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.

Achyrocline satureioides (AS) - Asteraceae é uma planta medicinal amplamente usada na América do Sul. Uma vasta literatura tem mostrado a atividade antioxidante dos extratos de AS. Tal atividade tem sido relacionada às principais agliconas flavonoídicas dos extratos de AS: quercetina, luteolina e 3-O-metilquercetina. Neste estudo, descrevemos o desenvolvimento de hidrogéis antioxidantes contendo extrato de AS incorporado em nanoemulsões, objetivando a aplicação tópica. Em uma primeira etapa, nanoemulsões compostas do extrato de AS, triglicerídeos de cadeia média, lecitina de gema de ovo, polissorbato 80 e água foram preparadas por emulsificação espontânea. Este procedimento conduziu à obtenção de nanoemulsões monodispersas (índice de polidispersão <0,2) com tamanho médio de gotícula de 250 nm, confirmado por microscopia eletrônica de transmissão, e potencial zeta de aproximadamente -50 mV. Tais propriedades foram similares após a incorporação das nanoemulsões em hidrogéis de Carbopol Ultrez (0,15%) e estas mantiveram-se inalteradas ao longo do tempo (até 90 dias). Os hidrogéis exibiram um comportamento não-Newtoniano pseudoplástico. Foi observada uma maior liberação de 3-O-metilquercetina a partir das ASNE quando comparada com o HASNE. Estudos de permeação/retenção em pele de orelha suína foram realizados utilizando células de difusão do tipo Franz durante 8 horas. Os flavonoides foram retidos progressivamente na pele com um aumento na quantidade de formulação colocada no compartimento doador, até atingir um platô em aproximadamente 2 ug/cm2. Neste platô foi detectada uma maior retenção de 3-O-metilquercetina em comparação com os outros flavonoides. Finalmente, a proteção da pele de orelha suína pelas formulações contra o estresse oxidativo gerado pela luz UVA/UVB, foi evidenciado por meio de técnicas como TBARS, carbonilação de proteínas e grupamentos tióis totais. Os resultados globais mostraram o potencial das formulações desenvolvidas neste estudo visando à prevenção do estresse oxidativo na pele. / Achyrocline satureioides (AS) - Marcela is a medicinal plant widely used in South America. A well-documented literature has shown the antioxidant activity of the extracts of A. satureioides. Such activity has been related to the main aglycone flavonoids of AS: quercetin, luteolin, and 3-O-methylquercetin. In this study, we described the development of antioxidant hydrogels containing an A. satureioides extract-loaded nanoemulsions aimed at topical application. In the first step, nanoemulsions composed of A. satureioides extract, medium chain triglycerides, lecithin yolk egg, polysorbate 80, and water were prepared by means of the spontaneous emulsification. This procedure led to obtaining monodisperse nanoemulsions (polydispersity index <0.2) with average droplet size of 250 nm, confirmed by transmission electron microscopy, and zeta potential of approximately -50mV. Such properties were quite similar after thickening of nanoemulsions with Carbopol® Ultrez (0.15%) and remained unchanged over time (up to 90 days). Hydrogels exhibit a non-Newtonian pseudoplastic behavior. A higher release of 3-O-mehylquercetin from ASNE was observed when compared with HASNE. Studies of flavonoids permeation/retention through porcine ear skin were performed using Franz diffusion cells during 8 hours. Flavonoids were progressively retained into the porcine ear skin with an increase of the amount of formulation placed in donor compartment, until it reached a plateau of approximately 2 ug/cm2. At this plateau, it was detected a higher retention of 3MQ in comparison with other flavonoids. Finally, a protection the porcine ear skin by formulations, against oxidative stress generated by UVA/UVB light, was demonstrated by means of TBARS, protein carbonylation, and total protein thiol content assays. The overall results showed the potential of the formulations developed in this study for the prevention of oxidative stress on the skin.

