Orientador: Marlus Chorilli / Resumo: RESUMO A inflamação cutânea envolve a liberação de vários mediadores inflamatórios, os quais quando em excesso podem ser nocivos e causar o desenvolvimento de doenças inflamatórias e crônicas de pele. O fator nuclear kappa B (NF-κB) exerce um papel fundamental na produção de citocinas e outras proteínas pró-inflamatórias, portanto, o desequilíbrio dessa via celular está associado à patogênese dos distúrbios inflamatórios na pele. O ácido ursólico é um triterpenóide de ocorrência natural com propriedades anti-inflamatórias que resultam na supressão de mediadores inflamatóriosvia inibição da ativação doNF-κB, sendo um candidato para o tratamento de inflamações cutâneas. Entretanto, essa molécula apresenta baixa solubilidade em água o quelimita sua aplicação terapêutica.Neste contexto, o desenvolvimento de dispersões sólidas (DS)constituídas de polivinilpirrolidona k-30 e tensoativos, como poloxamer 407 ou D-α-tocoferol polietilenoglicol 1000 succinato (TPGS) representa uma estratégiapara aumentar a sua solubilidade.Além disso, a veiculação das DS em um hidrogel à base de poloxamer pode viabilizara administração tópica do fármaco. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar DS de ácido ursólico constituídas por PVP K-30 e TPGS/P407 incorporadas em um hidrogel, além de avaliar a citotoxicidadein vitro e a atividade anti-inflamatória in vivo desses sistemas. Os resutados obtidos revelaram que ambas as DS aumentaram significativamente a solubilidade aquosa do fármaco. ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

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.

O β-cariofileno é um composto presente no óleo de diversas espécies vegetais, como as copaibeiras, e sua atividade frente a cicatrização cutânea ainda não está elucidada. O objetivo deste estudo foi produzir um hidrogel contendo β-cariofileno nanoemulsionado, e avaliar os perfis de liberação/permeação cutânea in vitro e a atividade cicatrizante in vivo. Para a nanoemulsão empregou-se um homogeneizador a alta pressão, e para o hidrogel, dispersão direta com Natrosol®. As formulações foram caracterizadas de acordo com o tamanho de gotícula, PDI, potencial zeta e teor (CG/MS). Nos estudos de liberação/permeação cutânea utilizou-se células tipo Franz. No estudo da atividade cicatrizante, empregou-se o modelo de feridas dorsais em ratos Wistar, avaliando o tamanho das lesões, marcadores de atividades anti-inflamatória, antioxidante e análise histológica, durante 12 dias. Após caracterizadas, as formulações desenvolvidas apresentaram-se estáveis durante 60 dias. No estudo de permeação cutânea, observou-se que o β-cariofileno puro não foi capaz de atravessar o estrato córneo da pele. Não foram observadas diferenças significativas entre as formulações na quantidade de β-cariofileno retido na derme, sugerindo haver uma situação de saturação. O estudo de liberação indicou maior cedência do β-cariofileno a partir da forma nanoemulsionada do que do hidrogel derivado. No estudo da atividade cicatrizante, o fechamento inicial da ferida foi alcançado em menos tempo no grupo tratado com o hidrogel contendo β-cariofileno nanoemulsionado (GHNβ), indicando um efeito anti-inflamatório nesta formulação. Já a análise histológica indicou que o GHNβ apresentou resultados semelhantes ao do grupo controle positivo (Dersani®), mostrando-se eficaz para a reparação tecidual cutânea. / β-caryophyllene is a compound present in the oil of many plant species, such as copaibeiras, and the healing activity is still being studied. The objectives of this study was to produce a hydrogel containing β-caryophyllene nanoemulsified and to evaluate the in vitro release and permeation profile, and the in vivo healing activity, yet unexplored. For the nanoemulsion, a high pressure homogenizer was used, and for the hydrogel, direct dispersion with Natrosol®. The formulations were characterized according to droplet size, PDI, zeta potential and content (GC/MS). In the release/permeation studies, Franz type cells were used. The study of the healing activity, the dorsal wound model was used in Wistar rats, evaluating lesion size, markers of anti-inflammatory and antioxidant activities, and histological analysis, for 12 days. After characterization, the formulations developed were stable for 60 days. In skin permeation study, was observed that the pure β-caryophyllene was not able to cross the stratum corneum. No significant differences were observed between the formulations in the amount of β-caryophyllene retained in the dermis, suggesting a saturation condition. The release study indicated higher yield of β-caryophyllene from the nanoemulsion form than from the derived hydrogel. In the study of healing activity, the initial closure of the wound was achieved in less time in the group treated with the hydrogel containing β-caryophyllene nanoemulsion (GHNβ), indicating an anti-inflammatory effect in this formulation. The histological analysis indicated that GHNβ presented similar results that of the positive control group (Dersani®), proving to be effective for cutaneous tissue repair.

