The purpose of this study was to improve the melt extrusion processability of polyvinyl acetate phthalate (PVAP) and investigate its use as a stabilizing polymer for supersaturated solutions of itraconazole (ITZ) in neutral pH aqueous media and in the solid-state during storage over time. Polyvinyl pyrrolidone vinyl acetate (PVPVA) was incorporated into PVAP as a carrier matrix with the aim of lowering the melt viscosity and increasing the plasticity of PVAP while maintaining its high glass transition temperature (Tg). Amorphous solid dispersions of ITZ (40% w/w) in a 30:70% w/w PVAP:PVPVA mixture were produced by melt extrusion. Solid-state analyses of the composition were performed using differential scanning calorimetry and X-ray diffraction. Dissolution analysis was conducted using a pH-change method. Solid-state analyses demonstrated that the extruded composition was entirely amorphous and ITZ was largely distributed in PVAP- and PVPVA-rich portions of the ternary dispersion. Dissolution analysis revealed that PVAP functioned to prolong the release of supersaturated levels of ITZ from the dispersion following an acidic-to-neutral pH transition. In the solid state, ITZ remained in its amorphous form throughout 6 months of storage. The results of this study suggest that substantial improvements in melt extrusion with PVAP can be achieved by incorporating PVPVA and that the PVAP-PVPVA polymer combination can stabilize amorphous ITZ. / Pharmaceutical Sciences

Process Analytical Technology (PAT) is framed with the objective of the design and development of processes to ensure predefined quality of the product at the end of manufacturing. PAT implementation includes better understanding of process, reduction in production time with use of in-line, at-line and on-line measurements, yield improvement and energy and cost reductions. Hot Melt Extrusion process (HME) used in the present work is proving increasingly popular in industry for its continuous and green processing which is beneficial over traditional batch processing. The present work was focused on applications of Raman spectroscopy as off - line and in - line monitoring techniques as a PAT for production of pharmaceutical solid dispersions and co-crystals. Solid dispersions (SDs) of the anti-convulsant Carbamazepine (CBZ) with two pharmaceutical grade polymers have been produced using HME at a range of drug loadings and their amorphous nature confirmed using a variety of analytical techniques. Off-line and in-line Raman spectroscopy has been shown to be suitable techniques for proving preparation of these SDs. Through calibration curves generated from chemometric analysis in-line Raman spectroscopy was shown to be more accurate than off-line measurements proving the quantification ability of Raman spectroscopy as well as a PAT tool. Pure co-crystals of Ibuprofen-Nicotinamide and Carbamazepine-Nicotinamide have been produced using solvent evaporation and microwave radiation techniques. Raman spectroscopy proved its superiority over off-line analytical techniques such as DSC, FTIR and XRD for co-crystal purity determination adding to its key advantage in its ability to be used as an in-line, non-destructive technique.

La principale difficulté lors de l'administration orale d'un ingrédient pharmaceutique actif (API) est de garantir que la dose clinique de l’API sera dissoute dans le volume disponible de liquides gastro-intestinaux. Toutefois, environ 40% des API sur le marché et près de 90% des molécules en cours de développement sont peu solubles dans l’eau et présentent une faible absorption par voie orale, ce qui entraîne une faible biodisponibilité. Les dispersions solides amorphes (ASD) sont considérées comme l’une des stratégies plus efficaces pour résoudre des problèmes de solubilité des principes actifs peu solubles dans l’eau et, ainsi, améliorer leur biodisponibilité orale. En dépit de leur introduction il y a plus de 50 ans comme stratégie pour améliorer l’administration orale des API, la formation et la stabilité physique des ASD font toujours l'objet de recherches approfondies. En effet, plusieurs facteurs peuvent influer sur la stabilité physique des ASD pendant le stockage, parmi lesquels la température de transition vitreuse du mélange binaire API-polymère, la solubilité apparente de l'API dans le polymère, les interactions entre l'API et le polymère et le procédé de fabrication. Cette thèse consistait en deux parties qui avaient pour objectif le développement de nouvelles formulations sous forme d’ASD d'un antirétroviral, l'Efavirenz (EFV), dispersé dans un polymère amphiphile, le Soluplus, en utilisant deux procédés différents, le séchage par atomisation (SD) et l'extrusion à chaud (HME). EFV est l’API BCS de classe II de notre choix car c’est un API qui représente un défi pour les nouvelles formulations. En effet, il a besoin d’ASD plus fortement concentrées, pour lesquelles la stabilité chimique et physique pendant le stockage et la dissolution