Os extratos obtidos a partir da própolis vermelha brasileira (PVB) têm sido investigados devido às suas amplas atividades biológicas. Recentemente, em nosso grupo de pesquisa, demonstramos a viabilidade da incorporação de um extrato n-hexânico de PVB em nanoemulsões de uso tópico, bem como sua permeação/retenção em pele de orelha suína. No presente estudo, avaliamos as propriedades físico-químicas e reológicas de hidrogéis contendo essas nanoemulsões visando a obtenção de um produto semissólido adequado para aplicação tópica. Em uma primeira fase, foram preparadas nanoemulsões compostas de núcleo oleoso contendo extrato n–hexânico de PVB, miristato de isopropila, lecitina de ovo (NE) e DOTAP (NE/DT), e fase externa aquosa. O polímero gelificante hidroxietilcelulose foi incorporado às formulações após a sua obtenção por emulsificação espontânea (H-NE e H-NE/DT). As formulações apresentaram-se monodispersas com diâmetro médio na faixa de 200-300 nm, confirmado por microscopia eletrônica de transmissão. H-NE apresentou um potencial zeta negativo (-38mV), enquanto o mesmo parâmetro para H-NE/DT foi positivo (+36mV), devido à presença do lipídeo catiônico DOTAP na formulação. O teor de benzofenonas totais, determinado por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), foi de cerca de 85 mg/g de extrato. Esses parâmetros mantiveram-se constantes durante 90 dias de armazenamento a 4C. As formulações H/NE e H-NE/DT apresentaram um comportamento não-Newtoniano pseudoplástico. Estudos de permeação/retenção das benzofenonas através da pele de orelha suína foram realizados utilizando células de difusão do tipo Franz. A maior retenção das benzofenonas na pele (18,11 μg/cm² após 8h) foi observada para a formulação H-NE/DT, demonstrando o efeito do lipídeo catiônico DOTAP nesse parâmetro. Em uma última etapa, investigou-se a capacidade das formulações de conferirem proteção à pele de orelha suína frente ao dano oxidativo gerado pela sua exposição à luz UVA/UVB. A proteção da pele de orelha suína foi evidenciada pelas técnicas de TBARS, carbonilação de proteínas e grupamentos tióis totais. Os resultados obtidos sugerem que os Hidrogéis contendo extrato de PVB apresentam propriedades físico-químicas e reológicas adequadas para serem utilizadas topicamente para a prevenção do dano oxidativo causado pela exposição à luz UVA/UVB. / Brazilian red propolis (BRP) extracts have been investigated due to their extensive biological activities. Recently, in our research group, we demonstrated the feasibility of incorporating an n-hexane extract of BRP into topical nanoemulsions, as well as the permeation/retention of these compounds in porcine ear skin. In the present study, we evaluated the physicochemical and rheological properties of hydrogels containing these nanoemulsions in order to obtain a semi-solid product suitable for topical application. In a first step, nanoemulsions composed of an oil nucleus containing BRP n-hexane extract, isopropyl myristate, egg lecithin (NE) and DOTAP (NE/DT), and an aqueous external phase were prepared. The hydroxyethylcellulose gelling polymer was incorporated into the formulations after being obtained by spontaneous emulsification (H-NE and H-NE/DT). The formulations were monodisperse exhibiting a mean diameter in the 200-300 nm range, confirmed by transmission electron microscopy. H-NE presented a negative zeta potential (-38mV), while H-NE/DT showed a positive value (+ 36mV) due to the presence of the cationic lipid DOTAP in the formulation. The total benzophenone content, determined by high performance liquid chromatography (HPLC), was about 85 mg/g extract. These parameters were maintained constant for 90 days of storage at 4°C. The formulations H/NE and H-NE/DT presented a non-Newtonian pseudoplastic behavior. Permeation/retention studies of benzophenones through porcine ear skin were performed using Franz type diffusion cells. The highest retention of benzophenones in the skin (18.11 μg/cm² after 8h) was observed for the H-NE/DT formulation, demonstrating the effect of the DOTAP cationic lipid on this parameter. In a last step, the ability of the formulations to confer protection of porcine ear skin against oxidative damage, generated by its exposure to UVA/UVB light, was investigated. The protection was evidenced by the TBARS, carbonylation of proteins, and total thiol groups techniques. The results obtained suggest that the hydrogels containing BRP have adequate physicochemical and rheological properties to be used topically for the prevention of oxidative damage caused by exposure to UVA/UVB light.

