In this thesis, the incorporation of drug loaded mesoporous magnesium carbonate as an excipient for the additive manufacturing of oral tablets by fused deposition modeling was investigated. Cinnarizine, a BCS class II drug, was loaded into the pores of the mesoporous material via a soaking method, corresponding to a drug loading of 8.68 wt%. DSC measurements on the loaded material suggested that the drug was partially crystallized after incorporation, meanwhile the XRD diffractogram implied that the drug was in a state lacking long range order. The drug loaded material was combined with two pharmaceutical polymers, Aquasolve LG and Klucel ELF, and extruded into filaments with a single screw extruder. Filaments of Klucel ELF and drug loaded Upsalite (30:70 wt% ratio) were successfully implemented for the printing oral tablets, in contrast to the Aquasolve LG based filaments which were difficult to print due to thickness variations and non-uniform material distributions. The drug content obtained by TGA suggested drug loadings of 7.71 wt% and 2.23 wt% in the drug loaded Upsalite and tablets respectively. Dissolution studies using an USP II apparatus showed a slower API-release from the tablets in comparison to the crystalline drug, most probably due to slow diffusion of drug species through the polymeric matrix. For future studies, pharmaceutical polymers with higher aqueous solubility should be investigated in order to thoroughly examine the potential of utilizing the immediate release property of Upsalite.

No presente trabalho foi realizado o isolamento da 3-O-metilquercetina, a partir de produto seco do extrato de inflorescências de Achyrocline satureioides, e sua caracterização. Em etapa farmacotécnica, foi realizado o estudo da associação deste flavonóide com b-ciclodextrina, bem como testes preliminares de permeação cutânea das associações, incorporadas ou não em gel de hidroxipropilmetilcelulose. As técnicas espectroscópicas, infravermelho e ressonância magnética de hidrogênio, confirmaram a estrutura do flavonóide isolado. Para o doseamento da 3-Ometilquercetina, realizou-se a validação de metodologia analítica por cromatografia líquida de alta eficiência, obtendo-se linearidade, na faixa de concentração de 0,05 a 1,5 μg/mL, precisão e exatidão adequadas. A análise da associação da 3-Ometilquercetina com b-ciclodextrina por infravermelho, ressonância magnética de hidrogênio e a análise pelo método empírico de Mecânica Molecular (MM2) do software Chem3D Ultra (Versão 9.0, CambridgeSoft) indicam possível inclusão do anel B da 3-O-metilquercetina na cavidade da b-ciclodextrina, sendo a inserção do flavonóide pela borda das hidroxilas secundárias mais favorável do que pela borda das hidroxilas primárias. A b-ciclodextrina e o gel de hidroxipropilmetilcelulose promoveram a permeação do flavonóide através da pele. A realização de ensaios in vivo para a seleção da melhor formulação constitui-se na principal perspectiva de continuidade de investigação científica do tema. / 3-O-methylquercetin (3-OMQ) was isolated from spray dried powder of Achyrocline satureioides and characterized by IR and 1H NMR. The study of association of this flavonoid with b-cyclodextrin (bCD) was performed, as well as preliminary skin permeation tests of these associations, incorporated or not in hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) hydrogel. A LC method for 3-OMQ assay was validated in the concentration range from 0.05 to 1.5 μg/mL, with suitable precision and accuracy. The complexation of 3-OMQ with bCD was analyzed by IR, 1H NMR and Molecular Mechanics (Chem3D Ultra 9.0, CambridgeSoft) and the results indicated the possible insertion of B ring of the flavonoid into the bCD cavity, being the insertion through the secondary OH rim more favorable than through the primary OH rim. bCD and HPMC promoted the permeation of the flavonoid through the skin. In vivo assay is required to select the appropriate formulation.

