles were synthesized and characterized in order to evaluate its effect on wound healing and sensing eotaxin, an analyte of great relevance to inflammatory events. . In a first case, NPAgs were synthesized by chemical reduction method and dispersed in copaiba oil. It was observed that all NPAgs had spherical shapes and dispersed in copaiba oil. This composition NPAgs more copaiba oil was more effective to heal skin wounds than Dermazine, a reference medicinal product. With gold nanoparticles (NPAu) were synthesized by chemical methods by citrate reduction. Then, these nanostructures are functionalized for making a biosensor, with the purpose of identifying the analyte of choice (eotaxin) by identifying the displacement of the surface plasmon resonance band. The results with this prototype of the great potential of biosensor proved to detection of eotaxin in small quantities 15μL. The particles used in this study were characterized by UV-vis spectroscopy and transmission electron microscopy, while those associated with quartz are characterized with UV-vis spectroscopy and atomic force microscopy. Together, this study revealed the potential installed in UFAL for synthesis, characterization and application in the biomedical field of metal nanoparticles. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As nanopartícula de ouro (NPAu) e de prata (NPAg) exibem uma variedade de efeitos e aplicações na área biomédica. No presente estudo, nanopartículas de prata e ouro foram sintetizadas e caracterizadas com objetivo avaliar seu efeito sobre a cicatrização de feridas e sensoriamento de eotaxina, um analito de grande relevância para eventos inflamatórios. Em um primeiro caso, NPAg foram sintetizadas por método químico de redução, e dispersas em óleo de copaiba. Observou-se que todas NPAg tinham formas esféricas e se dispersaram no óleo de copaiba. Essa composição NPAg mais óleo de copaiba mostrou-se mais eficaz para cicatrizar feridas cutâneas do que a Dermazine, um medicamento de referência. Com as nanopartículas de ouro (NPAu) foram sintetizadas por método químico de redução por citrato. Em seguida, estas nanoestruturas foram funcionalizadas para confecção de um biossensor, com finalidade de identificar o analito de escolha (eotaxina) por meio da identificação do deslocamento da banda de ressonância de plasmon de superfície. Os resultados com este prótotipo do biosensor se mostraram de grande potencial para deteccção da eotaxin em pequenas quantidades 15µL. As partículas utilizadas neste estudo foram caracterizadas por espectroscopia de UV-vis e microscopia eletrônica de transmissão, enquanto que aquelas associadas ao quartzo são caracterizadas com espectroscopia UV-vis e microscopia de força atômica. Em conjunto, este estudo revelou o potencial instalado na UFAL para síntese, caracterização e aplicação na área biomédica de nanopartículas metálicas.

Alguns decênios atrás, o advento da nanotecnologia abriu perspectivas inovadoras permitindo alcançar novos alvos. Na área farmacêutica, as nanopartículas abriram alternativas ineditas de acesso para tratar órgãos e tecidos. Dentre as diversas nanopartículas existentes, este trabalho assentou sobre as nanopartículas lípidicas sólidas porque elas permitem a utilização de substâncias naturais, que representam um interesse cada vez maior devido às suas potencialidades diversificadas e comprovadas. Assim, foram escolhidos o óleo de copaíba e a alantoína devido às suas propriedades farmacológicas. Da mesma maneira que existem vários tipos de nanopartículas, existem várias técnicas para produzi-las. Neste estudo, o método por homogeneização à alta pressão foi selecionado devido às diversas vantagens. Para validar essas opções tecnológicas e caracterizar as nanopartículas, análises morfológicas, físico-químicas e térmicas foram realizadas. O segundo propósito desta pesquisa foi a avaliação do potencial antifúngico das nanopartículas contra fungos leveduriformes e filamentosos multirresistentes, devido às diversas propriedades microbiológicas do óleo de copaíba. Consequentemente, diversos ensaios micológicos foram feitos a fim de determinar onde e como essas nanopartículas agiram sobre esses fungos. Os resultados mostraram que a produção de nanopartículas lípidicas sólidas homogêneas e estáveis físico-quimicamente foi possível. Além disso, essas nanopartículas, compostas por substâncias naturais, demonstraram atividade antifúngica contra fungos multiresistentes, fato que não ocorreu com as matérias-primas isoladas. A nanotecnologia foi fundamental e levou a desenvolver suspensões antifúngicas. / Some