Orientador: Prof. Dr. Fernando Carlos Giacomelli / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, 2017. / O uso de nanopartículas poliméricas vem progressivamente se intensificando nos últimos anos, principalmente em que pese a aplicações na área biomédica. Neste cenário, o foco principal reside na utilização de polímeros biodegradáveis para fabricação de sistemas nanocarregadores de agentes ativos. Particularmente no campo da nanomedicina, a habilidade de se controlar a dimensão de nanopartículas, bem como se entender o perfil de liberação de pequenas moléculas encapsuladas é essencial. Levando-se em conta estas considerações, o objetivo deste trabalho foi fabricar nanopartículas poliméricas biodegradáveis de PCL e PLGA carregadas com a sonda cumarina-6 e analisar as diversas variáveis de formulação a fim de se entender a influência das características estruturais das nanopartículas e a sua relação com o teor encapsulado, eficiência de encapsulação, perfil de liberação e captura celular dos sistemas nanoestruturados. Os sistemas coloidais produzidos foram caracterizados por meio de técnicas de espalhamento de luz dinâmico (DLS), estático (SLS) e eletroforético (ELS) e espectroscopia de fluorescência. A caracterização estrutural detalhada das formulações produzidas sugere que a densidade das partículas, independente das variáveis de formulação, é substancialmente menor do que a densidade dos polímeros sólidos, implicando que as cadeias poliméricas que formam as nanopartículas estão pouco compactadas e por consequência, os sistemas supramoleculares são substancialmente hidratados (os cálculos mostram conteúdos de água formando os agregados entre 72% e 95% volume/volume). As medidas de espectroscopia de fluorescência evidenciaram que é possível produzir sistemas nanocarregadores onde a eficiência de encapsulação atinge valores maiores do que 50%, entretanto, independente das variáveis de formulação, o teor encapsulado nunca ultrapassa 0,4% massa/massa. Acreditamos que os baixos teores de sonda encapsulada estejam essencialmente relacionados a densidade das partículas e a característica de elevada hidratação. As investigações também demonstram que a liberação da sonda encapsulada é essencialmente governada pelo movimento de difusão. Consequentemente, a biodegradabilidade dos poliésteres utilizados na produção dos coloides pode ter efeito apenas na excreção do material polimérico de ambientes biológicos, mas não parece ter efeito no processo de liberação controlada de princípios ativos encapsulados. Por final, foram feitas análises de microscopia de fluorescência e citometria de fluxo para avaliar a influência dos parâmetros estruturais na captura e internalização celular dos sistemas poliméricos nanoestruturados. Os dados mostram que nanopartículas produzidas a partir de tetraidrofurano (THF), portanto maiores parecem ser internalizadas de maneira mais eficiente pelo menos na região de tamanhos investigada. Os dados também mostram serem inconclusivas as influências da hidrofobicidade e carga superficial dos sistemas. / The uses of polymeric nanoparticles came intensifying for a period of time, and are being applicable in the biomedical area. In this scenario, the focus is use biodegradable polymers to production of nanocarrier systems of active agents. Particularly in the field of nanomedicine, the ability to control the size of nanoparticles, as well as understanding the release profile of small-encapsulated molecules, is essential. Taking into account these considerations, the objective of this work was to manufacture biodegradable polymeric nanoparticles of PCL and PLGA loaded with the coumarin-6 probe and to analyze the various formulation variables in order to understand the influence of a structural characteristics of nanoparticles, and their relation with the encapsulated content, encapsulation efficiency, release profile and cellular capture of nanostructured systems. The colloidal systems were produced to characterizing by dynamic light scattering (DLS), static (SLS) and electrophoretic (ELS) techniques and fluorescence spectroscopy. The detailed structural characterization of formulations suggested that density of particles, regardless of a formulation variable, is substantially lower than the density of the solid polymers, implying that polymer chains forming the nanoparticles are poorly compacted and consequently the supramolecular systems are substantially hydrated (the calculations show water contents forming the aggregates between 72% and 95% v/v). The fluorescence spectroscopy measurements showed that it is possible to produce nanocarrier systems where the encapsulation efficiency reaches values higher than 50%, however, regardless of the formulation variables; the encapsulated content never exceeds 0.4% w/w. We believe that the low levels of encapsulated probe are essentially related to particle density and the characteristic of high hydration. The investigations also demonstrate that the release of a encapsulated probe is essentially governed by the diffusion movement. According to biodegradability of polyesters used in the production of colloids may have effect only in the excretion of polymer material from biological environment, but does not appear to have an effect on the controlled release process of encapsulated active principles. Finally, fluorescence microscopy and flow cytometer analyzes the performances to evaluate the influence of structural parameters on capture and cellular internalization of nanostructured polymer systems. The data shows that nanoparticles produced from tetrahydrofuran (THF), therefore larger, appear to be internalized more efficient at least in the region of investigation sizes. The data also shows that the influences of the hydrophobicity and surface charge of the systems was inconclusive.