No presente trabalho foi realizado o isolamento da 3-O-metilquercetina, a partir de produto seco do extrato de inflorescências de Achyrocline satureioides, e sua caracterização. Em etapa farmacotécnica, foi realizado o estudo da associação deste flavonóide com b-ciclodextrina, bem como testes preliminares de permeação cutânea das associações, incorporadas ou não em gel de hidroxipropilmetilcelulose. As técnicas espectroscópicas, infravermelho e ressonância magnética de hidrogênio, confirmaram a estrutura do flavonóide isolado. Para o doseamento da 3-Ometilquercetina, realizou-se a validação de metodologia analítica por cromatografia líquida de alta eficiência, obtendo-se linearidade, na faixa de concentração de 0,05 a 1,5 μg/mL, precisão e exatidão adequadas. A análise da associação da 3-Ometilquercetina com b-ciclodextrina por infravermelho, ressonância magnética de hidrogênio e a análise pelo método empírico de Mecânica Molecular (MM2) do software Chem3D Ultra (Versão 9.0, CambridgeSoft) indicam possível inclusão do anel B da 3-O-metilquercetina na cavidade da b-ciclodextrina, sendo a inserção do flavonóide pela borda das hidroxilas secundárias mais favorável do que pela borda das hidroxilas primárias. A b-ciclodextrina e o gel de hidroxipropilmetilcelulose promoveram a permeação do flavonóide através da pele. A realização de ensaios in vivo para a seleção da melhor formulação constitui-se na principal perspectiva de continuidade de investigação científica do tema. / 3-O-methylquercetin (3-OMQ) was isolated from spray dried powder of Achyrocline satureioides and characterized by IR and 1H NMR. The study of association of this flavonoid with b-cyclodextrin (bCD) was performed, as well as preliminary skin permeation tests of these associations, incorporated or not in hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) hydrogel. A LC method for 3-OMQ assay was validated in the concentration range from 0.05 to 1.5 μg/mL, with suitable precision and accuracy. The complexation of 3-OMQ with bCD was analyzed by IR, 1H NMR and Molecular Mechanics (Chem3D Ultra 9.0, CambridgeSoft) and the results indicated the possible insertion of B ring of the flavonoid into the bCD cavity, being the insertion through the secondary OH rim more favorable than through the primary OH rim. bCD and HPMC promoted the permeation of the flavonoid through the skin. In vivo assay is required to select the appropriate formulation.

No presente trabalho foi realizado o isolamento da 3-O-metilquercetina, a partir de produto seco do extrato de inflorescências de Achyrocline satureioides, e sua caracterização. Em etapa farmacotécnica, foi realizado o estudo da associação deste flavonóide com b-ciclodextrina, bem como testes preliminares de permeação cutânea das associações, incorporadas ou não em gel de hidroxipropilmetilcelulose. As técnicas espectroscópicas, infravermelho e ressonância magnética de hidrogênio, confirmaram a estrutura do flavonóide isolado. Para o doseamento da 3-Ometilquercetina, realizou-se a validação de metodologia analítica por cromatografia líquida de alta eficiência, obtendo-se linearidade, na faixa de concentração de 0,05 a 1,5 μg/mL, precisão e exatidão adequadas. A análise da associação da 3-Ometilquercetina com b-ciclodextrina por infravermelho, ressonância magnética de hidrogênio e a análise pelo método empírico de Mecânica Molecular (MM2) do software Chem3D Ultra (Versão 9.0, CambridgeSoft) indicam possível inclusão do anel B da 3-O-metilquercetina na cavidade da b-ciclodextrina, sendo a inserção do flavonóide pela borda das hidroxilas secundárias mais favorável do que pela borda das hidroxilas primárias. A b-ciclodextrina e o gel de hidroxipropilmetilcelulose promoveram a permeação do flavonóide através da pele. A realização de ensaios in vivo para a seleção da melhor formulação constitui-se na principal perspectiva de continuidade de investigação científica do tema. / 3-O-methylquercetin (3-OMQ) was isolated from spray dried powder of Achyrocline satureioides and characterized by IR and 1H NMR. The study of association of this flavonoid with b-cyclodextrin (bCD) was performed, as well as preliminary skin permeation tests of these associations, incorporated or not in hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) hydrogel. A LC method for 3-OMQ assay was validated in the concentration range from 0.05 to 1.5 μg/mL, with suitable precision and accuracy. The complexation of 3-OMQ with bCD was analyzed by IR, 1H NMR and Molecular Mechanics (Chem3D Ultra 9.0, CambridgeSoft) and the results indicated the possible insertion of B ring of the flavonoid into the bCD cavity, being the insertion through the secondary OH rim more favorable than through the primary OH rim. bCD and HPMC promoted the permeation of the flavonoid through the skin. In vivo assay is required to select the appropriate formulation.