Hidrogéis são redes poliméricas tridimensionais ligadas entre si por reticulações químicas ou físicas, e podem absorver água ou fluidos biológicos. A estrutura permite que estes materiais tenham altos níveis de hidrofilicidade e biocompatibilidade, que em conjunto com as demais propriedades, fazem com que os hidrogéis sejam vistos como promissores biomateriais. Devido a estas características, hidrogéis possuem diversas aplicações voltadas as áreas médica e farmacêutica. Alguns hidrogéis apresentam um comportamento responsivo a variações de alguma condição do ambiente, são os chamados hidrogéis responsivos ou hidrogéis inteligentes. Neste trabalho foi escolhido o polímero poli (vinil álcool) funcionalizado com o tripeptídeo RGD. A investigação foi desenvolvida através de simulações de dinâmica molecular a fim de primeiramente observar a formação do hidrogel. Para então observar a influência do tripeptídeo, da temperatura e do pH na capacidade do polímero de absorver água e em sua estrutura. Para isso, foram realizadas análises de desvio quadrático médio estrutural, raio de giro e ligações de hidrogênio. As análises de função de distribuição radial mostraram indícios da formação de ligações de hidrogênio, tanto de interações intramolecular como intermolecular. Enquanto as demais análises mostraram que pode ocorrer comportamento responsivo para a temperatura de 310 K. Quando a pH do meio passa de neutro para ácido, ocorrem mudanças nas ligações de hidrogênio e na estrutura. Estudos experimentais de hidrogéis ainda possuem algumas limitações, visto que certas características do material não podem ser determinadas com precisão. Através de métodos computacionais medidas como a quantidade e localização de reticulações e de peptídeo podem ser determinadas. Assim, estudos computacionais prévios ou posteriores podem ajudar a esclarecer dados obtidos experimentalmente. / Hydrogels are three-dimensional polymeric network crosslinked to each other by chemical or physical crosslinks, and can imbibe water or biological fluids. The materials structure allows it to have high levels of hydrophilicity and biocompatibility, which together with the other properties make them promising biomaterials. Due to these two characteristics hydrogels have numerous biomedical and pharmaceutical applications. Some hydrogels have a responsive behavior due to changes in their environment, the so-called stimuli-responsive hydrogels, or “smart” hydrogels. For this work the poli(vinyl alcohol) polymer functionalized with RGD peptide was chosen. The work was developed using molecular dynamics simulations in order to observe the hydrogel formation and also the influence of tripeptide, temperature and pH in water imbibe capacity and polymer structure. For this analysis of root-mean-square deviation, radius of gyration and radial distribution function was performed. The analysis of radial distribution function showed signs of hydrogen bond formation of both intramolecular and intermolecular interactions. Other analysis showed that thermoresponsive behavior may occur for 310 K. When the environment pH value is modified from neutral to acidic, changes occur in hydrogen bonds and structure. Experimental studies of hydrogels have some limitations because some characteristics of the material can’t be precisely determinated. With computational methods the amount and the location of crosslinks and peptide can be determinated. Therefore, previous or posterior computational studies can help to elucidate experimental data.

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.