decades ago, the advent of nanotechnology has opened new perspectives allowing reaching new targets. In the pharmaceutical area, nanoparticles have opened new ways for treating organs and tissues. Among the various existing nanoparticles, this work was based on solid lipid nanoparticles because they permitted the use of natural substances which represent a growing interest due to their diverse and proven strengths. So, copaiba oil and allantoin were chosen. Just as there are several types of nanoparticles, there are several techniques to produce them. In this study, the method of high pressure homogenization was selected because of several advantages. To validate these technological options and characterize nanoparticles, morphological, physico-chemical and thermal analysis were performed. The second purpose of this research was to evaluate the antifungal potential of nanoparticles against multiresistant yeasts and filamentous fungi due to various microbiological properties of copaiba oil. Consequently, many mycological tests were performed to determine where and how these nanoparticles acted on these fungi. The results showed the production of homogeneous and physico-chemically stable solid lipid nanoparticles is possible and, moreover, these nanoparticles produced with natural substances demonstrated their antifungal activity against multiresistant fungi, which did not happen with isolated raw materials. The nanotechnology was fundamental and led to develop antifungal suspensions.

O óleo de copaíba é largamente utilizado na medicina popular da região amazônica, principalmente para tratar enfermidades relacionadas a inflamações. Estudos prévios demonstraram que o óleo extraído da espécie Copaifera multijuga Hayne tem uma promissora atividade anti-inflamatória, assim como seu componente majoritário, o β-cariofileno. Entretanto, o caráter untuoso deste óleo torna pouco aceitável sua aplicação direta na pele. Nosso grupo de pesquisa propôs a formulação de nanoemulsões contendo o óleo, uma vez que estes sistemas, além de hidrofílicos, possuem pequeno tamanho de gotícula e alta área de superfície, o que pode melhorar a penetração de substâncias através da pele. O único inconveniente destes é a sua baixa viscosidade, que pode ser contornado por sua incorporação em um hidrogel. No presente estudo, foi desenvolvida uma formulação de hidrogel contendo a nanoemulsão de óleo de copaíba (Copaifera multijuga Hayne) e avaliado seu perfil de permeação/retenção cutânea no modelo de pele de orelha suína. A viabilidade de incorporação da nanoemulsão em dois agentes geleificantes (Carbopol 980® e quitosana) foi testada. No período de sete dias, a formulação de quitosana, ao contrário da formulação de Carbopol 980® (CARB-NE) que permaneceu estável por 60 dias, apresentou visível instabilidade e aumento dos valores de tamanho de gotícula e índice de polidispersão. Devido a isto, a formulação CARB-NE foi escolhida para dar continuidade aos estudos de perfil reológico e de permeação/retenção cutânea. O perfil reológico de CARB-NE foi caracterizado como pseudoplástico, assim como o do hidrogel controle, o que indica que a nanoemulsão não interferiu na matriz polimérica do hidrogel. A formulação CARB-NE aumentou significativamente a penetração do componente β-cariofileno na derme comparada com a nanoemulsão não incorporada em hidrogel. Não houve um aumento da penetração na epiderme, e os valores não foram significativamente diferentes para as duas formulações. Portanto, o hidrogel de Carbopol 980® demonstrou ser o melhor agente geleificante para a nanoemulsão de copaíba, já que permaneceu estável durante o tempo testado e aumentou a penetração de β-cariofileno na pele, especialmente na derme, camada de interesse no tratamento da inflamação pela via tópica. / Copaiba oil is a natural product widely used in folk medicine of the Amazon region mostly to treat diseases related to inflammation. Previous studies have shown that the oil extracted from Copaifera multijuga Hayne has a promising anti-inflammatory activity, as well as its major component, β-caryophyllene. However, the unctuous nature of this oil makes it slightly acceptable to apply directly to the skin. Our research group has proposed the formulation of nanoemulsions containing copaiba oil, since these systems are hydrophilic, have a small droplet size and high surface area, which can improve the penetration of substances through the skin. The only disadvantage of these systems is their low viscosity that can be modified by incorporating it into a hydrogel. In the present study, we