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Composites hydrogels were developed in film shape based on poly vinyl alcohol (PVA) using acidified attapulgite as crosslinking agent. The hydrogel composites were obtained in solution with amounts of attapulgite ranging from 0.05 to 2% in the polymer matrix in order to study its influence on the crystallinity, in the swelling properties and in the release of gentamicin sulphate. The obtained composites were characterized by XRD, FTIR and DSC. According to XRD data the polymer crystallinity is not affected by the clay addition, however, the presence of attapulgite modifies the melting and crystallization temperatures, behavior observed by DSC measures. In general, graphical profile of FTIR showed that there are interactions between PVA and attapulgite. The hydration kinetics at 37°C is independent of pH values and shown to obey the Fickian diffusion mechanism with values of n<0.5. Thus, the viability of hydrogels in drug delivery systems was evaluated by the swelling degree and by in vitro release. These two aspects were dependent on the concentration of the drug. Thus, although preliminaries, the results from release of gentamicin sulphate using PVA/attapulgite composites hydrogels proved be promising for future application. / Foram desenvolvidos hidrogéis compósito na forma de filme a base de poli (álcool vinílico) (PVA) usando a atapulgita acidificada como agente de reticulação. Os hidrogéis compósitos foram obtidos em solução variando a quantidade de atapulgita (0,05-2%) na matriz polimérica visando estudar sua influência na cristalinidade, nas propriedades de intumescimento e na liberação do sulfato de gentamicina. Os materiais preparados foram caracterizados por DRX, FTIR, DSC. Segundo os dados do DRX a cristalinidade do polímero não é afetada pela adição da argila, em contrapartida, a presença da atapulgita altera as temperaturas de fusão e cristalização, comportamento verificado pelo DSC. De maneira geral, o perfil gráfico do FTIR evidenciou que há interações entre a atapulgita e o PVA. A cinética de hidratação a 37°C mostrou ser independente do valor de pH e demostrou obedecer ao mecanismo de difusão fickiana com valores de n<0,5. Desse modo, a viabilidade dos hidrogéis em sistema de liberação de fármacos foi avaliada pelo grau de intumescimento e liberação in vitro. Estes dois aspectos foram dependentes da concentração do fármaco. Assim, apesar de preliminares, os resultados de liberação do sulfato de gentamicina utilizando hidrogéis compósito PVA/ atapulgita mostraram-se promissores para uma futura aplicação.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The use of composites containing bioceramics and polymers in order to combine the advantages isolated materials, with the aim of producing a system with suitable mechanical characteristics for drug delivery has been widely studied in recent years. Thus, the aim of this work was to develop hydroxyapatite-chitosan composites containing silver sulfadiazine, an antibiotic of choice for treatment of burns and skin extensive wounds, complexed in β-cyclodextrin. The composites were obtained by solvent evaporation method. In order to improve the solubility of the silver sulfadiazine in an aqueous medium, inclusion complexes were obtained by paste method, at different stoichiometric ratios silver sulfadiazine/β-cyclodextrin (1:1, 1:2 and 1:3), respectively. After procurement, the complexes, composites and its individual components were characterized by differential scanning calorimetry, thermogravimetry, Fourier transformed infrared, X-ray diffraction and scanning etectron microscopy. The development of the assay method and the drug complexation efficiency was performed by high performance liquid chromatography. The characterization results of the components, physical mixture and inclusion complexes obtained, allowed us to visualize the interaction between the drug and β-cyclodextrin, suggesting complexation. The characterization results of the components and composites showed possible interactions between hydroxyapatite, chitosan and inclusion complexes demonstrating that there was formation of the composite after incorporation of the drug. The drug assay method was developed and showed a linear response in the concentration range from 0.003 to 0.03 mg/mL, with r² = 0.9996, and the test showed precision, accuracy, quantification limit, detection limit and robustness adequate for investigation of drug dosing. The inclusion complexes 1:1 had higher complexation efficiency of silver sulfadiazine in β-cyclodextrin (32.15%). Thus, the stoichiometric ratio 1:1 proved to be sufficient for formation of the inclusion complex of silver sulfadiazine/β-cyclodextrin, and subsequently was favorable to be incorporated into the hydroxyapatite/chitosan composites. / A utilização de compósitos contendo biocerâmicas e polímeros a fim de combinar as vantagens dos materiais isolados, com o objetivo de produzir um sistema com características mecânicas apropriadas para liberação de fármacos tem sido bastante estudada nos últimos anos. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi desenvolver compósitos hidroxiapatita-quitosana contendo sulfadiazina de prata, um antibiótico de escolha para o tratamento de queimaduras e feridas amplas da pele, complexada em β-ciclodextrina. Os compósitos foram obtidos por meio do método de evaporação do solvente. A fim de melhorar a solubilidade da sulfadiazina de prata em meio aquoso, complexos de inclusão foram obtidos por malaxagem, em diferentes razões estequiométricas de sulfadiazina de prata/β-ciclodextrina (1:1, 1:2 e 1:3) respectivamente. Após obtenção, os complexos, os compósitos e seus componentes isolados foram caracterizados por calorimetria exploratória diferencial, termogravimetria, espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier, difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. O desenvolvimento do método de doseamento e a eficiência de complexação do fármaco foram realizados por cromatografia líquida de alta eficiência. Os resultados de caracterização referentes aos componentes isolados, mistura física e complexos de inclusão obtidos, permitiram visualizar interações entre o fármaco e a β-ciclodextrina, sugerindo a complexação. Os resultados de caracterização dos compósitos e seus componentes permitiram visualizar possíveis interações entre a hidroxiapatita, quitosana e os complexos de inclusão demonstrando que houve a formação do compósito após incorporação do fármaco. O método de doseamento foi desenvolvido e apresentou resposta linear na faixa de concentração de 0,003 a 0,03 mg/mL, com r² = 0,9996, e o ensaio demonstrou precisão, exatidão, limite de quantificação, limite de detecção e robustez adequadas para a investigação do doseamento do fármaco. Os complexos de inclusão 1:1 obtiveram maior eficiência de complexação da sulfadiazina de prata em β-ciclodextrina (32,15%). Dessa maneira, a razão estequiométrica 1:1 mostrou-se suficiente para formação do complexo de inclusão de sulfadiazina de prata/β-ciclodextrina, e posteriormente, foi favorável ao ser incorporado ao compósito hidroxiapatita/quitosana.

O objetivo deste estudo foi desenvolver e avaliar in vivo sistemas bioadesivos semissólidos (géis) e filmes contendo metronidazol e benzoato de metronidazol microencapsulado, liberado modificadamente intrabolsa periodontal, em pacientes submetidos a tratamento convencional para periodontite crônica (Raspagem e Alisamento Radicular - RAR) e a tratamento associado RAR ao gel ou ao filme. Foi realizado um estudo clínico controlado, randomizado e duplocego em humanos, para testar a hipótese de que o uso associado do sistema de liberação local (filme ou gel) à raspagem e alisamento radicular (RAR) é superior à terapia isolada. Participaram do estudo 45 pacientes de ambos os gêneros, da Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto da USP, os quais possuíam ao menos 2 dentes com periodontite crônica, totalizando para o estudo um &ldquo;n&rdquo; de 96 dentes, divididos aleatoriamente em 3 grupos: grupo 1 raspagem e alisamento radicular (RAR) controle ativo; grupo 2 - RAR + gel de metronidazol; grupo 3 RAR + filme com metronidazol. As concentrações dos fármacos e o tempo de liberação no fluido crevicular gengival foram monitorados. Os efeitos dos tratamentos foram avaliados pelo acompanhamento longitudinal de parâmetros clínicos (profundidade de sondagem, nível clínico de inserção e sangramento à sondagem) com o uso de sonda periodontal computadorizada e analisados estatisticamente por meio de ANOVA e pós-teste de Bonferroni, e microbiológicos da periodontite pela técnica de DNA-DNA Checkerboard Hibridization. Os resultados da análise das concentrações de metronidazol e benzoato de metronidazol nas bolsas periodontais dos pacientes foram considerados em avaliação paralela intragrupos e demonstraram que os fármacos foram detectados em concentração efetiva até 48 horas após a aplicação in situ, porém não foi observada diferença significante entre os grupos avaliados. Para os parâmetros microbiológicos foi detectada diferença estatística (teste de Friedmann, para valores de p<0,05) em relação aos grupos com utilização dos fármacos comparado ao grupo somente com a RAR. Conclui-se que o tratamento com os fármacos em ambas formas farmacêuticas (gel e filme), foi mais efetivo que o controle para a redução significativa dos microrganismos, tornando-se alternativa terapêutica de grande valia. / The aim of this study was to develop and evaluate in vivo bioadhesive semisolid systems (gels) and films containing metronidazole and metronidazole benzoate microencapsulated, modified release periodontal intrapocket, in patients undergoing conventional treatment for chronic periodontitis (RAR) and associated with RAR gel or film. A double - blind controlled human clinical trial was conducted to test the hypothesis that the use of the local delivery system (film or gel) to scaling and root planing (RAR) is superior to the isolated therapy. The study consisted of 45 patients from the Dental School of Ribeirão Preto - USP, both of whom had at least 2 teeth with chronic periodontitis, comprising a total of 96 teeth, randomly divided into 3 groups: group 1 - Scaling and root planing (RAR) - active control; Group 2 - RAR + gel with metronidazole Group 3 -. RAR + film with metronidazole; drug concentrations and release time in the gingival crevicular fluid were monitored. The effects of the treatments were evaluated by the longitudinal monitoring of clinical parameters (depth of probing, clinical level of insertion and bleeding to the probing) and analyzed statistically by ANOVA and Bonferroni post-test, and microbiological periodontitis by DNA-DNA Checkerboard Hibridization. The results of the analysis of metronidazole and metronidazole benzoate concentrations in patients\' periodontal pockets were considered in parallel intragroup analyzes and demonstrated that the drugs were detected in effective concentration up to 48 hours after the in situ application, but no significant difference was observed between the Groups evaluated. For the microbiological parameters a statistical difference was detected (Friedmann test, for values of p <0.05) in relation to the groups using the drugs compared to the RAR only group. It was concluded that the treatment with the drugs in both pharmaceutical forms (gel and film), was more effective than the control for the significant reduction of the microorganisms, becoming a therapeutic alternative of great value.