seront essentielles. Dans le but de développer de manière rationnelle les ASDs EFV- Soluplus à forte concentration, la première partie s'est concentrée sur la construction d'un diagramme de phases EFV-Soluplus en fonction de la composition et de la température. Le diagramme de phases a été construit à partir d'une étude thermique de recristallisation d'un ASD sursaturé (85 %m EFV), générée par séchage par atomisation. À notre connaissance, il s'agit de la première étude à présenter un diagramme de phase pour ce système binaire. Ce diagramme de phases est très utile et démontre que la solubilité de l'EFV dans les solutions varie de 20 %m (25 °C) à 30 %m (40 °C). Les ASD de EFV dans le Soluplus contenant plus de 30 %m d'EFV doivent être surveillées pendant le stockage dans des conditions typiques de température. Ce diagramme de phases peut être considéré comme un outil de pré-formulation pour les chercheurs qui étudient de nouvelles ASD d'EFV dans le Soluplus afin de prédire la stabilité (thermodynamique et cinétique). Les ASD préparées par différentes techniques peuvent afficher des différences dans leurs propriétés physicochimiques. La deuxième partie de cette thèse portait sur la fabrication d’ASD par des procédés HME et SD. Cette étude montre clairement que la formation d’ASD est une stratégie de formulation utile pour améliorer la solubilité dans l'eau et la vitesse de dissolution de l'EFV à partir de mélanges binaires EFV-Soluplus. Les procédés de fabrication (HME et SD) se sont révélés efficaces pour générer des ASD dans une large gamme de compositions en EFV. L'optimisation du ratio EFV-Soluplus peut être utilisée pour adapter la libération cinétique des ASD. Le choix d’une charge EFV élevée dépassant la solubilité thermodynamique de l’EFV dans le Soluplus est possible, mais il convient de prendre en compte sa stabilité cinétique dans le temps. / The main difficulty when an Active Pharmaceutical Ingredient (API) is orally administered is to guarantee that the clinical dose of the API will be dissolved in the available volume of gastrointestinal fluids. However, about 40% of APIs with market approval and nearly 90% of molecules in the discovery pipeline are poorly water-soluble and exhibits a poor oral absorption, which leads to a weak bioavailability. Amorphous solid dispersions (ASD) are considered as one of the most effective strategies to solve solubility limitations of poorly-water soluble compounds and hence, enhance their oral bioavailability. Despite their introduction as technical strategy to enhance oral APIs bioavailability more than 50 years ago, ASD formation and physical stability remains a subject of intense research. Indeed, several factors can influence the physical storage stability of ASD, among them, the glass transition temperature of the API-carrier binary mixture, the apparent solubility of the API in the carrier, interactions between API and carrier, and the manufacturing process. This thesis consisted of two parts that aim on developing new formulations of ASD of an antiretroviral API, Efavirenz (EFV), dispersed in an amphiphilic polymer, Soluplus, by using two different processes, Spray-drying (SD) and Hot-melt extrusion (HME). EFV is the class II BCS API of our choice because it is a challenging API for new formulations. It needs higher-dosed ASDs, for which chemical and physical stability during storage and dissolution will be critical. Aiming a rational development of high-loaded EFV-Soluplus ASDs, the first part focused on the construction of a temperature- composition EFV-Soluplus phase diagram. The phase-diagram was constructed from a thermal study of recrystallization of a supersaturated ASD (85 wt% in EFV), generated by spray drying. To our knowledge, this is the first study reporting a phase-diagram for this binary system. This phase-diagram is very useful and demonstrated that the EFV solubility in Soluplus ranges from 20 wt% (25 °C) to 30 wt% (40 °C). ASD of EFV in Soluplus containing more than 30 wt% of EFV should be monitored over storage under typical temperature conditions. This phase-diagram might be considered as a preformulation tool for researchers studying novel ASD of EFV in Soluplus, to predict (thermodynamic and kinetic) stability. ASD prepared by different techniques can display differences in their physicochemical properties. The second part of this thesis focused on the manufacturing of ASD by HME or SD processes. This study clearly shows that ASD is a useful formulation strategy to improve the aqueous solubility and the dissolution rate of EFV from EFV-Soluplus binary mixtures. HME and SD manufacturing processes demonstrated to be efficient to generate ASDs in a large range of compositions and loads of EFV. The optimization of EFV to Soluplus ratio can be used to tailor the release kinetics from ASD. The choice of a high EFV load exceeding the thermodynamic solid solubility in Soluplus is possible but it needs the consideration of its kinetic stability over time.