developed a hydrogel formulation containing the nanoemulsion of copaiba oil (Copaifera multijuga Hayne) and evaluated its skin permeation/retention profile in porcine ear skin model. The feasibility of incorporating the nanoemulsion into two gelling agents (Carbopol® 980 and chitosan) was assessed. Within seven days, chitosan formulation had increased values for droplet size and polydispersity index, in opposite to Carbopol® 980 formulation (CARB-NE), which continued stable for 60 days. Due to this, the formulation CARB-NE was chosen to continue studies of the rheological profile and skin permeation/retention profile. The rheological profile of CARB-NE was characterized as pseudoplastic, the same was observed for the control hydrogel, which indicates that the nanoemulsion had no effect on the hydrogel polymer matrix. The CARB-NE formulation significantly increased the penetration of β-caryophyllene in the dermis compared to the nanoemulsion not incorporated. There was no increase in the epidermis permeation, nor the values were significantly different for the two formulations. Therefore, the hydrogel Carbopol® 980 proved to be the best gelling agent for copaiba nanoemulsion since it remained stable over the tested time and increased β-caryophyllene penetration in the skin, especially in the dermis, the layer of interest in the treatment of topical inflammation.

Alguns decênios atrás, o advento da nanotecnologia abriu perspectivas inovadoras permitindo alcançar novos alvos. Na área farmacêutica, as nanopartículas abriram alternativas ineditas de acesso para tratar órgãos e tecidos. Dentre as diversas nanopartículas existentes, este trabalho assentou sobre as nanopartículas lípidicas sólidas porque elas permitem a utilização de substâncias naturais, que representam um interesse cada vez maior devido às suas potencialidades diversificadas e comprovadas. Assim, foram escolhidos o óleo de copaíba e a alantoína devido às suas propriedades farmacológicas. Da mesma maneira que existem vários tipos de nanopartículas, existem várias técnicas para produzi-las. Neste estudo, o método por homogeneização à alta pressão foi selecionado devido às diversas vantagens. Para validar essas opções tecnológicas e caracterizar as nanopartículas, análises morfológicas, físico-químicas e térmicas foram realizadas. O segundo propósito desta pesquisa foi a avaliação do potencial antifúngico das nanopartículas contra fungos leveduriformes e filamentosos multirresistentes, devido às diversas propriedades microbiológicas do óleo de copaíba. Consequentemente, diversos ensaios micológicos foram feitos a fim de determinar onde e como essas nanopartículas agiram sobre esses fungos. Os resultados mostraram que a produção de nanopartículas lípidicas sólidas homogêneas e estáveis físico-quimicamente foi possível. Além disso, essas nanopartículas, compostas por substâncias naturais, demonstraram atividade antifúngica contra fungos multiresistentes, fato que não ocorreu com as matérias-primas isoladas. A nanotecnologia foi fundamental e levou a desenvolver suspensões antifúngicas. / Some decades ago, the advent of nanotechnology has opened new perspectives allowing reaching new targets. In the pharmaceutical area, nanoparticles have opened new ways for treating organs and tissues. Among the various existing nanoparticles, this work was based on solid lipid nanoparticles because they permitted the use of natural substances which represent a growing interest due to their diverse and proven strengths. So, copaiba oil and allantoin were chosen. Just as there are several types of nanoparticles, there are several techniques to produce them. In this study, the method of high pressure homogenization was selected because of several advantages. To validate these technological options and characterize nanoparticles, morphological, physico-chemical and thermal analysis were performed. The second purpose of this research was to evaluate the antifungal potential of nanoparticles against multiresistant yeasts and filamentous fungi due to various microbiological properties of copaiba oil. Consequently, many mycological tests were performed to determine where and how these nanoparticles acted on these fungi. The results showed the production of homogeneous and physico-chemically stable solid lipid nanoparticles is possible and, moreover, these nanoparticles produced with natural substances demonstrated their antifungal activity against multiresistant fungi, which did not happen with isolated raw materials. The nanotechnology was fundamental and led to develop antifungal suspensions.