De acordo com o conceito de sistemas de liberação controlada, o presente estudo foi baseado na utilização de polímeros hidrofílicos biocompatíveis, formadores de hidrogéis, para o desenvolvimento de matrizes na forma de filmes finos. Os polímeros utilizados para a formação das matrizes foram a quitosana proveniente das cascas de camarão, o amido de milho modificado e a poli(N-vinil-2-pirrolidona) - PVP. As matrizes foram reticuladas utilizando glutaraldeído. O fármaco escolhido para testar a capacidade de liberação dos dispositivos foi o anti-inflamatório não esteroidal (AINE) diclofenaco sódico. Para obtenção das matrizes com propriedades adequadas para essa finalidade, foram testadas misturas de quitosana-amido e quitosana-PVP. Após a triagem qualitativa, os dispositivos foram avaliados quanto à citotoxidade, intumescimento máximo, fração gel, parâmetros cinéticos associados à absorção de vapor de água e à capacidade de liberação de diclofenaco sódico in vitro. As formulações de quitosana-PVP foram as que apresentaram melhores propriedades para a aplicação proposta nesse estudo, se destacando a formulação A3, com alto percentual de liberação, boas propriedades de manuseio, poucos componentes na formulação diminuindo o potencial alergênico e aprovação no teste de citotoxicidade em células de camundongo (NCTC) pelo método de incorporação do vermelho neutro. / According to the concept of drug delivery systems, this study has based on the use of biocompatible hydrophilic polymers hydrogels-forming for the development of matrices in the form of thin films. The polymers used for forming the matrices were chitosan from shrimp shells, modified maize starch and poly(N-vinyl-2-pyrrolidone) PVP. The matrices were cross-linked using glutaraldehyde. The drug chosen to test the ability of the devices release was the non-steroidal anti-inflammatory drug (NSAID) sodium diclofenac. Mixtures between chitosan-starch and chitosan-PVP tested to obtain the matrices with suitable properties for this purpose. The devices after qualitative screening had evaluated for cytotoxicity, maximum swelling, gel fraction, kinetic parameters associated with absorbing water vapor and the release of diclofenac sodium able to in vitro. The formulations based on chitosan-PVP were the presents the best properties, in evidence formulation A3, with high percentage of delivery, good handing properties, few compounds/components reducing the allergenic potential and successful in vitro cell viability red uptake cytotoxicity assay, using cell culture mouse cells (NCTC).