A pesquisa tem por objeto de estudo as dispersões das racionalidades formativas: o modo como, em nossa época, a ideia de formação, compreendida como ato de interferência educativa nos modos de existir individuais e/ou coletivos, tem-se difundido em espaços e relações cada vez mais cotidianas que em muito ultrapassam o ambiente escolar. Levando em conta o contexto dos estudos de base pós-estruturalista realizados, sobretudo, a partir das análises foucaultianas, o trabalho se pauta no mapeamento de saturações discursivas em torno da questão da formação, encarando-a como um elemento fundamental das razões biopolíticas que encontraram na vida individual, principalmente a partir da emergência do liberalismo, algumas possibilidades efetivas de se governar. De inspirações cartográficas e a partir de uma releitura do conceito de mitologia de Roland Barthes, o estudo focaliza, em um primeiro momento, a identificação do que foram considerados mitos formativos fundamentais representações de representações que constroem figuras socialmente naturalizadas associadas, no caso, à formação docente. A partir dessas reflexões, donde derivaram seis mitos formativos essenciais a formação complexa, a formação múltipla, a formação mensurável, a formação competente, a formação aconselhável, a formação reformável , busca-se na segunda etapa de pesquisa definir a maneira como tal mitologia se dispersa, por um lado, em discursos oficiais, tomados de dispositivos da legislação educacional e produções de organismos internacionais e, por outro, em falas cotidianas dispersas, voltadas à formação para a vida e para o trabalho, mediante a análise de exemplares de um periódico semanal de grande circulação nacional e de transcrições de discussões promovidas no âmbito de um evento pautado na formação do trabalhador. As análises permitiram a construção de um mapa de operações discursivas capazes de integrar a formatividade a questões associadas à laboralidade e aos modos de existir. Do que resulta a construção de um amálgama que, se por determinados movimentos promove a valorização de um sentido moral da formatividade já presente na noção iluminista de bildung, atualizando-a e imprimindo-lhe algumas inversões, por meio de outros integra tais produções em um caminho de preparo pessoal. Esse caminho termina por imprimir ao ato de formar(-se) uma ênfase acima de tudo instrumental, convertendo o bom homem em um bom trabalhador e garantindo a sua própria existência um sentido, acima de tudo, funcional. A viabilização das racionalidades que possibilitam tal configuração se dá a partir de processos dispersivos inerentes ao dispositivo da formação atual: há dispersões pela complexidade, pela chancela social, pela liquidez das aquisições, pelo engajamento individual, pela qualificação de saberes e pela parceria coletiva. Tais modos de espalhamento terminam por dar à questão formativa contemporânea traços epidêmicos, capazes de englobar a cotidianidade a partir de razões que estão, antes de tudo, associadas a formas de consumir e de permanecer mercadologicamente viável: uma hiperformatividade, portanto, capaz de converter a própria vida em um processo constante de preparação para algo. / This research has as its object of study the dispersions of the formative rationalities: the way in which, in our time, the idea of formation, understood as act of educative interference in the individual and/or collective modes of being, has spread towards ever more quotidian spaces and relations that reach far beyond the school sphere. Taking into account the context of post-structuralist studies chiefly based on Foucauldian analyses, this work is based on mapping out discursive saturations around the issue of formation, seeing it as a fundamental element of the biopolitical rationale that has found in the individual life, mainly since the emergence of liberalism, effective possibilities of governing. Of cartographical inspiration, and based on a rereading of Roland Barthes concept of mythology, the study focuses firstly on identifying what have been regarded as fundamental formative myths representations of representations that construct socially naturalized images associated, in the present case, to teacher formation. From these reflections, whence six social formative myths were derived the complex formation, the multiple formation, the measurable formation, the competent formation, the advisable formation, the reformable formation , one seeks, during the second stage of the research, to define the way in which such mythology is dispersed, on the one hand, in official discourses laden with educational legislation and productions of international organisms and, on the other hand, in dispersed daily discourses focused on the formation for life and for work, through the analysis of issues of a weekly periodical of large national circulation and of transcriptions of discussions promoted within an event targeted at the formation of workers. The analyses allowed the construction of a map of discursive operations capable of integrating formativity and questions associated to the sphere of labor and to the modes of being. From that results the construction of an amalgam which, if through some movements promotes the valuation of a moral sense of formativity already present in the Enlightenment notion of Bildung, bringing it up to date and giving it some inversions, through other movements integrates such productions into a path of personal preparation. This path ends up conferring to the act of forming (oneself) an emphasis which is above all instrumental, converting the good man into a good worker, and endowing his very existence with a meaning which is above all functional. The coming into being of the rationalities that allow such configuration takes place from dispersive processes inherent to the device of modern formation: there are dispersions through complexity, through the social seal of approval, through the liquidity of acquisitions, through individual commitment, through the qualification of knowledges and through collective partnership. Such modes of spreading eventually give to the contemporary formative question rather epidemic contours, capable of encompassing the daily life through reasons that are, above all, associated to forms of consuming and of remaining viable in market terms: a hyperformativity, therefore, capable of converting life itself in a process of constant preparation for something.