O óleo de copaíba é um produto natural encontrado principalmente na região amazônica, onde é utilizado na medicina popular como tratamento para inflamações e como cicatrizante. A espécie Copaifera multijuga Hayne demonstrou um potencial efeito anti-inflamatório em relação a outras espécies de Copaífera L., tendo como principal responsável o composto majoritário β-cariofileno. Nosso grupo de pesquisa vem estudando a veiculação deste óleo em nanoemulsões e desenvolveu uma formulação que contém uma elevada proporção de óleo de copaíba no núcleo oleoso (20 % w/v), sem prejuízo da estabilidade do sistema. A partir desta formulação, seguiram-se os estudos de avaliação da permeação cutânea, de otimização da formulação e de avaliação de atividade anti-inflamatória, apresentados neste trabalho. Um método em cromatógrafo a gás acoplado à espectrômetro de massas no modo headspace (HS-CG/EM) foi validado a fim de analisar β-cariofileno em mostras de pele provenientes do teste de permeação cutânea com nanoemulsões de óleo de copaíba. O método mostrou-se específico, linear, preciso e exato. O teste de permeação cutânea demonstrou que apenas com a nanoemulsão é possível detectar β-cariofileno na camada da derme, enquanto que, com o óleo, somente no estrato córneo. A seguir, foram testados dois tensoativos catiônicos na formulação da nanoemulsão para verificar se a carga positiva na interface da gotícula poderia promover a permeação cutânea do β-cariofileno. O tensoativo brometo de cetiltrimetilamônio provou ser mais eficiente em concentrações consideradas seguras para o uso tópico, revertendo o potencial zeta para valores adequados, sem interferir no tamanho de gotícula e índice de polidispersão. O tensoativo oleilamina também reverteu o potencial zeta, porém somente em concentrações muito elevadas, podendo ser consideradas tóxicas. O teste de permeação cutânea demonstrou que a incorporação de tensoativos catiônicos aumenta a retenção de β-cariofileno na epiderme em três vezes, enquanto que, na derme, não há diferença estatística entre as formulações aniônica e catiônica. Após, as nanoemulsões escolhidas foram incorporadas em hidrogéis de Carbopol®, Natrosol® e quitosana com vistas ao espessamento e adequação da viscosidade ao uso tópico. O hidrogel com quitosana 8 apresentou-se instável, com aumento de tamanho de gotícula e índice de polidispersão, apesar de não ter afetado o potencial zeta. Os hidrogéis de Carbopol® e Natrosol® apresentaram bons resultados de caracterização físico-química, porém somente o hidrogel de Natrosol® foi escolhido para os estudos de permeação cutânea e atividade anti-inflamatória in vivo, devido ao seu caráter neutro. No estudo de permeação cutânea das nanoemulsões incorporadas em hidrogel, houve um aumento na retenção de β-cariofileno na derme em relação às nanoemulsões, e houve a facilitação de permeação até o fluido receptor. Por fim, o estudo da atividade in vivo das formulações selecionadas demonstrou que o óleo de copaíba apresenta atividade anti-inflamatória e que a sua incorporação em nanoemulsões aumenta este efeito. No entanto, ambas nanoemulsões, tanto negativamente quanto positivamente carregadas, apresentaram resultado semelhante para a inibição do edema. Quando compara-se a permeação cutânea das formulações verifica-se que na derme não há diferença estatística, o que pode justificar a semelhança do grau de inibição da inflamação no teste in vivo. Em relação à atividade das nanoemulsões incorporadas em hidrogéis, pode-se verificar que no teste de edema de pata apenas a formulação carregada positivamente teve um efeito mais pronunciado, enquanto no edema de orelha as formulações obtiveram um perfil equivalente ao controle cetoprofeno, porém não potencializaram o efeito do óleo. Quanto ao estudo com os parasitos causadores da Leishmaniose, os testes in vitro mostraram que os tratamentos (óleo de copaíba, β-cariofileno e suas nanoemulsões) foram mais eficazes contra as espécies L. major e L. donovani em comparação às espécies L. amazonensis e L. braziliensis. O