Estudos recentes têm demonstrado o efeito das isoflavonas da soja, especialmente da genisteína (GEN), administrada topicamente, na prevenção do fotoenvelhecimento e fotocarcinogênesis. Esse efeito tem sido relacionado com a sua atividade inibidora de tirosina quinase e antioxidante. Recentemente, demonstramos um lento perfil de permeação da GEN in vitro (usando células de difusão de Franz) a partir de nanoemulsões através de pele de orelha suína (SILVA et al., Pharmazie, v. 64, p. 32- 35, 2009). Entretanto, estudos relativos à distribuição da GEN através das camadas da pele ainda não foram realizados. Neste contexto, o principal objetivo deste estudo foi avaliar a distribuição da GEN através da pele suína a partir de nanoemulsões, antes e após incorporação em hidrogéis de ácido acrílico, a fim de ajustar a viscosidade das mesmas para aplicação tópica. Nanoemulsões contendo GEN apresentaram valores de potencial  negativos e baixa viscosidade. Os hidrogéis derivados contendo as nanoemulsões de GEN demonstraram um comportamento não-Newtoniano pseudoplástico. Um método isocrático de cromatografia líquida para determinar a GEN nas camadas da pele de orelha suína foi desenvolvido e validado. O método mostrou ser específico, linear, preciso e exato para a determinação da GEN nas camadas da pele de orelha suína (i.e. stratum corneum, epiderme e derme). Nas condições validadas, o perfil de permeação/retenção da GEN foi claramente influenciado pela natureza do núcleo oleoso empregado. Nanoemulsões constituídas de um núcleo oleoso de triglicerídeos de cadeia média apresentaram uma permeação mais lenta e uma maior retenção da GEN na pele quando comparado com nanoemulsões contendo octildodecanol. A incorporação das nanoemulsões de GEN em hidrogéis aumenta a retenção da GEN, especialmente na epiderme. Tal resultado pode estar relacionado com o aumento da hidratação da epiderme como sugerido nas observações histológicas. Em conclusão, o conjunto dos resultados demonstra o efeito das formulações sobre a distribuição da GEN através das camadas da pele de orelha suína. / Recent studies have shown the effect of soy isoflavones, especially genistein (GEN), topically administrated, in preventing skin photoaging and photocarcinogenesis. This effect has been related to tyrosine kinase inhibition and antioxidant activities. Recently, we have demonstrated a slow permeation profile of GEN in vitro (using Franz type diffusion cells) from nanoemulsions through porcine ear skin (SILVA et al., Pharmazie, v. 64, p. 32-35, 2009). However, studies concerning the distribution of GEN in the skin layers have yet to be performed. In this context, the main purpose of this study was to evaluate the GEN distribution through the porcine skin from topical nanoemulsions, before and after their incorporation into acrylic acid-hydrogels, in order to have their viscosity adjusted to topical applications. Nanoemulsions containing GEN exhibit negative -potential and low viscosity. The derived hydrogels containing GEN-loaded nanoemulsions presents non-Newtonian pseudoplastic behavior. An isocratic liquid chromatographic method to determine GEN in porcine ear skin layers was developed and validated. The method proved to be specific, linear, precise and accurate to determine GEN in the porcine skin layers (i.e. stratum corneum, epidermis and dermis). In the validated conditions, the GEN permeation/ retention profile was clearly influenced by the nature of the oil core used. Nanoemulsions composed by a medium chain triglycerides oil core exhibit both a slower permeation and a higher retention profile of GEN as compared to octyldodecanol nanoemulsions. The incorporation of GEN-loaded nanoemulsion into hydrogels improved the GEN retention, especially in the epidermis. Such a result might be related to the increased hydration of epidermis as suggested in histological observations. In conclusion, the overall results show the effect of the formulation on distribution of GEN through the porcine skin layers.