Submitted by Biblioteca da Faculdade de Farmácia (bff@ndc.uff.br) on 2017-03-14T18:47:43Z No. of bitstreams: 1 Petito, Nicolly de Lima [Dissertação, 2015].PDF: 2998524 bytes, checksum: 0048771f6748f57c822ca4612196e146 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-14T18:47:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Petito, Nicolly de Lima [Dissertação, 2015].PDF: 2998524 bytes, checksum: 0048771f6748f57c822ca4612196e146 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Carotenoides são pigmentos naturais amplamente distribuídos na natureza, responsáveis pelas cores vermelhas, laranjas e amarelas. São substâncias amplamente estudadas por apresentarem potencial antioxidante e atividade pró-vitamina A. Devido a seu caráter lipofílico, são pigmentos naturais de difícil aplicação em alimentos como aditivos, além de apresentarem alta instabilidade frente a fatores comuns no processamento, como pH, luz, calor e oxigênio. O uso de ciclodextrinas como agentes encapsulantes é recomendado a fim de aumentar a solubilidade dos carotenoides em meio aquoso, e possivelmente, protegê-los dos fatores químicos e ambientais. Portanto, o objetivo deste trabalho foi conduzir a inclusão molecular de carotenoides de pimentão vermelho (Capsicum annuum L.) em hidroxipropil-β-ciclodextrina visando o aumento de sua solubilidade e estabilidade frente a fatores envolvidos no processamento e armazenamento de bebidas isotônicas. A extração dos carotenoides de pimentão vermelho foi realizada por meio de maceração em solvente etanol e água (9:1), seguida de partição com hexano e evaporação em baixa temperatura. O perfil de carotenoides do extrato obtido foi determinado por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE-UV). A inclusão do extrato de pimentão vermelho em hidroxipropil-β-ciclodextrina foi realizada por meio de sonda de ultrassom em quatro proporções (1:4, 1:6, 1:8 e 1:10 v/v). Misturas físicas nas mesmas proporções foram preparadas para efeito comparativo. O extrato de pimentão vermelho, os complexos de inclusão obtidos e as misturas físicas foram caracterizados por espectrofotometria no infravermelho (FT-IR), ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN1H), calorimetria exploratória diferencial (DSC), difusão dinâmica da luz (DLS), espectrofotometria de absorção na região do UV-visível e ensaio de solubilidade. No extrato de pimentão vermelho foram identificados cinco carotenoides, a saber: β-caroteno, β-criptoxantina, 9-cis-β-caroteno, capsantina e 13-cis-β-caroteno. Observou-se que a inclusão molecular foi efetiva para as diferentes proporções de complexo ao compará-las com os resultados das misturas físicas, principalmente pelos resultados dos ensaios de solubilidade, onde foi identificado o aumento de solubilidade em até 660 vezes comparado ao do extrato isolado. Devido à relação custo-benefício, optou-se por dar continuidade aos experimentos com os complexos com proporção 1:6 (m/m). A estabilidade de cor dos complexos e do extrato de pimentão foi avaliada sob o efeito combinado das variáveis pH, tempo e temperatura. Os resultados demonstraram que se pode esperar maior retenção dos parâmetros de cor com o uso do complexo do que com o uso do extrato. A fim de avaliar a estabilidade de cor dos complexos em condições de armazenamento durante 40 dias, foram formuladas bebidas isotônicas adicionadas de complexo ou de corantes artificiais, adicionadas de conservante ou pasteurizadas, submetidas à 10 ou 25 μmol de fótons.m2.s-1, ou armazenadas na ausência de luz. Os resultados revelaram que as amostras armazenadas ao abrigo de luz apresentaram menor variação da cor, tendo as pasteurizadas apresentado melhor resultado. Em conclusão, a inclusão molecular permite o aumento da solubilidade dos carotenoides de pimentão vermelho, permitindo assim a sua aplicação em formulações alimentícias, e atribui o efeito protetor a estes carotenoides frente a fatores inerentes ao processamento de alimentos / Carotenoids are natural pigments widely distributed in nature, responsible for the red, orange and yellow colors. They are known and studied due to their antioxidant potential and pro-vitamin A activity. However, due to their lipophilic nature and high instability under influence of common