teste in vivo mostrou que todos os tratamentos foram capazes de reduzir a área da ferida dos camundongos infectados com L. major. No entanto, eles não conseguiram recuperar totalmente os animais. / Copaiba oil is a natural product found especially in the Amazon region, where it is used as treatment for inflammations and as wound healer in the popular medicin. The species Copaifera multijuga Hayne showed a potential anti-inflammatory effect in relation to other Copaifera L. species, mainly due to its major compound, β-caryophyllene. Our research group studied the oil incorporation in nanoemulsions and developed a formulation containing a high copaiba oil proportion in the oil core (20% w/v) without loss of system stability. Based in this nanoemulsion, we present in this study the skin permeation, the formulation optimization and the anti-inflammatory activity. A method in gas chromatograph coupled with mass spectrometer in headspace mode (HS-GC/MS) was validated to analyze β-caryophyllene in skin samples from the skin permeation assay. The method proved to be specific, linear, precise and accurate. Skin permeation test showed that only with the nanoemulsion is possible to detect β-caryophyllene in the dermis layer, while with the oil, only in the stratum corneum. After, two cationic surfactants were tested in the nanoemulsion to prove if the positive charge on the droplet interface could promote β-caryophyllene permeation. Cetyltrimethylammonium bromide proved to be more effective at concentrations considered safe for topical use, reversing the zeta potential to suitable values, without interfering with droplet size and polydispersity index. Oleylamine also reversed the zeta potential, but only at very high concentrations, that may be considered toxic. Skin permeation test showed that the incorporation of cationic surfactants increases β-caryophyllene retention in the epidermis by three fold, whereas in the dermis, there is no statistical difference between the cationic and anionic nanoemulsions. Afterward, the chosen nanoemulsions were incorporated in Carbopol®, Natrosol® and chitosan hydrogels in order to adjust the viscosity for topical use. Chitosan hydrogel presented instability, with an increase in droplet size and polydispersity index, although it has not affected the zeta potential. Carbopol® and Natrosol® hydrogels showed good results in physicochemical characterization, but only Natrosol® hydrogel was chosen for the following skin permeation 10 and anti-inflammatory activity in vivo studies due to its neutral character. In nanoemulsions thickened-hydrogel skin permeation study, there was an increase in the β-caryophyllene retention in the dermis compared to nanoemulsions, and promoted permeation to the receptor fluid. Finally, in vivo anti-inflammatory activity from selected formulations showed that the copaiba oil has anti-inflammatory activity and that its incorporation into nanoemulsions increases this effect. However, both negative and positively charged nanoemulsions, showed similar results for inhibition of edema. When the nanoemulsions’ skin permeation is compared, it is found that in the dermis there is no statistical difference, which may explain the similarity degree of inflammation inhibition in the in vivo test. Regarding to the activity of the nanoemulsions incorporated in hydrogels, it can be verified that in paw edema assay, only the positively charged formulation had a more pronounced effect, whereas in the ear edema the formulations obtained a profile equivalent to the control, ketoprofen, but did not potentiate the effect of the oil. As for the study with the parasites causing Leishmaniasis, in vitro tests showed that the treatments (copaiba oil, β-caryophyllene and their nanoemulsions) were more effective against L. major and L. donovani compared to L. amazonensis and L. braziliensis. In vivo assay showed that all treatments were able to reduce the wound area of mice infected with L. major. However, they were unable to fully recover the animals from the disease.