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:13:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabiula Franke.pdf: 1832049 bytes, checksum: 9f31a658c71b761b6dda69c029bbafb4 (MD5) Previous issue date: 2014-02-26 / The ferulic acid has antioxidant, anti-inflammatory, antithrombotic, anticancer, neuroprotective, cardioprotective and photoprotective activity. However, despite these biological activities, its therapeutic usefulness is limited due to certain unfavorable physicochemical properties, especially the low aqueous solubility. It is classified as a Class II drug by the Biopharmaceutical Classification System and therefore its dissolution is a limiting step of absorption, may present bioavailability problems. Thus, considering the large number of pharmacological properties attributed to ferulic acid, the aim of this study was to develop and characterize solid dispersions containing ferulic acid, hydrophobic, a non-ionic surfactant (Poloxamer 407) and compare them in terms of improving the dissolution of ferulic acid. Solid dispersions were obtained by methods of crushing, kneading, co-evaporation, fusion, spray drying and freeze drying at concentrations of 10 and 20%. The formulations showed a yield between 38.6 and 80.2%. All formulations showed adequate amounts of efficiency of incorporation, greater than 80%. The solid dispersions were characterized by scanning electron microscopy, X-ray diffraction and spectroscopy in the infrared region in Fourier transform, whose results confirmed the acquisition of solid dispersions. The dissolution characteristics of the pure drug and the formulations were compared. Solid dispersions exhibited greater efficiency in improving the speed of dissolution of the ferulic acid, explainable by the effect of Poloxamer 407 surfactant. A highest increase of dissolving was obtained with the formulation obtained by the method of freeze drying at a concentration of 10%, with dissolution efficiency of 93.83%. The dissolution profiles showed the best fit to a monoexponential equation. These results suggest that the solid dispersions prepared with the use of Poloxamer 407, containing the drug, are strategies feasible in the pharmaceutical industry. / O ácido ferúlico tem atividade antioxidante, anti-inflamatória, antitrombótica, anticancerígena, neuroprotetora, cardioprotetora e fotoprotetora. No entanto, apesar dessas atividades biológicas, sua utilidade terapêutica é limitada devido a certas propriedades físico-químicas desfavoráveis, notadamente a baixa solubilidade aquosa. É qualificado como fármaco da Classe II pelo Sistema de Classificação Biofarmacêutica e, portanto, sua dissolução é etapa limitante da absorção, podendo apresentar problemas de biodisponibilidade. Assim, considerando o elevado número de propriedades farmacológicas atribuídas ao ácido ferúlico, o objetivo desse trabalho foi desenvolver e caracterizar dispersões sólidas contendo ácido ferúlico, hidrofóbico, e um surfactante não-iônico Poloxamer 407 e compará-las quanto à melhoria na dissolução do ácido ferúlico. As dispersões sólidas foram obtidas pelos métodos de trituração, malaxagem, coevaporação, fusão, liofilização e spray-drying nas concentrações de 10 e 20%. As formulações apresentaram um rendimento entre 38,6 e 80,2%. Todas as formulações mostraram valores de eficiência de incorporação adequados, superiores a 80%. As dispersões sólidas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura, por difração de raios X e por espectroscopia na região do infravermelho com transformada em Fourier, cujos resultados comprovaram a obtenção das dispersões sólidas. As características de dissolução entre o fármaco puro e as formulações foram comparadas. As dispersões sólidas apresentaram maior eficiência em melhorar a velocidade de dissolução do ácido ferúlico, explicável pelo efeito tensoativo do Poloxamer 407. Maior incremento da dissolução foi obtido com a formulação obtida pelo método de liofilização na concentração de 10%, com eficiência de dissolução de 93,83%. Os perfis de dissolução apresentaram o melhor ajuste para a equação monoexponencial. Esses resultados sugerem que as dispersões sólidas elaboradas com o uso do Poloxamer 407, contendo o fármaco, são estratégias viáveis na indústria farmacêutica.