A doença de Chagas é causada pelo Trypanosoma cruzi e acomete milhões de pessoas, principalmente as de baixa renda em países subdesenvolvidos. É considerada uma doença negligenciada, não existindo uma terapia eficaz contra os parasitas na fase crônica da doença. Estudos preliminares demonstraram que o ácido ursólico apresenta atividade tripanocida, entretanto, este fármaco possui baixa solubilidade em água, o que prejudica a sua biodisponibilidade. Com o intuito de viabilizar a terapia com ácido ursólico, as nanopartículas poliméricas são sistemas de liberação promissores, devido a sua capacidade de liberação modificada. Além disso, os sistemas nanoencapsulados destacam-se pela alta eficiência de encapsulação do fármaco, proteção contra degradação, e menor possibilidade de causar toxicidade. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento e a caracterização de nanopartículas de policaprolactona para a veiculação de ácido ursólico, visando à otimização da terapia da Doença de Chagas. O estudo teve início com o desenvolvimento das nanopartículas poliméricas contendo ácido ursólico. A formulação obtida neste estudo pela técnica da nanoprecipitação apresentou menor valor de tamanho de partícula (173,17±4,20) e índice de polidispersividade (0,09±24,77), com perfil monomodal, potencial zeta de -36 mV e eficiência de encapsulação de 94,1±1,31%. O tamanho das partículas observado na microscopia eletrônica de varredura demonstrou ser compatível com os valores observados nas análises de espalhamento dinâmico de luz, embora tenha apresentado uma característica agregada e ligeiramente esférica. Através da determinação do coeficiente de partição do ácido ursólico foi possível avaliar a alta lipofilicidade do ácido ursólico. Na determinação do coeficiente de solubilidade do ácido ursólico, o lauril sulfato de sódio foi o tensoativo de escolha para o estudo in vitro do perfil de liberação, solubilizando aproximadamente 300 ?g.mL-1 de fármaco, mas não foi possível a realização do estudo in vitro do perfil de liberação, devido a sua característica altamente lipofílica. O estudo da citotoxicidade por ensaio de resazurina mostrou que a formulação escolhida não alterou a viabilidade celular de células LLCMK2, portanto sem toxicidade para o meio biológico, bem como evidenciou a capacidade das nanopartículas poliméricas contendo ácido ursólico de reduzir a viabilidade dos parasitas em aproximadamente 50%. A avaliação da atividade biológica do ácido ursólico em camundongo C57BL/6 infectados com a cepa Y do Trypanosoma cruzi apresentou uma redução acentuada (p<0,001) dos tripomastigotas quando comparados ao grupo I, sugerindo uma liberação sustentada do ácido ursólico nesse modelo de nanopartículas poliméricas. Como conclusão, as nanopartículas poliméricas contendo ácido ursólico podem ser propostas como uma abordagem quimioprofilática da doença de Chagas, considerando a necessidade dessa medida de segurança para pacientes que recebem transfusão sanguínea no Sistema Único de Saúde no Brasil. / Chagas disease is caused by parasite Trypanosoma cruzi and affects millions of lowincome in developing countries and because of that it is neglected by the pharmaceutical industry and there is no effective therapy against parasites in the chronic phase of the disease. Preliminary studies showed that ursolic acid presents tripanocidal activity, however, it has low water solubility, which reduces its bioavailability. Among the existing drug delivery systems, polymeric nanoparticles play a central role, due to their ability to sustain or control the release of drugs. Moreover, nanocoated systems are distinguished by high drug encapsulation efficiency, protection from degradation, and less likely to cause irritation. The aim of this work is development and characterization of the polymeric nanoparticles containing ursolic acid, aiming to optimize the treatment of Chagas disease. The study began with the development of polymeric nanoparticles containing ursolic acid. The formulation obtained in this study by the nanoprecipitation technique showed the lowest particle size (173.17 ± 4.20) and polydispersity index (0.09 ± 24.77), with monomodal profile, zeta potential of -36 mV and encapsulation efficiency was 94.1% ± 1.31. The size of the particles observed by scanning electron microscopy showed to be compatible with the values observed in the analysis of dynamic light scattering, although it had an aggregate and slightly spherical characteristic. By determining the coefficient of ursolic acid partition was possible to evaluate the high lipophilicity of ursolic acid. In determining the solubility coefficient of ursolic acid, sodium lauryl sulfate was the surfactant of choice for studying in vitro release profile, solubilizing approximately 300 ?g.mL-1 of the drug, but it has not been possible to conduct the study in vitro release profile, due to its highly lipophilic character. The study of resazurin cytotoxicity assay showed that the formulation did not alter the cell viability of LLCMK2 cells, and therefore, without toxicity to the biological environment and demonstrated the ability of the polymeric nanoparticles containing ursolic acid to reduce the viability of parasites in approximately 50 %. The evaluation of biological activity of ursolic acid in mice C57BL/6 mice infected with the Y strain of Trypanosoma cruzi showed a marked reduction (p<0.001) of trypomastigotes when compared to group I, suggesting a sustained release of ursolic acid in polymeric nanoparticles model. In conclusion, polymeric nanoparticles containing ursolic acid may be proposed as a chemoprophylactic approach of Chagas disease, considering the need for this safety measure for patients receiving blood transfusion Health System in Brazil.