processing factors, such as pH, light, heat and oxygen, it is difficult to apply them in food . Use of cyclodextrins as encapsulating agent is recommended in order to increase their aqueous solubility and protect the molecules against chemical and environmental factors. The aim of this study was to perform molecular inclusion of red bell pepper carotenoids (Capsicum annuum L.) in hydroxypropyl-β-cyclodextrin, in order to increase their solubility and stability in front of factors involved in processing and storage of food. The extraction of red bell pepper carotenoids was carried out by soaking in solvent ethanol and water (9: 1), followed by partition with hexane and evaporation at low temperature. In order to characterize the extract obtained, analysis by high performance liquid chromatography was performed (HPLC), identifying β-carotene, β-cryptoxanthin, 9-cis-β-carotene, capsanthin and 13-cis-β-carotene. Inclusion of red pepper extract in hydroxypropyl-β-cyclodextrin was performed using ultrasound probe in four different ratios (1: 4, 1: 6, 1: 8 and 1:10). Additionally, physical mixtures in the same ratios were prepared for comparative purposes. The obtained inclusion complexes, red pepper extract, hydroxypropyl-β-cyclodextrin and physical mixtures were characterized by infrared spectroscopy (FT-IR), nuclear magnetic resonance (1 H NMR), differential scanning calorimetry (DSC), dynamic light scattering (DLS), UV-visible spectroscopy and solubility assay. Molecular inclusion was effective for the different proportions of the complex, by comparing them with the results of physical mixtures, mainly the results of the solubility tests, where the increased solubility was identified up to 660 times, compared to the pure extract. Due to cost-effectiveness, it was decided to continue the experiment with the 1:6 complex. The color stability of the complex and of red bell pepper extract was evaluated under the combined effect of pH, time and temperature. Results demonstrated greater retention of color parameters using complex than the use of extract. In order to evaluate the stability of complex color storage conditions for 40 days, isotonic drinks added of artificial colors or complex were formulated, adding preservative or pasteurized, subjected to 10 or 25 micromol photons.m2.s-1 or stored in the absence of light. Results showed that the samples stored in the absence of light had less color variation, being the pasteurized the best condition. In conclusion, molecular inclusion allows increasing of solubility, thereby allowing its application in food formulations, and assigns the protective effect for carotenoids against inherent factors in food processing

Cellulose nanocrystals (CNCs) are bio-based nanoparticles with the ability to stabilize oil and water emulsions thanks to their intermediate wettability and nanometric size. These and other types of particle-stabilized emulsions, commonly referred to as Pickering emulsions, are of great academic and industrial interest due to their superior stability against drop coalescence compared to classical surfactant-stabilized emulsions. In addition, the presence of a densely packed layer of particles at the oil-water interface is expected to impact the encapsulation ability of the emulsion droplets opening up for the possibility to use these systems to modulate the release of active substances in the context of oral or topical delivery formulations used in pharmaceutical and cosmetic applications. In these types of applications, the use of emulsions with nano-sized drops is advantageous due to their longtermcolloidal stability, improved dermal and mucosal transport of actives, improved bioavailability and greater aesthetic appeal and skin feel. This study had two main objectives. The first one was to explore to possibility to produce o/w emulsions with submicron-size drops by means of microfluidization using a combination of CNCs and hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), a surface-active cellulose derivative that has been shown to have the ability to modify the wettability of CNCs (thereby enhancing their ability to adsorb at the oil/water interface). An important aspect of this first part of the study also involved gaining better