É conhecido que a força iônica do meio desempenha um papel fundamental na estrutura de vesículas aniônicas de DMPG (dimiristoil fosfatidilglicerol) em dispersões aquosas. A baixa força iônica (~ 6 mM), as dispersões de DMPG exibem várias características anômalas, que foram interpretadas como a abertura de poros na bicamada ao longo da larga região de transição de fase gel-fluida (de ~ 18°C a 30°C). Aqui, revisitamos o sistema de DMPG em tampão a baixa força iônica, mas com dispersões obtidas após a extrusão por filtros de 100 nm, portanto menos polidispersas. Para enfatizar as interações eletrostáticas entre as cabeças polares dos lipídios, que não estarão blindadas pela presença de sais na solução, estudamos dispersões de DMPG em água pura, de modo a monitorar os agregados presentes na dispersão, e suas interações. As dispersões em água foram caracterizadas antes e depois da extrusão. Para tal, utilizamos diversas técnicas experimentais, em diferentes temperaturas: espalhamento de luz estático (SLS) e dinâmico (DLS), calorimetria diferencial de varredura (DSC), Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) de marcadores de spin incorporados aos agregados, espalhamento de raios-X a altos e baixos ângulos (WAXS e SAXS), e medidas de viscosidade, turbidez, mobilidade eletroforética e condutividade elétrica. Resultados das várias técnicas com dispersões extrusadas de DMPG em tampão mostraram que o comportamento anômalo é observado de forma similar ao de dispersões não extrusadas. Entretanto, o pico de SAXS em muito baixo ângulo é visto de 5 a 45°C, e não apenas na região de transição de fase, portanto não deve ser modelado como a distância entre poros na bicamada lipídica que se abririam nesta região. A distância de repetição relacionada a este pico diminui na região de transição de fase, e com o aumento da concentração lipídica. Medidas de DSC indicaram que, em água, a região de transição de fase da vesícula de DMPG é ainda mais ampla, começando em torno de 10°C, mas ainda terminando em ~ 30oC. No entanto, a alta condutividade elétrica, viscosidade, mobilidade eletroforética, raio efetivo, e a baixa turbidez, vistas apenas na região de transição de fase do DMPG em tampão, são encontradas até altas temperaturas em água, quando a bicamada lipídica já se encontra na fase fluida. Medidas de RPE e WAXS mostraram a transição da membrana de uma fase mais rígida/imóvel/organizada para uma fase mais frouxa/móvel. Dados de espalhamento de luz, RPE e SAXS mostram que, similar ao DMPG em tampão, em água, o DMPG organiza-se como vesículas esféricas, unilamelares, mas possivelmente menores e mais carregadas, exibindo fortes interações vesícula-vesícula. Nas medidas de SAXS, o pico de Bragg na região de muito baixo ângulo foi visto em todas as temperaturas (de 5 a 60°C), sendo que a distância de repetição diminui para temperaturas maiores do que 10oC. Os resultados obtidos para dispersões em água, reforçam o comportamento anômalo observado anteriormente para dispersões em tampão em baixa força iônica. De acordo com eles, propomos a existência de vesículas altamente deformadas e ionizadas a partir de uma certa temperatura, T1 para o DMPG em água e Tmon em tampão baixa força iônica, sendo que em água a forte repulsão eletrostática PG--PG- levaria a fortes deformações e interações vesícula-vesícula, em uma ampla extensão de temperaturas. / It is known that the ionic strength plays a fundamental role in the structure of DMPG (dimyristoyl phosphatidylglycerol) anionic vesicles in water medium. At low ionic strength (~ 6 mM), DMPG dispersions display several anomalous characteristics, which were interpreted as the opening of bilayer pores along the wide bilayer gel-fluid transition region (from ~ 18°C to 30°C). Here, we revisit DMPG in buffer at low ionic strength, but with dispersions obtained after the extrusion by 100 nm filters, thus less polydisperse. To emphasize electrostatic interactions between the polar head-groups, which will not be shielded by ions in solution, we studied DMPG dispersions in pure water to monitor the aggregates in the dispersion and their interactions. Water dispersions were characterized before and after extrusion. For such, we used several experimental techniques, at different temperatures: light scattering, both static (SLS) and dynamic (DLS); differential scanning calorimetry (DSC); electron spin resonance (ESR) of spin labels incorporated into the aggregates, Small and Wide Angle X-Ray Scattering (SAXS and WAXS); and viscosity, turbidity, electrophoretic mobility and electrical conductivity measurements. Several techniques with extruded dispersions of DMPG in buffer showed that the anomalous behavior is also observed. However, the SAXS peak at very low angles is seen from 5 to 45°C, and not only in the phase transition region, therefore it should not be modeled as the distance of correlated pores in the lipid bilayer that would open in this region. The repeating distance related to this peak decreases in the phase transition region, and with increasing lipid concentration. DSC indicates that, in water, the bilayer gel-fluid transition is even wider, starting around 10oC but still ending ~ 30oC. However, high electric conductivity, viscosity, electrophoretic mobility, effective radius and low turbidity found only in the gel-fluid transition region for DMPG in buffer, are found at higher temperatures in water, when lipid bilayers are already in the fluid state. ESR and WAXS measurements evidenced the transition of the membrane from a more rigid/immobile/organized phase to a more soft/mobile phase. Light scattering, ESR and SAXS data showed that, similar to DMPG in buffer, in water, DMPG is organized as spherical unillamelar vesicles, but possibly smaller, highly charged, displaying strong vesicle-vesicle interactions. With SAXS the Bragg peak at very low angles was seen at all temperatures (from 5 to 60°C) with the repetition distance decreasing at temperatures higher than 10 ° C. The results obtained for water dispersions reinforce the anomalous behavior previously observed for buffer at low ionic strength dispersions. According to them, we propose the existence of highly deformed and ionized vesicles from a certain temperature, T1 for DMPG in water and Tmon in buffer at low ionic strength. In water the strong PG- - PG- electrostatic repulsion would lead to strong deformations and vesicle-vesicle interactions, over a wide range of temperatures.