Os benefícios gerados pela luz do sol foram observados desde a origem da humanidade. A terapia fotodinâmica é a mais nova modalidade de tratamento com luz, que envolve a administração do fármaco fotossensível, o qual se deposita preferencialmente nas células que se deseja a ação, seguido por seletiva iluminação da lesão com luz na região do visível. A ftalocianina de cloro-alumínio (AlClPc) e a indocianina verde são apontados como potenciais fármacos nesta terapia, sendo bastante utilizados atualmente. Foram preparados complexos de ciclodextrinas de ftalocianina de cloro-alumínio e hidroxipropil-beta ciclodextrina e beta-ciclodextrina, incorporados em lipossomas com a indocianina verde, com o propósito de avaliar o sinergismo da ação, proporcionado pela associação de sistemas de liberação e de fármacos fotossensíveis, na terapia fotodinâmica. Quando avaliado isoladamente os complexos de ftalocianina e ciclodextrinas demonstraram valores diferentes da constante de associação demonstrando maior complexação com hidroxipropil-beta ciclodextrina. No entanto, os derivados de ciclodextrinas estudados melhoraram as propriedades fotofísicas do fármaco. Na avaliação das propriedades fotobiológicas, nenhuma toxicidade foi observada para a ftalocianina complexada com ciclodextrinas nem com lipossomas. Na avaliação do complexo de ftalocianina de cloro-alumínio/ciclodextrinas na presença de luz, houve um alto índice de morte celular. No caso da associação dos complexos de AlClPc incorporados nos lipossomas juntamente com a ICV as preparações também demonstraram que as modificações geradas pela incorporação dos fármacos fotossensíveis favoreceram as propriedades espectroscópicas necessárias para a ação dos fármacos na PDT, com conseqüente redução da agregação e alterações significativas nas propriedades fotofísicas e fotobiológicas dos fármacos. Os complexos de ciclodextrinas incorporados nos lipossomas com indocianina verde se apresentaram estáveis como sistemas de liberação, após liofilização, garantindo a característica de vesícula unilamelar pequena. Neste trabalho observa-se claramente o sinergísmo garantido por associação dos dois fármacos fotossensíveis e de sistemas de liberação sugerindo uma nova área de pesquisa na terapia fotodinâmica. / The benefits generated by sunlight were observed from the origin of humanity. Photodynamic therapy is the new form treatment of light, which involves the administration of the photosensitizer drug which is targeting preferentially in diseased cells, followed by selective illumination of the lesion with visible light. The aluminum chloride phthalocyanine and indocyanine green are studied as potential drugs this therapy and often used. Were development complex of hydroxypropyl-beta cyclodextrin and beta-cyclodextrin with aluminum chloride phthalocyanine entrapment in liposomes with indocyanine green in order to studed the synergism of action, provided by association of both release and photosensitizer drugs, in photodynamic therapy. Complexes of phthalocyanine with different cyclodextrins derivatives showed different values of the association constant showing greater complexation with hydroxypropyl-beta cyclodextrin.However the derivatives of cyclodextrins studied improved the drug photophysical properties. In evaluating the photobiological properties, no toxicity was observed for phthalocyanines complexed with cyclodextrins or liposomes.Althought the evaluation of phthalocyanine complex excited by light, showed a higher rate of cell death. When the complexes where incorporated in liposomes plus indocyanine green photosensitizer drugs improved the spectroscopic properties necessary for the action of drugs in PDT reduced aggregation and significant improved in the photophysical and photobiological properties of drugs. Complexes of cyclodextrins incorporated in liposomes with indocyanine green showed stable drug delivery systems, after freeze-drying and keeping a small unilamellar vesicle.This work showed that there is clearly synergism by the association two photosensitizers and drug delivery systems and represents a great contribution for a new area of research in photodynamic therapy.