understanding on the separate contributions of CNCs and HPMC to the properties of the resulting emulsions. The second objective of the work was to assess the performance of selected o/w CNC/HPMC compared to that of surfactant-stabilised emulsions in terms of their ability to deliver lutein, a hydrophobic prototype active of interest for topical delivery applications. / Cellulosa-nanokristaller (CNC) är biobaserade nanopartiklar med förmågan att stabilisera emulsioner av olja i vatten (o/w) tack vare deras medelhöga vätbarhet och storlek i nanometerskalan. Dessa och andra typer av partikelstabiliserade emulsioner, så kallade Pickering-emulsioner, är av stort akademiskt och industriellt intresse på grund av deras överlägsna stabilitet mot droppkoalescens jämfört med klassiska tensidstabiliserade emulsioner. Det tätt packade skiktet av partiklar vid gränsytan mellan olja och vatten påverkar också inkapslingsförmågan hos emulsionsdropparna vilket kan utnyttjas för att reglera frisättning av aktiva substanser i läkemedel eller kosmetiska produkter. I dessa typer av applikationer är användningen av emulsioner med droppar i nano-storlek fördelaktig på grund av deras långsiktiga kolloidala stabilitet, förbättrad hud- och slemhinnetransport, förbättrad biotillgänglighet och hudkänsla. Denna studie hade två huvudmål. Det första var att undersöka möjligheten att producera o/w emulsioner med droppar av submikron-storlek med hjälp av mikrofluidisering och genom att använda en kombination av CNC och hydroxypropylmetylcellulosa (HPMC), ett ytaktivt cellulosa-derivat som har visat sig ha förmågan att modifiera vätbarheten hos CNC och därigenom förbättra dess förmåga att adsorbera vid olja/vatten-gränsytan. En viktig aspekt av denna första del av studien var att få bättre förståelse för hur CNC och HPMC var för sig påverkar egenskaperna hos emulsionerna. Det andra målet med arbetet var att bedöma prestandan hos o/w CNC/HPMC-emulsioner för frisättning av lutein, ett hydrofob aktivt ämne, och jämföra med tensidstabiliserade emulsioner. / nanocellulosa, hydroxipropylmetylcellulosa, Pickering emulsioner, microfluidization, drogleverans

Polymers with mucoadhesive properties are universally used in the development of mucoadhesive drug delivery system. Their physicochemical properties as well as the mechanisms related to their adhesive actions draw great attention for the modification of mucoadhesive properties. In this study, relationships between physicochemical properties of hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) compacts and mucoadhesive performance were investigated. Different commercial grades of HPMC (K3, E3, E5, E50, K4M, E4M and K15M) were prepared into compacts, and their surface hydrophilicity and hydration behavior were characterized. The in vitro mucoadhesive performance was determined by the tension strength between the compacts and different regions of mucous membrane (buccal, sublingual, stomach, and intestine). Positive correlations were found between: (1) viscosity of HPMC compacts and contact angle values measured by different simulated body fluids; (2) viscosity of HPMC compacts and in vitro mucoadhesive force; (3) contact angle values and in vitro mucoadhesive force. The hydration behavior exhibited improvement with the increasing viscosity of HPMC compacts. Moreover, the polar lipid content of each mucosa was likely an important factor affecting the mucoadhesion phenomenon. Different ratios of ethyl cellulose (EC) was mixed with HPMC grade K15M to form combination compacts for the purpose of modifying the surface property. The mucoadhesive mechanism of both different grades of HPMC compacts and combination compacts were studied via the thermodynamic analysis of Lifshiz-van der Waals interaction and Lewis acid-base interaction. The total free energy of adhesion (〖∆G〗^TOT) provided a prediction of an overall tendency of mucoadhesion, however, the results were showing disagreement with the measured mucoadhesive force. In general, the involving of EC in the combination compacts did not give a boost to the whole mucoadhesive performance.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