Orientador: Prof. Dr. Wendel Andrade Alves / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2017. / A pesquisa em materiais naturais aumentou notavelmente nos últimos anos devido à oportunidade de combinar biocompatibilidade com propriedades físicas, mecânicas e químicas excepcionais, o que seria árduo para obter seguindo uma rota sintética. Entre estes polímeros naturais, a fibroína de seda é atraente por sua transparência óptica, excelente robustez mecânica e compatibilidade com sistemas vivos, com a formação de produtos de degradação não inflamatória. Neste estudo, fomos capazes de formar hidrogéis translucidos a partir de fibras de seda crua em diferentes concentrações e usamos como matriz para incorporar uma molécula fotossensível : sódio (4,4 ', 4' '- (20- (4- (3-carboxipropanamido ) Fenil) porfirina-5,10,15-triil) tribenzenossulfonato - para uso futuro na terapia fotodinâmica. Os hidrogéis obtidos foram caracterizados por diferentes técnicas de reologia e análise de espectrofotometria para estudar os fatores envolvidos na formação do hidrogel e para obter informações sobre propriedades da fibroína da seda (SF) após a adição da molécula de porfirina na matriz. O conjunto de resultados obtidos mostrou que os hidrogéis SF têm um comportamento de desbaste de cisalhamento, onde a viscosidade do gel diminui com o aumento da taxa de cisalhamento e que pode ser classificado como materiais tixotrópicos, o que significa que a estrutura do material precisa de tempo para se recuperar após a deformação de cisalhamento da experiência. Além disso, observamos que a estrutura secundária da fibroína não é afetado pela adição de porfirina em qualquer concentração, foi confirmado pelo sinal negativo de Cotom em torno de 220 nm nos espectros de dicroísmo circular. As nanofibras de fibroína porfirina híbridas foram capazes de gerar oxigênio singlete após a gelificação, e provamos que os hidrogéis de fibroína de seda são uma excelente matriz para encapsular outras moléculas para aplicação em terapia fotodinâmica e terapia fototérmica, levando à formação de nanoestruturas de péptido auto-montadas com efeitos fototerapêuticos controláveis. / The research in to natural materials has notably increased in recent years due to the opportunity of combining biocompatibility with exceptional physical, mechanical, and chemical properties, which would be arduous to obtain following a synthetic route. Among these natural polymers, silk fibroin is attractive because of its optical transparency, outstanding mechanical robustness and compatibility with living systems, with the formation of non-inflammatory degradation products. In this study, we were capable to form translucid hydrogels from raw silk fibers at different concentrations and used them as matrix to incorporate a photosensitive molecule - sodium (4,4',4''-(20-(4-(3- carboxypropanamido) phenyl) porphyrin-5,10,15-triyl) tribenzenesulfonate - for future use in photodynamic therapy. The obtained hydrogels were characterized by different rheology techniques and spectrophotometry analysis to study the factors that are involved in the formation of the hydrogel, and to have information about silk fibroin (SF) properties after adding the porphyrin molecule to the matrix. The set of obtained results showed that the SF hydrogels have a shear thinning behavior, where the viscosity of the gel decrease whit the increase of the shear rate, and that it can be classified as thixotropic materials. This mean that the structure of the material needs time to recover after experience shear deformation. Also, we observed that the secondary structure of the fibroin is not affected by the addition of porphyrin in any concentration, it was confirmed by the negative Cotton signal around 220 nm in the circular dichroism spectra. The hybrid porphyrin-fibroin nanofibers were capable to generate singlet oxygen after gelification, and we proved that silk fibroin hydrogels are an excellent matrix to encapsulate other molecules to application in photodynamic therapy and photothermal therapy, leading to the formation of selfassembled peptide nanostructures with controllable phototherapeutic effects.