O β-cariofileno é um composto presente no óleo de diversas espécies vegetais, como as copaibeiras, e sua atividade frente a cicatrização cutânea ainda não está elucidada. O objetivo deste estudo foi produzir um hidrogel contendo β-cariofileno nanoemulsionado, e avaliar os perfis de liberação/permeação cutânea in vitro e a atividade cicatrizante in vivo. Para a nanoemulsão empregou-se um homogeneizador a alta pressão, e para o hidrogel, dispersão direta com Natrosol®. As formulações foram caracterizadas de acordo com o tamanho de gotícula, PDI, potencial zeta e teor (CG/MS). Nos estudos de liberação/permeação cutânea utilizou-se células tipo Franz. No estudo da atividade cicatrizante, empregou-se o modelo de feridas dorsais em ratos Wistar, avaliando o tamanho das lesões, marcadores de atividades anti-inflamatória, antioxidante e análise histológica, durante 12 dias. Após caracterizadas, as formulações desenvolvidas apresentaram-se estáveis durante 60 dias. No estudo de permeação cutânea, observou-se que o β-cariofileno puro não foi capaz de atravessar o estrato córneo da pele. Não foram observadas diferenças significativas entre as formulações na quantidade de β-cariofileno retido na derme, sugerindo haver uma situação de saturação. O estudo de liberação indicou maior cedência do β-cariofileno a partir da forma nanoemulsionada do que do hidrogel derivado. No estudo da atividade cicatrizante, o fechamento inicial da ferida foi alcançado em menos tempo no grupo tratado com o hidrogel contendo β-cariofileno nanoemulsionado (GHNβ), indicando um efeito anti-inflamatório nesta formulação. Já a análise histológica indicou que o GHNβ apresentou resultados semelhantes ao do grupo controle positivo (Dersani®), mostrando-se eficaz para a reparação tecidual cutânea. / β-caryophyllene is a compound present in the oil of many plant species, such as copaibeiras, and the healing activity is still being studied. The objectives of this study was to produce a hydrogel containing β-caryophyllene nanoemulsified and to evaluate the in vitro release and permeation profile, and the in vivo healing activity, yet unexplored. For the nanoemulsion, a high pressure homogenizer was used, and for the hydrogel, direct dispersion with Natrosol®. The formulations were characterized according to droplet size, PDI, zeta potential and content (GC/MS). In the release/permeation studies, Franz type cells were used. The study of the healing activity, the dorsal wound model was used in Wistar rats, evaluating lesion size, markers of anti-inflammatory and antioxidant activities, and histological analysis, for 12 days. After characterization, the formulations developed were stable for 60 days. In skin permeation study, was observed that the pure β-caryophyllene was not able to cross the stratum corneum. No significant differences were observed between the formulations in the amount of β-caryophyllene retained in the dermis, suggesting a saturation condition. The release study indicated higher yield of β-caryophyllene from the nanoemulsion form than from the derived hydrogel. In the study of healing activity, the initial closure of the wound was achieved in less time in the group treated with the hydrogel containing β-caryophyllene nanoemulsion (GHNβ), indicating an anti-inflammatory effect in this formulation. The histological analysis indicated that GHNβ presented similar results that of the positive control group (Dersani®), proving to be effective for cutaneous tissue repair.

Hidrogéis são redes poliméricas tridimensionais ligadas entre si por reticulações químicas ou físicas, e podem absorver água ou fluidos biológicos. A estrutura permite que estes materiais tenham altos níveis de hidrofilicidade e biocompatibilidade, que em conjunto com as demais propriedades, fazem com que os hidrogéis sejam vistos como promissores biomateriais. Devido a estas características, hidrogéis possuem diversas aplicações voltadas as áreas médica e farmacêutica. Alguns hidrogéis apresentam um comportamento responsivo a variações de alguma condição do ambiente, são os chamados hidrogéis responsivos ou hidrogéis inteligentes. Neste trabalho foi escolhido o polímero poli (vinil álcool) funcionalizado com o tripeptídeo RGD. A investigação foi desenvolvida através de simulações de dinâmica molecular a fim de primeiramente observar a formação do hidrogel. Para então observar a influência do tripeptídeo, da temperatura e do pH na capacidade do polímero de absorver água e em sua estrutura. Para isso, foram realizadas análises de desvio quadrático médio estrutural, raio de giro e ligações de hidrogênio. As análises de função de distribuição radial mostraram indícios da formação de ligações de hidrogênio, tanto de interações intramolecular como intermolecular. Enquanto as demais análises mostraram que pode ocorrer comportamento responsivo para a temperatura de 310 K. Quando a pH do meio passa de neutro para ácido, ocorrem mudanças nas ligações de hidrogênio e na estrutura. Estudos experimentais de hidrogéis ainda possuem algumas limitações, visto que certas características do material não podem ser determinadas com precisão. Através de métodos computacionais medidas como a quantidade e localização de reticulações e de peptídeo podem ser determinadas. Assim, estudos computacionais prévios ou posteriores podem ajudar a esclarecer dados obtidos experimentalmente. / Hydrogels are three-dimensional polymeric network crosslinked to each other by chemical or physical crosslinks, and can imbibe water or biological fluids. The materials structure allows it to have high levels of hydrophilicity and biocompatibility, which together with the other properties make them promising biomaterials. Due to these two characteristics hydrogels have numerous biomedical and pharmaceutical applications. Some hydrogels have a responsive behavior due to changes in their environment, the so-called stimuli-responsive hydrogels, or “smart” hydrogels. For this work the poli(vinyl alcohol) polymer functionalized with RGD peptide was chosen. The work was developed using molecular dynamics simulations in order to observe the hydrogel formation and also the influence of tripeptide, temperature and pH in water imbibe capacity and polymer structure. For this analysis of root-mean-square deviation, radius of gyration and radial distribution function was performed. The analysis of radial distribution function showed signs of hydrogen bond formation of both intramolecular and intermolecular interactions. Other analysis showed that thermoresponsive behavior may occur for 310 K. When the environment pH value is modified from neutral to acidic, changes occur in hydrogen bonds and structure. Experimental studies of hydrogels have some limitations because some characteristics of the material can’t be precisely determinated. With computational methods the amount and the location of crosslinks and peptide can be determinated. Therefore, previous or posterior computational studies can help to elucidate experimental data.