Orientador: Leonardo Fernandes Fraceto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T17:48:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Melo_NathalieFerreiraSilvade_D.pdf: 6651049 bytes, checksum: ddfedee0ea9cb6075585256473110550 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Os anestésicos locais (AL) são fármacos utilizados no controle da dor crônica ou aguda. A articaína (ATC) é um AL da classe das amino-amidas que possui maior potência e menor toxicidade que a lidocaína e tem sido um fármaco de escolha em procedimentos odontológicos e anestesia epidural. As características desejáveis para um AL incluem controle da dor durante procedimentos clínicos e a diminuição da toxicidade local e/ou sistêmica. Assim, uma alternativa que tem se mostrado capaz de promover estes efeitos desejáveis é a veiculação destes fármacos em sistemas de liberação modificada. Neste sentido, as nanopartículas poliméricas (NP), nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) e lipossomas unilamelares pequenos (SUV) são sistemas nanocarreadores capazes de promover modificação do perfil de liberação de fármacos e possuem diâmetro inferior a 1 µm. As NP são classificadas como nanoesferas (NE), compostas por uma matriz polimérica e nanocápsulas (NC), constituídas por um invólucro polimérico disposto ao redor de um núcleo oleoso ou aquoso. As NLS são constituídas por uma matriz lipídica que se apresenta sólida em temperatura ambiente. As SUV são estruturas vesiculares compostas por bicamadas de fosfolipídios que se arranjam espontaneamente em meio aquoso. Os hidrogéis são redes poliméricas que quando dispersas em mio aquoso assumem uma conformação doadora de viscosidade à formulação. O objetivo deste trabalho foi preparar e caracterizar diferentes sistemas de liberação modificada para a ATC (neutra e ionizada) incluindo NP, NLS, SUV e hidrogéis (contendo ATC livre e encapsulada) com a finalidade de melhorar suas propriedades farmacológicas visando uma futura aplicação clínica por via infiltrativa e/ou tópica. A otimização das suspensões de NP e SUV foi alcançada através de planejamento fatorial e analisada as propriedades: diâmetro médio, polidispersão, potencial zeta e eficiência de encapsulação do fármaco. Todas as suspensões foram preparadas com ATC a 2%. Foram obtidas partículas de diâmetro compreendido entre 100 e 400 nm e índice de polidispersão abaixo de 0,2. A eficiência de encapsulação alcançada foi bastante satisfatória (entre 50 e 70%). As propriedades físico-químicas das suspensões foram avaliadas em função do tempo, a fim de determinar a estabilidade das partículas. As formulações escolhidas não apresentaram grandes alterações dessas propriedades, sendo consideradas estáveis por um período de até 120 dias de armazenamento à temperatura ambiente. Ensaios de liberação in vitro demonstraram menor velocidade de liberação da ATC quando encapsulada em NP, NLS e SUV, em relação à ATC livre. Testes de citotoxicidade in vitro em culturas de células 3T3 e CHO revelaram que a ATC livre induz morte celular de maneira concentração dependente, efeito este que foi parcialmente revertido com a encapsulação da ATC em NP, NLS e SUV, indicando menor toxicidade das formulações propostas. Os hidrogéis contendo ATC livre e encapsulada demonstraram boa consistência, homogeneidade e estabilidade. Nos testes reológicos, os géis apresentaram comportamento pseudoplástico com tixotropia, o que pode melhorar a eficácia do fármaco. O gel contendo NC-PCL com ATC apresentou início de permeação mais rápido e liberação mais lenta (até 8 horas). Os resultados obtidos mostraram que foi possível preparar nanocarreadores e hidrogéis para a ATC, sendo obtidos bons resultados com alteração no perfil de liberação do fármaco e diminuição da citotoxicidade, sendo uma futura alternativa para o controle da dor / Abstract: Local anesthetics (LA) are drugs used in controlling chronic or acute pain. The articaine (ATC) is an LA of amino-amides class which have lower toxicity and higher potency than lidocaine and has been the drug of choice in dental procedures and epidural anesthesia. Desirable features for LA include pain control during clinical procedures and the reduction of local and/or systemic toxicity. Thus, an alternative that has been shown to promote these desirable effects is the placement of these drugs in modified release systems. In this regard, polymeric nanoparticles (PN), solid lipid nanoparticles (SLN) and small unilamellar liposomes (SUV) are nanocarriers systems able to promote modification of the drug release profile and have a diameter of less than 1 µM. NP is classified as nanospheres (NS), comprising a polymeric matrix and nanocapsules (NC), consisting of a polymeric shell around an oily or aqueous core. SLN are formed by a lipid matrix which appears solid at room temperature. SUV are vesicular structures composed of phospholipids bilayers which spontaneously arrange themselves in an aqueous medium. Hydrogels are polymeric networks that when dispersed in aqueous medium assume a conformation donor viscosity of the formulation. The objective of this work was to prepare and characterize different modified delivery systems for ATC (neutral and ionized form) including PN, SLN, SUV and hydrogels (containing free and encapsulated ATC) in order to improve its pharmacological properties targeting future clinical application for infiltrating and/or topically. The optimization of PN and SUV suspensions was achieved through a factorial design and analyzed the properties: mean diameter, polydispersity, zeta potential and encapsulation efficiency of the drug. All suspensions were prepared with ATC 2%. Particles were obtained with diameter between 100-400 nm and polydispersity index lower than 0.2. The encapsulation efficiency was achieved quite satisfactory (between 50 and 70%). The physico-chemical properties