O óleo de copaíba é largamente utilizado na medicina popular da região amazônica, principalmente para tratar enfermidades relacionadas a inflamações. Estudos prévios demonstraram que o óleo extraído da espécie Copaifera multijuga Hayne tem uma promissora atividade anti-inflamatória, assim como seu componente majoritário, o β-cariofileno. Entretanto, o caráter untuoso deste óleo torna pouco aceitável sua aplicação direta na pele. Nosso grupo de pesquisa propôs a formulação de nanoemulsões contendo o óleo, uma vez que estes sistemas, além de hidrofílicos, possuem pequeno tamanho de gotícula e alta área de superfície, o que pode melhorar a penetração de substâncias através da pele. O único inconveniente destes é a sua baixa viscosidade, que pode ser contornado por sua incorporação em um hidrogel. No presente estudo, foi desenvolvida uma formulação de hidrogel contendo a nanoemulsão de óleo de copaíba (Copaifera multijuga Hayne) e avaliado seu perfil de permeação/retenção cutânea no modelo de pele de orelha suína. A viabilidade de incorporação da nanoemulsão em dois agentes geleificantes (Carbopol 980® e quitosana) foi testada. No período de sete dias, a formulação de quitosana, ao contrário da formulação de Carbopol 980® (CARB-NE) que permaneceu estável por 60 dias, apresentou visível instabilidade e aumento dos valores de tamanho de gotícula e índice de polidispersão. Devido a isto, a formulação CARB-NE foi escolhida para dar continuidade aos estudos de perfil reológico e de permeação/retenção cutânea. O perfil reológico de CARB-NE foi caracterizado como pseudoplástico, assim como o do hidrogel controle, o que indica que a nanoemulsão não interferiu na matriz polimérica do hidrogel. A formulação CARB-NE aumentou significativamente a penetração do componente β-cariofileno na derme comparada com a nanoemulsão não incorporada em hidrogel. Não houve um aumento da penetração na epiderme, e os valores não foram significativamente diferentes para as duas formulações. Portanto, o hidrogel de Carbopol 980® demonstrou ser o melhor agente geleificante para a nanoemulsão de copaíba, já que permaneceu estável durante o tempo testado e aumentou a penetração de β-cariofileno na pele, especialmente na derme, camada de interesse no tratamento da inflamação pela via tópica. / Copaiba oil is a natural product widely used in folk medicine of the Amazon region mostly to treat diseases related to inflammation. Previous studies have shown that the oil extracted from Copaifera multijuga Hayne has a promising anti-inflammatory activity, as well as its major component, β-caryophyllene. However, the unctuous nature of this oil makes it slightly acceptable to apply directly to the skin. Our research group has proposed the formulation of nanoemulsions containing copaiba oil, since these systems are hydrophilic, have a small droplet size and high surface area, which can improve the penetration of substances through the skin. The only disadvantage of these systems is their low viscosity that can be modified by incorporating it into a hydrogel. In the present study, we developed a hydrogel formulation containing the nanoemulsion of copaiba oil (Copaifera multijuga Hayne) and evaluated its skin permeation/retention profile in porcine ear skin model. The feasibility of incorporating the nanoemulsion into two gelling agents (Carbopol® 980 and chitosan) was assessed. Within seven days, chitosan formulation had increased values for droplet size and polydispersity index, in opposite to Carbopol® 980 formulation (CARB-NE), which continued stable for 60 days. Due to this, the formulation CARB-NE was chosen to continue studies of the rheological profile and skin permeation/retention profile. The rheological profile of CARB-NE was characterized as pseudoplastic, the same was observed for the control hydrogel, which indicates that the nanoemulsion had no effect on the hydrogel polymer matrix. The CARB-NE formulation significantly increased the penetration of β-caryophyllene in the dermis compared to the nanoemulsion not incorporated. There was no increase in the epidermis permeation, nor the values were significantly different for the two formulations. Therefore, the hydrogel Carbopol® 980 proved to be the best gelling agent for copaiba nanoemulsion since it remained stable over the tested time and increased β-caryophyllene penetration in the skin, especially in the dermis, the layer of interest in the treatment of topical inflammation.