Este trabalho visou obter extratos secos padronizados de Curcuma longa L., e sua otimização visando o aumento da solubilidade dos curcuminóides e melhoria nas suas atividades biológicas. No estudo de extração, os curcuminóides foram extraídas utilizando dois solventes, etanol e solução etanólica alcalina e dois processos microondas e ultrassom seguindo planejamentos fatoriais completos 24, e com pH do solvente, teor de etanol, tempo de extração, potência do microondas ou temperatura no ultrassom, e proporção massa da droga pela massa do solvente como variáveis independentes. Os extratos foram caracterizados quanto ao rendimento de sólidos totais, teor de curcuminóides totais, rendimento de curcuminóides totais, teor de curcumina, rendimento de curcumina e atividade antioxidante por difenil-picril-hidrazila. A condição de extração com melhor resultado foi o ultrassom a 20 ºC, solvente etanol 96 ºGL, 1 parte de planta para 7 de solvente, pH 10 e duração de 5 min., pois, nesta condição, obteve-se maior teor de curcumina e maior atividade antioxidante. O estudo visando aumento da solubilidade da curcumina constou da preparação de dispersões sólidas pelos métodos de spray drying e hot melt coating. Ambos os métodos foram estudados com os polímeros hidrofílicos Gelucire® 44:14 e 50:13, e aplicando-se planejamento fatorial tipo Box-Behnken. As dispersões sólidas particuladas foram avaliadas pela morfologia, densidade aparente e de compactação, fator de Hausner, índice de Carr, ângulo de repouso, umidade residual, atividade de água, calorimetria diferencial de varredura, termogravimetria, difração de raio-X, espectrometria de infravermelho, solubilidade em água e teste de dissolução. A maior solubilidade foi obtida com secagem no spray drying a 40 ºC, proporção Gelucire®44/14:curcumina 1:1 e proporção 1:5 de Aerosil:dispersão (DS16). No hot melt coating, a melhor solubilidade foi obtida com maior quantidade de Gelucire 50/13 e menor de Lactose (DS 3). Dispersões sólidas particuladas foram preparadas também com o Gelucire® 50/13 por spray drying (DS 17). Considerando-se os fatores solubilidade e teor de curcumina nas partículas, a dispersão DS 17 foi escolhida como a mais adequada para os ensaios biológicos posteriores. A mesma condição de preparo da DS17 foi usada para produzir dispersões sólidas com o extrato obtido por ultrassom (DSE). Nesta dispersão a solubilidade dos curcuminóides demonstrou ser 330 vezes maior do que o extrato seco nas mesmas condições porém sem a adição de carreador. No ensaio de avaliação da atividade antitumoral in vitro, foram avaliadas a citotoxicidade da curcumina pura, DS 17, DS 3 e a DSE, em diferentes linhagens tumorais, leucemia T (jurkat), melanona (C8161), adenocarcinoma coloretal (HT29), carcinoma hepatocelular (HepG2) e de célula não tumoral (PBMC). A curcumina apresentou atividade citotóxica para células tumorais e esta não foi afetada pelo processo de produção da dispersão sólida. Além disso, a DS do extrato apresentou maior citotoxicidade, o que pode ser devido ao sinergismo de outros compostos. O extrato também foi mais seletivo para células tumorais que a curcumina e as dispersões. O estudo de atividade anti-inflamatória in vivo usando o modelo de edema de pata, demonstrou que a dispersão DS 17 apresentou maior atividade do que a curcumina na mesma dose, indicando que o aumento da solubilidade possibilita uma maior absorção e consequentemente maior biodisponibilidade. / The aim of this work was to obtain standardized dried extracts of Curcuma longa L. and to develop pre-formulations and capsules with improved curcuminoids solubility and higher biological activities. In the extraction study, the powdered roots of Curcuma longa L. were extracted using ethanol and an aqueous alkaline ethanol solution by microwave and ultrasound assisted methods, together with the application of 24 full factorial designs of experiments to better understand the effects of solvent pH, ethanol concentration, microwave power, ultrasound temperature and ratio of drug to solvent (w/w) on the extract. The extracts were characterized by solids yield, curcuminoid content and yield, curcumin content and yield and antioxidant activity by the diphenylpycril hydrazil method. The best extraction resulted from the ultrasound assisted using ethanol 96 oGL at pH 10, 20oC, 1:7 drug to solvent ratio (w/w), during 5 minutes. This condition was chosen because it resulted in the best yields and antioxidant activities. The work developed to improve curcumin and curcuminoid solubilities was based on the preparation of solid dispersions by spray drying and hot melt coating using the hydrophilic carriers Gelucire® 44:14 and 50:13. Applying Box-Behnken designs the effect of process conditions on microparticulate solid dispersions properties, like morphology, bulk and tapped densities, Hausner factor, Carr index, angle of repose, moisture content, water activity, differential scanning