Submitted by RENAN DA SILVA FERNANDES null (r.feernandes@yahoo.com.br) on 2016-05-06T16:01:09Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Renan.pdf: 4246909 bytes, checksum: 19c74f241fc5b3a706f6c977c778131d (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-09T19:06:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fernandes_rs_me_ilha.pdf: 4246909 bytes, checksum: 19c74f241fc5b3a706f6c977c778131d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-09T19:06:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fernandes_rs_me_ilha.pdf: 4246909 bytes, checksum: 19c74f241fc5b3a706f6c977c778131d (MD5) Previous issue date: 2016-03-01 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Com a grande visibilidade e avanços que a área médica recebe, esta necessita de grande investimento para adquirir equipamentos sofisticados, porém existem materiais comumente encontrados no dia a dia que se destacam para aplicação no ramo medicinal devido suas propriedades satisfatórias e principalmente o baixo custo. Um desses materiais são os hidrogéis, nos quais são polímeros altamente hidrofílicos que quando obtidos por meio de fontes naturais possuem características atrativas para utilização nesta área. A combinação de hidrogéis com nanoestruturas resulta na produção de nanocompósitos que são materiais promissores para o uso em sistemas que necessitam de processo de liberação controlada. Tais sistemas têm o intuito de aumentar o tempo de liberação seja do fármaco, pesticida, água, fertilizante e minimizar perdas expressivas. Com isso, a proposta do trabalho é desenvolver e caracterizar hidrogéis nanocompósitos a base de polissacarídeos para possível utilização como veículos carreadores em sistemas de liberação controlada de fármacos. Os hidrogéis foram obtidos gotejando controladamente a solução de alginato de sódio e alginato de sódio com nanocargas em diferentes concentrações de cloreto de cálcio (CaCl2) ou cloreto de alumínio (AlCl3). Para caracterização, as propriedades hidrofílicas foram determinadas por medidas de grau de intumescimento, as morfológicas e espectroscópicas foram avaliadas por meio das técnicas de Espectroscopia de Absorção no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) acoplada a EDX (Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios-X), respectivamente. Além disso, as propriedades térmicas foram estudadas por meio de Análise Termogravimétrica (TG); e por fim a técnica de Difração de Raios-X foi utilizada para determinar a propriedade estrutural e o grau de intercalação da nanoargila. Com base nos resultados obtidos foi possível determinar a concentração ideal do polissacarídeo, o melhor agente reticulador e a nanocarga que melhor se adequou a matriz do hidrogel. As análises de MEV, EDX e FTIR confirmam a incorporação e a boa dispersão da nanocarga nos hidrogéis. Além disso, a nanoargila melhorou a estabilidade térmica dos hidrogéis. Os resultados demonstraram que os hidrogéis nanocompósitos a base de polissacarídeo podem ser considerados materiais promissores em sistemas de liberação controlada como carreadores de fármacos. / With the high visibility and advances in the medical field, needing that high investment to get sophisticated equipments, however there are materials generally found daily that stand out for application in the medical field due its satisfactory properties and mainly the low cost. One of these materials is the hydrogels, which are highly hydrophilic polymers that when obtained from natural sources have attractive characteristics for use in this field. The combination of hydrogels with nanofillers , i.e., nanoclay and zeolite, result in the production of promising nanocomposites for the use in system that require of controlled release process. Such systems have objective to increase the release time of drug, pesticide, water, fertilizer and minimize the significant losses. Thus, the proposal of this study is to develop and characterize nanocomposite hydrogels based on polysaccharide for possible utilization as carrier vehicles in controlled release systems of drugs. The hydrogels were obtained dripping controllably the sodium alginate and sodium alginate with nanofillers solutions in different concentration of calcium chloride and aluminum chloride. Hydrophilic properties were determined by degree of swelling measurements, and the morphological and spectroscopic were evaluated by means of techniques Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM) coupled with EDX (Energy Dispersive X-ray spectroscopy). In addition, the thermal properties were studied using the Thermogravimetric Analysis (TGA); and finally the X-ray diffraction technique was used to determine the structural property and the degree of interleaving of nanoclay. Based on the results, it was possible to determine the optimal concentration of polysaccharide, the best crosslinking agent and the nanofiller that best suited the hydrogel matrix. The SEM and EDS analyzes and FTIR technique confirmed the incorporation and good dispersion of the nanoclay in the hydrogels. Furthermore, the nanoclay improved thermal stability of hydrogels. The results showed that the polysaccharide-based nanocomposite hydrogels can be considered as promising materials for controlled release systems as carriers of drugs. / CNPq: 132357/2014-3