A hidroxipropil-metil-celulose (HPMC) é um éter de celulose que possui estrutura variável dependendo da quantidade de grupos metila, apolares, e hidroxipropoxila, polares, inseridos na cadeia polimérica celulósica. A polaridade do polímero é controlada através da quantidade de grupos metila (DS) e de hidroxipropoxila (MS) e afeta as propriedades de filmes poliméricos finos e espessos, além de alterar as características de liberação controlada de princípios ativos (neste caso nicotina) incorporados em filmes de HPMC, reticulados através de uma reação de esterificação com ácido cítrico. Com exceção do polímero com baixo DS e alto MS (e por consequência mais polar), filmes finos apresentam valores de energia superficial próximos aos de poliestireno ou poli(metacrilato de metila) (~41 mJ/m/2), indicando forte orientação molecular dos grupos metila ao ar, de acordo com um modelo apresentado. Esta orientação favoreceu as interações com o ar, que se organizou na superfície, formando pequenas cavidades superficiais, de acordo com imagens de microscopia de força atômica (AFM). Apesar de seguirem a mesma ordem de acordo com a polaridade dos polímeros, os valores de energia superficial observados para filmes espessos foram mais elevados, devido a uma menor quantidade de grupos metila orientados ao ar, acarretados por uma maior interação intermolecular no \"bulk\" do filme polimérico e uma consequente diminuição nos graus de liberdade da molécula polimérica. Um modelo para a estrutura de filmes espessos é proposto, no qual a variação nos valores de DS e MS explica as diferentes estruturas superficiais observadas em imagens de AFM. A incorporação de nicotina em filmes espessos também sofre influência dos valores de DS e MS; uma maior incorporação do princípio ativo foi observada em maiores DS e menores MS. A liberação controlada do princípio ativo também é influenciada por esses fatores estruturais, porém o pH do meio externo também é um fator a ser considerado: somente em pHs maiores que 8,8, onde a nicotina se encontra majoritariamente na sua forma neutra/desprotonada, pode-se observar uma cinética mais lenta e controlada para o polímero de maior MS e menor DS. A força iônica também influencia a cinética de liberação, porém em uma extensão muito menor que uma variação no pH. Os resultados obtidos também foram analisados segundo o modelo de liberação de Korsmeyer-Peppas, que quantifica a interação princípio ativo-matriz polimérica e descreve o mecanismo de liberação através do parâmetro difusional n. Ao final, baseado nos resultados obtidos, pode-se recomendar para uso tópico o polímero J, com menor DS e maior MS, como sendo o mais indicado para Terapia de Reposição de Nicotina (TRN), devido à sua liberação quantitativa e em velocidades mais lentas, possuindo a menor retenção de nicotina ao final do processo dentre os polímeros estudados; em casos de peles fortemente oleosas, mais alcalinas, a indicação do polímero E, com maior DS e menor MS, é recomendada pela sua capacidade de liberar uma maior quantidade de princípio ativo quando em pHs mais elevados. / Hydroxypropyl-methyl-cellulose (HPMC) is a cellulose ether with variable structure, depending on the amount of methyl groups, with apolar characteristics, and hydroxypropyl groups, with polar characteristics, inserted on the polymer backbone chain. The polymer polarity is controlled through the amount of methyl (DS) and hydroxypropyl (MS) groups, and affects the properties of thin and thick polymer films, as well as impacts the active principle release rate (in this case, nicotine) from HPMC polymer films, crosslinked through a esterification reaction with citric acid. With exception of the polymer with low DS and high MS (and consequently, more polar), thin films present surface energy values close to those determined for polystyrene or poly(methyl-methacrylate) (~41 mJ/m2), indicating strong orientation of the methyl groups to the air, according to a proposed model. This orientation favored the interactions with the air, which has been organized at the surface, forming small superficial cavities, according to Atomic Force Microscopy (AFM) images. Despite following the same pattern according to the polymer\'s polarities, values of surface energy observed for thick films were higher, due to a lower amount of methyl groups oriented to