calorimetry, thermogravimetric analysis, X-ray powder diffraction, infrared spectrometry, curcuminoid solubility in water and dissolution rate. The highest improvement in drug solubility was obtained by dispersion prepared by spray drying at 40oC, Gelucire® 44:14/curcumin 1:1 ratio, and adding 16,7% Aerosil (DS16). On the other hand, the hot melt granules with best solubility were prepared with higher Gelucire® 50:13 and lower substrate (lactose) contents (DS3). Additional solid dispersion, DS17, was prepared by spray-drying in the same conditions applied to DS16 but using Gelucire® 50:13 as carrier. Considering the aspects drug solubility and content in solid dispersions, DS17 showed the best performance and the same set of conditions used for its preparation was also applied to produce a solid dispersion containing the raw extract obtained by ultrasound extraction. This solid dispersion increased curcumin solubility by a 330-fold factor. In the in vitro antitumor assays pure curcumin, DS3, DS17 and DSE cytotoxicities were evaluated in several tumor cell lines, leukemia T (jurkat), melanona (C8161), adenocarcinoma coloretal (HT29), hepatic carcinoma (HepG2) and in one non tumor (PBMC). The antitumor activities were not influenced by the thermal processes and the extract presented higher cytotoxicity and better selectivity to tumor cells. The in vivo antinflammatory study was performed by the rat paw edema method and showed that solid dispersion DS17 resulted in antinflammatory effect higher than pure curcumin and indomethacin at some doses. The results are an indicative that the increase in drug solubility may incur in an increase oral bioavailability and that the process proposed herein are adequate for preparation of pre-formulations containing less soluble herbal drugs.

Considerações ambientais têm aumentado a pesquisa e o desenvolvimento de sistemas poliméricos aquosos para diversos tipos de aplicações, principalmente como revestimentos. Nesta dissertação, foram sintetizadas formulações não-poluentes à base de poliuretanos dispersos em água (PUDs), com 40% de teor de sólidos, na ausência de solventes orgânicos. Os monômeros empregados foram copolímeros em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG), com teor de 25% de segmento hidrofílico EG, poli (glicol propilênico) (PPG), ácido dimetilolpropiônico (DMPA), diisocianato de isoforona (IPDI) e hidrazina (HYD), como extensor de cadeia. Foram variadas as razões entre o número de equivalente-grama de grupamentos isocianato e hidroxila (NCO/OH) e a proporção em equivalente-grama de PPG e dos copolímeros em bloco (EG-b-PG). Foi observado que a incorporação de altas quantidades de copolímero dificultou a síntese dos poliuretanos dispersos em água, levando à formação de géis. O tamanho médio de partícula e a viscosidade das dispersões foram determinados. Os filmes vazados a partir dessas dispersões foram avaliados quanto à capacidade de absorção de água, resistência mecânica, termogravimetria (TG), e caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR). As dispersões poliuretânicas produzidas se mostraram satisfatórias quando aplicadas como revestimento para madeira, metais e vidro / Environmental considerations are increasing the research and development of waterborne polymeric systems for many different applications, particularly as coatings. In this dissertation, non-polluting formulations based on waterborne polyurethanes (WPU), with 40% solids content, were synthesized in the absence of organic solvents. The monomers (polyols) employed were block copolymers of ethylene glycol and propylene glycol (EG-b-PG), with 25% of EG hydrophilic segments, poly(propylene glycol) (PPG), dimethylolpropionic acid (DMPA), isophorone diisocyanate (IPDI) and hydrazine (HYD), as chain extender. The ratio between the number of equivalent-grams of isocyanate and hydroxyl groups (NCO/OH) and the ratio between the equivalent-grams of PPG and (EG-b-PG) were varied. It was observed that the incorporation of high quantities of the copolymer resulted in gels instead of dispersions. The average particle size and the viscosity of the resins were determined. Thermal and mechanical resistances and water absorption of cast films produced from the dispersions were evaluated. The chemical structure of the chains was characterized by infrared spectroscopy (FTIR). The waterborne polyurethanes showed to be suitable as coatings for wood, metals and glass