This work aimed to develop nanoemulsions and polymeric nanocapsules containing tioconazole for the topical treatment of superficial mycoses. Initially, a method was validated by liquid chromatography with UV detection to quantify the tioconazole in the nanostructured formulations. The method proved to be specific, linear, precise, accurate and robust. The nanoemulsions and tioconazole-loaded PCL nanocapsules (1.0 mg/mL) were prepared by spontaneous emulsification and interfacial deposition of preformed polymer methods, respectively, and using as oily core medium chain triglycerides or green coffee oil. The physicochemical parameters evaluated were: particle size, polydispersity index, pH, zeta potential, drug content and encapsulation efficiency. Formulations presented nanometric mean size (150-200 nm), polydispersity index below 0.15, acid pH (5.5 to 6.3), negative zeta potential (-3.5 to -11.3 mV), drug content close to the theoretical and encapsulation efficiency close to 100%. With the exception of pH, all these parameters remained the same after 30 days of storage, proving the stability of systems. The study of photodegradation of tioconazole against UVC light has shown the importance of nanostructured photoprotection in the drug and the greater protection was observed for the nanocapsules containing green coffee oil. The antifungal activity of the nanostructures was evaluated by agar diffusion and the results showed that the formulations presented antifungal activity against the yeast C. albicans, C. glabrata and clinical isolate of C. albicans. The nanostructures were incorporated into Aristoflex® AVC hydrogels and those were characterized by size of particles when dispersed in water, polydispersity index, drug content, spreadability, rheological properties and stability. The hydrogels had nanometer size (196-203 nm), polydispersity index below 0.25, pH 6,3 to 6.5, tioconazole content close to theoretical (0.99 to 1.01 mg/g) plastic behavior (model Casson) and similar spreadability profiles. The formulations were stable for 30 days at room temperature, evidencing the importance of the polymeric wall in the nanocapsules to preserve the characteristics of the formulations. The study of the in vitro release of drug from the hydrogel was carried out using diffusion Franz cell. The results demonstrated the ability of nanostructures to control the release of tioconazole, with greater control observed for hydrogels containing polymeric nanocapsules. / Este trabalho objetivou o desenvolvimento de nanoemulsões e nanocápsulas poliméricas contendo tioconazol para o tratamento tópico de micoses superficiais. Inicialmente, foi validado um método por cromatografia líquida com detecção UV para quantificação do tioconazol nas formulações nanoestruturadas. O método apresentou-se específico, linear, preciso, exato e robusto. As nanoemulsões e nanocápsulas de PCL contendo o tioconazol (1,0 mg/mL) foram preparadas pelos métodos de emulsificação espontânea e deposição interfacial do polímero pré-formado, respectivamente, utilizando como núcleo oleoso os triglicerídeos de cadeia média ou o óleo de café verde. Os parâmetros físico-químicos avaliados foram tamanho de partículas, índice de polidispersão, pH, potencial zeta, teor e eficiência de encapsulamento. As formulações apresentaram tamanho nanométrico (150 - 200 nm), índice de polidispersão abaixo de 0,15, pH ácido (5,5 a 6,3), potencial zeta negativo (-3,5 a -11,3 mV), teor de fármaco próximo ao teórico e eficiência de encapsulamento próximo a 100%. Com exceção do pH, todos esses parâmetros mantiveram-se iguais após os 30 dias de armazenamento a temperatura ambiente, comprovando a estabilidade dos sistemas. O estudo de fotodegradação do tioconazol frente à luz UVC demonstrou a importância dos sistemas nanoestruturados na fotoproteção do fármaco e uma maior proteção foi verificada para as nanocápsulas contendo óleo de café verde. A atividade antifúngica das nanoestruturas foi avaliada pelo método de difusão em ágar e os resultados demonstraram que as formulações apresentaram ação frente à C. albicans, C. glabrata e isolado clínico de C. albicans. As nanoestruturas foram incorporadas em hidrogéis de Aristoflex® AVC e estes caracterizados quanto ao tamanho de partículas após dispersão em água, índice de polidispersão, teor, espalhabilidade, propriedades reológicas e estabilidade frente ao armazenamento. Os hidrogéis apresentaram tamanho nanométrico (196 - 203 nm), índice de polidispersão abaixo de 0,25, pH de 6,3 a 6,5, teor de tioconazol próximo ao teórico (0,99 a 1,01 mg/g), comportamento plástico (modelo de Casson) e perfis de espalhabilidade semelhantes. As formulações mantiveram-se estáveis por 