of the suspensions were assessed as function of time in order to determine the stability of the particles. The selected formulations showed no significant changes of these properties, being considered stable for a period of 120 days of storage at room temperature. In vitro release experiments showed slower release of ATC when encapsulated in PN, SLN and SUV, in relation to the free ATC. In vitro cytotoxicity tests on 3T3 and CHO cells revealed that the free ATC induces cell death concentration-dependent, an effect which was partially reversed by ATC in the encapsulation in PN, SLN and SUV, indicating low toxicity of the proposed formulations. The hydrogels containing free and encapsulated ATC showed good consistency, uniformity and stability. In the rheological tests, the gels exhibited pseudoplastic behavior with tixotropy, which can improve the effectiveness of the drug. The gel containing the NC-PCL with ATC showed faster onset of permeation and slower release (up to 8 hours). The results showed that it was possible to prepare hydrogels and nanocarriers for ATC, with good results in modification of drug release and decreased cytotoxicity profile, being a future alternative for pain control / Doutorado / Bioquimica / Doutora em Biologia Funcional e Molecular

Nanoparticles from biodegradable polymers are considered one of the most promising systems for biomedical application as drug delivery systems. Therefore, the synthesis and characterization of a new aliphatic biodegradable copolyester named PBS/PBDL (poly(butylene succinate-co- butylene dilinoleate)) intended to the application as drug delivery system is reported in the thesis. Surfactant-free biodegradable and narrowly distributed, nanosized spherical particles (RH < 60 nm) have been produced from the biodegradable material by applying a single-step nanoprecipitation protocol. The size of the generated polymer nanoparticles (PNPs) could be controlled by adjusting the polymer concentration, the choice of organic solvent, mixing different organic solvents or by changing temperature and ionic strength. By optimizing such parameters sub-100 nm uniform PNPs can be produced through this methodology including the advantage and ability to scale-up production. The nanoparticles structure was characterized in detail by employing a variety of scattering techniques and transmission electron microscopy (TEM). Combined static light scattering (SLS) and dynamic light scattering (DLS) measurements suggested that the nanoparticles comprise a porous core conferring them a non-compact characteristic. Their porosity...

Le procédé d’imprégnation en milieu supercritique est une alternative « propre » à l’imprégnation par voie liquide. Entre autres applications, les procédés d’imprégnation peuvent être utilisés pour l’élaboration de systèmes de délivrance de médicaments appliqués aux domaines pharmaceutique et médical. Cette étude porte sur l’élaboration de systèmes de délivrance de médicaments en utilisant l'imprégnation supercritique des principes actifs sur deux types de supports : des matrices polymériques (lentilles intraoculaires) et des matrices poreuses (silices mésoporeuses). Dans le premier cas, des lentilles polymériques intraoculaires (IOLs), utilisées pour la chirurgie de la cataracte, ont été imprégnées par des principes actifs : un anti-inflammatoire (Dexaméthasone 21-phosphate disodium: DXP) et un antibiotique (Ciprofloxacine: CIP). Plus particulièrement, deux types de lentilles ont été étudiés : des IOLs rigides à base de PMMA et des IOLs souples à base de P-HEMA. Les expériences d'imprégnation supercritique ont été effectuées en mode batch et les taux d'imprégnation ont été déterminés par des études de cinétique de relargage des principes actifs. L’influence des conditions opératoires sur l’efficacité de l’imprégnation a été étudiée en réalisant des expériences d’imprégnation préliminaires suivies par des plans d’expériences par la suite. Dans le second cas, une silice mésoporeuse a été utilisée comme support d’imprégnation pour un médicament faiblement hydrosoluble (Fénofibrate), afin d’augmenter sa cinétique de dissolution. L’imprégnation supercritique a été effectuée avec le CO2 pur en faisant varier la pression et le taux de dépressurisation (rapide et lent). / Supercritical impregnation is an attractive “clean” alternative to conventional impregnation processes using generally liquid organic solvents. Among other applications, the impregnation process can be used for the development of controlled drug delivery systems applied to the pharmaceutical and medical fields. This work focuses on the preparation of controlled drug delivery systems using supercritical impregnation of drugs in two kinds of impregnation supports: polymeric matrices (intraocular lenses) and porous supports (mesoporous silica). Firstly, the supercritical impregnation of polymeric intraocular lenses (IOLs), used in cataract surgery, by an anti-inflammatory drug (Dexamethasone 21-phosphate disodium: DXP) and an antibiotic (Ciprofloxacin: CIP), is studied. More particularly, two polymeric IOLs were tested: rigid intraocular lenses made from derivative of PMMA and foldable intraocular lenses made from derivative of P-HEMA. Supercritical impregnations were carried out in a batch mode and the impregnation yields were determined through drug release kinetics studies in a solution simulating the aqueous humor. The influence of operating conditions on impregnation was studied by performing preliminary impregnation experiments followed by experimental designs. The second part of this work deals with the loading of a poorly water-soluble drug (Fenofibrate) in a mesoporous silica for improving drug dissolution kinetics. Supercritical impregnations were carried out with pure CO2 at different pressures (100 to 200 bar) and depressurization rates (rapid and slow).