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho foram sintetizados nanocompósitos à base de poliuretanos em dispersão aquosa (NWPUs) e argilas hidrofílicas do tipo montimorilonita (MMT) de natureza sódica e cálcica. Os monômeros empregados na síntese foram: poli(glicol propilênico) (PPG); copolímero em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG), com teor de 7% de EG; ácido dimetilolpropiônico (DMPA) e diisocianato de isoforona (IPDI). Os NWPUs tiveram as argilas, previamente deslaminadas em água e incorporadas à formulação no momento da dispersão do prepolímero. Dispersões aquosas (WPUs), sem a presença de argila, foram sintetizadas como base, nas quais foram variadas a razão NCO/OH e a proporção de copolímero em relação ao PPG. Nas formulações NWPUs, foram variados também o teor de argila em relação à massa de prepolímero e o tipo de argila sódica e cálcica. As dispersões foram avaliadas, quanto ao teor de sólidos totais, tamanho médio de partícula e viscosidade. Os filmes vazados a partir das dispersões foram caracterizados por espectrometria na região do infravermelho (FTIR), difração de raios-x (XRD) e microscopia eletrônica de varredura (SEM). A resistência térmica dos filmes foi determinada por termogravimetria (TG) e a resistência mecânica dos filmes foi avaliada por ensaios mecânicos em dinamômetro. O grau de absorção de água dos filmes também foi determinado. A formação de nanocompósitos à base de água foi confirmada pela ausência do pico de XRD, característico das argilas empregadas na maioria dos filmes analisados. As micrografias obtidas por SEM confirmam uma dispersão homogênea das argilas na matriz poliuretânica. Os filmes à base de nanocompósitos (NWPUs) apresentaram propriedades superiores às apresentadas por aqueles obtidos a partir das dispersões sem argilas (WPUs). Os revestimentos formados a partir da aplicação das dispersões aderiram à maioria dos substratos testados (metal, vidro, madeira e papel) formando superfícies homogêneas / In this work nanocomposites (NWPUs) based on waterborne polyurethanes and hydrophilic montimorillonite clays (MMT) were synthesized. Polypropyleneglycol (PPG), poly(ethylene glycol-b-propylene glycol) (EG-b-PG) containing 7% of ethylene glycol (EG), dimethylolpropionic acid (DMPA) and isophorone diisocyanate (IPDI) were employed in polyurethane synthesis. The NWPUs were prepared with calys previously exfoliated in water, and were added at the moment of dispersion. Different formulations were obtained from WPUs, without clays, by varying the NCO/OH ratio, and the proportions of PPG and EG-b-PG. For NWPUs formation was varied the content of clays with different cations (Na+ and Ca+2). The properties of the dispersions were evaluated in terms of their solid content, particle size and viscosity. The cast films obtained were characterized by infrared spectrometry (FTIR), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM). The thermal stability of the films was evaluated by thermogravimetry (TG) and mechanical properties in a dynamometry. X-ray diffraction and scanning electron microscopy examinations were determined confirming the nanocomposite formation. NWPUs films showed improved properties in comparison with WPUs Coatings obtained by the application of the dispersions in substrates as wood, metals, paper and glass were homogeneous and showed good adherence

A área de pesquisa de materiais nanoestruturados tem recebido destacada atenção nos últimos anos por parte da comunidade científica, ressaltando-se os nanocompósitos à base de polímero e argila. Nesta Dissertação foram sintetizados nanocompósitos à base de poliuretano (NWPUs) com argilas do tipo montmorilonita (MMT), hidrofóbicas (organofílicas) e hidrofílica. Os monômeros empregados na síntese foram poli(glicol propilênico) (PPG); polibutadieno líquido hidroxilado (HTPB); ácido dimetilolpropiônico (DMPA), diisocianato de isoforona (IPDI) e hidrazina (HYD), como extensor de cadeia. Nas formulações, foram variadas as proporções de HTPB e o teor das argilas. As argilas organofílica Cloisite 30B e hidrofílica Cloisite Na+ foram incorporadas em 1, 3 e 5 %, enquanto que a organofílica Cloisite 15A foi incorporada no teor de 1%. As dispersões foram caracterizadas quanto ao teor de sólidos totais, tamanho médio de partículas e viscosidade. Os filmes vazados a partir das dispersões foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), difração de raios-x (XDR), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e microscopia de força atômica (AFM). A resistência térmica e a transição vítrea dos materiais foram determinadas por termogravimetria (TG) e calorimetria diferencial de varredura (DSC), respectivamente. O teor de absorção de água e o comportamento mecânico dos filmes foram avaliados. Foi verificada, por XRD, a ausência do pico de cristalinidade, característico das argilas puras e não-deslaminadas. As micrografias obtidas por SEM confirmam uma dispersão homogênea das argilas na matriz poliuretânica. Os filmes à base de nanocompósitos (NWPUs) apresentaram propriedades mecânicas superiores às apresentadas por aqueles obtidos a partir das dispersões sem a presença de argila (WPUs). A adesão dos revestimentos formados, pela aplicação das dispersões em diversos substratos, também foi verificada visualmente. Os resultados das análises mostraram que houve a formação de nanocompósitos à base de água, formados tanto a partir da argila hidrofílica quanto das organofílicas