30 dias à temperatura ambiente, sendo evidenciada a importância da parede polimérica nas nanocápsulas em preservar as características das formulações. O estudo de liberação in vitro do fármaco a partir dos hidrogéis foi realizado empregando célula de difusão do tipo Franz. Os resultados obtidos demonstraram a capacidade das nanoestruturas em controlar a liberação do tioconazol, sendo que um maior controle foi observado para os hidrogéis contendo as nanocápsulas poliméricas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2415.pdf: 1876961 bytes, checksum: 666560c20cf9ef492c7843a79c425c19 (MD5) Previous issue date: 2009-05-07 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this thesis, the preparation and characterization of hydrogels of methylcellulose (MC) mechanically supported in polyacrylamide (PAAm) network for controlled release of pesticide were reported. The controlled release of pesticide paraquat was investigated using UV-Visible spectroscopic technique. The results showed that the presence of MC increased the flexibility of the matrixes. By varying of acrylamide (AAm), cross-linker and MC concentrations, it was possible to obtain hydrogels with mechanical and hydrophilic properties controlled and optimized for some specific application. The swelling degree values varied from 10 to 210 g/g. The mechanical properties values (maximum compressive stress and modulus of elasticity) varied from 0.55 to 22.33 kPa and from 1.06 to 27.50 kPa, respectively. The kinetic and structural properties were strongly influenced by the AAm, MC, pH and ionic strength of swelling medium. The kinetic release control of pesticide (until 30 days) could be adjusted by controlling the wateruptake of the hydrogels through the AAm/MC ratio. Hydrogels based on PAAm and MC polymers could be considered as promising materials for application in agriculture, in special, controlled release of agrochemicals. / Nesta tese foram desenvolvidos e caracterizados hidrogéis a partir do polissacarídeo biodegradável metilcelulose (MC) suportado mecanicamente em redes do polímero poliacrilamida para aplicação em sistemas de liberação controlada de pesticida. Os estudos de liberação controlada do pesticida paraquat foram realizados utilizando medidas spectroscópicas UVVisível em meio aquoso. Os resultados mostraram que a presença de MC deixou a matriz polimérica mais flexível. Pela variação das concentrações de acrilamida (AAm), agente de reticulação e MC, foi possível obter hidrogéis com propriedades mecânicas e hidrofílicas controladas e otimizadas. Os valores do grau de intumescimento variaram de 10 a 210 g/g. Os valores das propriedades mecânicas (tensão máxima de compressão e módulo de elasticidade) variaram de 0,55 a 22,33 kPa e 1,06 a 27,5 kPa, respectivamente. As propriedades cinéticas e estruturais apresentaram forte dependência com AAm, MC, pH e intensidade iônica da solução externa de intumescimento. O controle cinético de liberação de paraquat (até 30 dias) pode ser realizado pelo controle da absorção de água através da relação entre AAm / MC na solução formadora dos hidrogéis. Este trabalho demonstrou que os hidrogéis compostos por PAAm e MC podem ser considerados como promissores para serem aplicados em diferentes campos na agricultura, destacando a liberação controlada de insumos agrícolas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Dithranol is very effective drug for the topical treatment of psoriasis. However, it has some adverse effects, such as irritation and stain in the skin that difficult its application and patient adherence to treatment. Its instability to light, high pH values, metals and the presence of oxygen, configure as a limiting step for use. So, the inclusion of drug in nanocarriers was the main objective of this work. Lipid core nanocapsules and nanoemulsions containing 0.5 mg/mL of dithranol and 0.05% of EDTA or 0.02% of ascorbic acid were prepared by interfacial deposition of preformed polymer and spontaneous emulsification methods, respectively, and evaluated in relation to its physicochemical characteristics (drug content, encapsulation efficiency, pH, mean size, polydispersity index and zeta potential). The nanocapsules, after preparation, showed satisfactory characteristics: drug content near to the theoretical concentration, encapsulation efficiency about 100%, nanometric mean size (220- 250 nm), polydispersity index below 0.25, negative zeta potential, and pH values from 5.6 to 4.4. Instead, low drug content was verified for the nanoemulsions (approximately 80%) after preparation. In photodegradation study against UVA light it was observed a higher stability of the dithranol-loaded nanocapsules comparing to solution containing the free drug (t1/2 = 4 and 1 h for nanocapsule and free drug solution containing EDTA, respectively; t1/2 = 17 and 7,5 h for nanocapsule and free drug solution containing ascorbic acid, respectively). Irritation test by HET-CAM method was conducted to evaluate the safety of the formulations. From