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.

Estudos recentes têm demonstrado o efeito das isoflavonas da soja, especialmente da genisteína (GEN), administrada topicamente, na prevenção do fotoenvelhecimento e fotocarcinogênesis. Esse efeito tem sido relacionado com a sua atividade inibidora de tirosina quinase e antioxidante. Recentemente, demonstramos um lento perfil de permeação da GEN in vitro (usando células de difusão de Franz) a partir de nanoemulsões através de pele de orelha suína (SILVA et al., Pharmazie, v. 64, p. 32- 35, 2009). Entretanto, estudos relativos à distribuição da GEN através das camadas da pele ainda não foram realizados. Neste contexto, o principal objetivo deste estudo foi avaliar a distribuição da GEN através da pele suína a partir de nanoemulsões, antes e após incorporação em hidrogéis de ácido acrílico, a fim de ajustar a viscosidade das mesmas para aplicação tópica. Nanoemulsões contendo GEN apresentaram valores de potencial  negativos e baixa viscosidade. Os hidrogéis derivados contendo as nanoemulsões de GEN demonstraram um comportamento não-Newtoniano pseudoplástico. Um método isocrático de cromatografia líquida para determinar a GEN nas camadas da pele de orelha suína foi desenvolvido e validado. O método mostrou ser específico, linear, preciso e exato para a determinação da GEN nas camadas da pele de orelha suína (i.e. stratum corneum, epiderme e derme). Nas condições validadas, o perfil de permeação/retenção da GEN foi claramente influenciado pela natureza do núcleo oleoso empregado. Nanoemulsões constituídas de um núcleo oleoso de triglicerídeos de cadeia média apresentaram uma permeação mais lenta e uma maior retenção da GEN na pele quando comparado com nanoemulsões contendo octildodecanol. A incorporação das nanoemulsões de GEN em hidrogéis aumenta a retenção da GEN, especialmente na epiderme. Tal resultado pode estar relacionado com o aumento da hidratação da epiderme como sugerido nas observações histológicas. Em conclusão, o conjunto dos resultados demonstra o efeito das formulações sobre a distribuição da GEN através das camadas da pele de orelha suína. / Recent studies have shown the effect of soy isoflavones, especially genistein (GEN), topically administrated, in preventing skin photoaging and photocarcinogenesis. This effect has been related to tyrosine kinase inhibition and antioxidant activities. Recently, we have demonstrated a slow permeation profile of GEN in vitro (using Franz type diffusion cells) from nanoemulsions through porcine ear skin (SILVA et al., Pharmazie, v. 64, p. 32-35, 2009). However, studies concerning the distribution of GEN in the skin layers have yet to be performed. In this context, the main purpose of this study was to evaluate the GEN distribution through the porcine skin from topical nanoemulsions, before and after their incorporation into acrylic acid-hydrogels, in order to have their viscosity adjusted to topical applications. Nanoemulsions containing GEN exhibit negative -potential and low viscosity. The derived hydrogels containing GEN-loaded nanoemulsions presents non-Newtonian pseudoplastic behavior. An isocratic liquid chromatographic method to determine GEN in porcine ear skin layers was developed and validated. The method proved to be specific, linear, precise and accurate to determine GEN in the porcine skin layers (i.e. stratum corneum, epidermis and dermis). In the validated conditions, the GEN permeation/ retention profile was clearly influenced by the nature of the oil core used. Nanoemulsions composed by a medium chain triglycerides oil core exhibit both a slower permeation and a higher retention profile of GEN as compared to octyldodecanol nanoemulsions. The incorporation of GEN-loaded nanoemulsion into hydrogels improved the GEN retention, especially in the epidermis. Such a result might be related to the increased hydration of epidermis as suggested in histological observations. In conclusion, the overall results show the effect of the formulation on distribution of GEN through the porcine skin layers.