the results it was found that nanoencapsulation of the drug decreased its toxicity compared to the effects observed for free drug. Subsequently, hydrogels containing nanocapsules were prepared employing Carbopol® 940 and Aristoflex® AVC as gel-forming polymers. The semisolid formulations showed suitable properties for topical application and higher stability when compared to nanocapsules suspensions and the hydrogel containing the free drug. Furthermore, a higher stability of dithranol was verified for hydrogels prepared with Aristoflex® AVC. / O ditranol é um fármaco muito eficaz no tratamento tópico da psoríase. Entretanto, apresenta alguns efeitos adversos, como irritação e manchas na pele que dificultam sua utilização e adesão dos pacientes ao tratamento. Sua instabilidade frente à luz, altos valores de pH, metais e a presença de oxigênio, configuram, também, um passo limitante para o seu uso. Desta forma, a inclusão do fármaco em nanocarreadores constituiu o principal objetivo deste trabalho. Nanocápsulas de núcleo lipídico e nanoemulsões contendo 0,5 mg/mL de ditranol e 0,05% de EDTA ou 0,02% de ácido ascórbico foram preparadas pelos métodos de deposição interfacial do polímero pré-formado e emulsificação espontânea, respectivamente, e avaliadas em relação as suas características físico-químicas (teor de fármaco, eficiência de encapsulamento, pH, diâmetro médio de partícula, polidispersão e potencial zeta). As nanocápsulas, após preparação, apresentaram características satisfatórias: teor de fármaco próximo ao teórico, eficiência de encapsulamento de, aproximadamente, 100%, diâmetro de partícula na faixa nanométrica (220-250 nm), índice de polidispersão abaixo de 0,25, potencial zeta negativo e valores de pH de 5,6 a 4,4. Ao contrário, um baixo teor de fármaco foi verificado para as nanoemulsões (aproximadamente, 80%) após preparação. No estudo de fotodegradação frente à luz UVA se observou uma maior estabilidade do fármaco nas nanocápsulas em comparação à solução do fármaco livre (t1/2 = 4 e 1 hora para a nanocápsula e solução do fármaco livre contendo EDTA, respectivamente; t1/2 = 17 e 7,5 horas para a nanocápsula e solução do fármaco livre contendo ácido ascórbico, respectivamente). O ensaio de irritação pelo método de HET-CAM foi realizado para a avaliação da segurança das formulações. A partir dos resultados verificou-se que a encapsulação do fármaco diminuiu sua toxicidade em relação aos efeitos observados para o fármaco livre. Posteriormente, hidrogéis contendo as nanocápsulas foram preparados empregando-se Carbopol® 940 e Aristoflex® AVC como polímeros formadores de gel. As formulações semissólidas desenvolvidas apresentaram propriedades adequadas para a aplicação tópica e maior estabilidade quando comparadas às suspensões de nanocápsulas e ao hidrogel contendo o fármaco livre. Além disso, uma maior estabilidade do ditranol foi verificada para os hidrogéis preparados com Aristoflex® AVC.

Orientador: Fauze Ahmad Aouada / Resumo: Com a grande visibilidade e avanços que a área médica recebe, esta necessita de grande investimento para adquirir equipamentos sofisticados, porém existem materiais comumente encontrados no dia a dia que se destacam para aplicação no ramo medicinal devido suas propriedades satisfatórias e principalmente o baixo custo. Um desses materiais são os hidrogéis, nos quais são polímeros altamente hidrofílicos que quando obtidos por meio de fontes naturais possuem características atrativas para utilização nesta área. A combinação de hidrogéis com nanoestruturas resulta na produção de nanocompósitos que são materiais promissores para o uso em sistemas que necessitam de processo de liberação controlada. Tais sistemas têm o intuito de aumentar o tempo de liberação seja do fármaco, pesticida, água, fertilizante e minimizar perdas expressivas. Com isso, a proposta do trabalho é desenvolver e caracterizar hidrogéis nanocompósitos a base de polissacarídeos para possível utilização como veículos carreadores em sistemas de liberação controlada de fármacos. Os hidrogéis foram obtidos gotejando controladamente a solução de alginato de sódio e alginato de sódio com nanocargas em diferentes concentrações de cloreto de cálcio (CaCl2) ou cloreto de alumínio (AlCl3). Para caracterização, as propriedades hidrofílicas foram determinadas por medidas de grau de intumescimento, as morfológicas e espectroscópicas foram avaliadas por meio das técnicas de Espectroscopia de Absorção no Infravermelho com Trans... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: With the high visibility and advances in the medical field, needing that high investment to get sophisticated equipments, however there are materials generally found daily that stand out for application in the medical field due its satisfactory properties and mainly the low cost. One of these materials is the hydrogels, which are highly hydrophilic polymers that when obtained from natural sources have attractive characteristics for use in this field. The combination of hydrogels with nanofillers , i.e., nanoclay and zeolite, result in the production of promising nanocomposites for the use in system that require of controlled release process. Such systems have objective to increase the release time of drug, pesticide, water, fertilizer and minimize the significant losses. Thus, the proposal of this study is to develop and characterize nanocomposite hydrogels based on polysaccharide for possible utilization as carrier vehicles in controlled release systems of drugs. The hydrogels were obtained dripping controllably the sodium alginate and sodium alginate with nanofillers solutions in different concentration of calcium chloride and aluminum chloride. Hydrophilic properties were determined by degree of swelling measurements, and the morphological and spectroscopic were evaluated by means of techniques Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM) coupled with EDX (Energy Dispersive X-ray spectroscopy). In addition, the thermal properties we... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Achyrocline satureioides (AS) - Asteraceae é uma planta medicinal amplamente usada na América do Sul. Uma vasta literatura tem mostrado a atividade antioxidante dos extratos de AS. Tal atividade tem sido relacionada às principais agliconas flavonoídicas dos extratos de AS: quercetina, luteolina e 3-O-metilquercetina. Neste estudo, descrevemos o desenvolvimento de hidrogéis antioxidantes contendo extrato de AS incorporado em nanoemulsões, objetivando a aplicação tópica. Em uma primeira etapa, nanoemulsões compostas do extrato de AS, triglicerídeos de cadeia média, lecitina de gema de ovo, polissorbato 80 e água foram preparadas por emulsificação espontânea. Este procedimento conduziu à obtenção de nanoemulsões monodispersas (índice de polidispersão <0,2) com tamanho médio de gotícula de 250 nm, confirmado por microscopia eletrônica de transmissão, e potencial zeta de aproximadamente -50 mV. Tais propriedades foram similares após a incorporação das nanoemulsões em hidrogéis de Carbopol Ultrez (0,15%) e estas mantiveram-se inalteradas ao longo do tempo (até 90 dias). Os hidrogéis exibiram um comportamento não-Newtoniano pseudoplástico. Foi observada uma maior liberação de 3-O-metilquercetina a partir das ASNE quando comparada com o HASNE. Estudos de permeação/retenção em pele de orelha suína foram realizados utilizando células de difusão do tipo Franz durante 8 horas. Os flavonoides foram retidos progressivamente na pele com um aumento na quantidade de formulação colocada no compartimento doador, até atingir um platô em aproximadamente 2 ug/cm2. Neste platô foi detectada uma maior retenção de 3-O-metilquercetina em comparação com os outros flavonoides. Finalmente, a proteção da pele de orelha suína pelas formulações contra o estresse oxidativo gerado pela luz UVA/UVB, foi evidenciado por meio de técnicas como TBARS, carbonilação de proteínas e grupamentos tióis totais. Os resultados globais mostraram o potencial das formulações desenvolvidas neste estudo visando à prevenção do estresse oxidativo na pele. / Achyrocline satureioides (AS) - Marcela is a medicinal plant widely used in South America. A well-documented literature has shown the antioxidant activity of the extracts of A. satureioides. Such activity has been related to the main aglycone flavonoids of AS: quercetin, luteolin, and 3-O-methylquercetin. In this study, we described the development of antioxidant hydrogels containing an A. satureioides extract-loaded nanoemulsions aimed at topical application. In the first step, nanoemulsions composed of A. satureioides extract, medium chain triglycerides, lecithin yolk egg, polysorbate 80, and water were prepared by means of the spontaneous emulsification. This procedure led to obtaining monodisperse nanoemulsions (polydispersity index <0.2) with average droplet size of 250 nm, confirmed by transmission electron microscopy, and zeta potential of approximately -50mV. Such properties were quite similar after thickening of nanoemulsions with Carbopol® Ultrez (0.15%) and remained unchanged over time (up to 90 days). Hydrogels exhibit a non-Newtonian pseudoplastic behavior. A higher release of 3-O-mehylquercetin from ASNE was observed when compared with HASNE. Studies of flavonoids permeation/retention through porcine ear skin were performed using Franz diffusion cells during 8 hours. Flavonoids were progressively retained into the porcine ear skin with an increase of the amount of formulation placed in donor compartment, until it reached a plateau of approximately 2 ug/cm2. At this plateau, it was detected a higher retention of 3MQ in comparison with other flavonoids. Finally, a protection the porcine ear skin by formulations, against oxidative stress generated by UVA/UVB light, was demonstrated by means of TBARS, protein carbonylation, and total protein thiol content assays. The overall results showed the potential of the formulations developed in this study for the prevention of oxidative stress on the skin.