the air, driven by a higher interchain interaction in the bulk polymer film and consequent lowering in the polymer molecule degrees of freedom. A model to the thick films structure has been proposed, where the variation in the values of DS and MS explains the differences observed in the AFM images. Nicotine incorporation in thick films is also influenced by the values of DS and MS; a higher incorporation of the active principle has been observed in higher DS and lower MS. The active principle\'s controlled release is influenced by these structural parameters as well, although the medium\'s pH should also be considered: only at pHs higher than 8,8, where nicotine can be found mostly at its neutral/non-protonated form, a slower and controlled release can be observed for the polymer with higher MS and lower DS. The ionic strength influences the release kinetics too, but in a much minor extension than the medium pH does. The results obtained were analyzed using the Korsmeyer-Peppas model, which quantifies the active principle-polymer matrix interaction and describes the release mechanism through the diffusional parameter n. At the end, based on the results obtained, the polymer J, with higher MS and lower DS, can be the most indicated for Nicotine Replacement Therapy (NRT), due to its quantitative release and at lower rates and constant amounts over time, allowing the lowest nicotine retention at the end of the process amongst all evaluated polymers; at highly oily skin, more alkaline, the polymer E, with higher DS and lower MS, can be recommended by its characteristics of more quantitative release under higher pHs.

Aerogéis de hidroxipropil metilcelulose (HPMC) com diferentes graus de substituição por grupos metila (DS) e hidroxipropila (MS) foram preparados por liofilização utilizando diferentes ácidos como agentes de reticulação, a saber: ácido cítrico, ácido oxálico e ácido tereftálico. Nanocristais de celulose bacteriana (BCN) neutros e negativamente carregados foram utilizados como carga de reforço nas concentrações de 5% (m/m) e 15% (m/m) em relação à massa da matriz. Os resultados indicaram que HPMCs com menores valores de DS e maiores valores de MS resultam em aerogéis com maior eficiência na reticulação. Além disso, agentes de reticulação insolúveis em água minimizaram a capacidade de reticulação, enquanto agentes de reticulação com uma maior quantidade de grupos funcionais ácidos aumentaram a probabilidade e a eficiência da reação de reticulação das cadeias de HPMC. Os aerogéis apresentaram alta estabilidade em água, solventes orgânicos e meio ácido, além de apresentar resiliência quanto à deformação em meio aquoso. Os aerogéis apresentaram porosidade de ~98%, densidade média variando de 0,021 à 0,026 (± 0,002) g.cm-3, módulo de Young variando de 101 à 150 (± 19) kPa e capacidade média de absorção de água de 18 g de água/g de aerogel. A adição de carga de reforço resultou em um aumento de até 13% na densidade aparente do aerogel e um aumento médio de 20% no módulo de Young dos materiais. A morfologia dos poros dos aerogéis sintetizados é irregular, com ampla faixa de distribuição de tamanho de poros, podendo variar cerca de 5 µm a 500 µm. Nos aerogéis reforçados, as BCNs encontram-se preferencialmente no interior das paredes dos aerogéis, onde o reforço mecânico é mais eficiente. Isotermas de adsorção de 17α-etinilestradiol (EE) foram realizadas, resultando em capacidades de remoção de até 90%, com possibilidade de reciclo. As isotermas indicam que a matriz HPMC J5MS possui maior afinidade para adsorção de EE e que a adição de BCNs aumenta a afinidade das moléculas pelo substrato. As isotermas foram melhor ajustadas com o modelo de Freundlich, indicando que a adição de 5% de BCNs aumenta a capacidade de adsorção do aerogel, enquanto a adição de 15% de BCNs provoca uma diminuição nesta propriedade. / Aerogels of Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), with different degrees of substitution for methyl groups (MS) and hydroxypropyl groups (DS) were prepared by freeze-drying. The HPMCs were combined with three organic acids as crosslinking agents: citric acid, oxalic acid and terephthalic acid. Bacterial cellulose nanocrystals (BCN) neutral and negatively charged were used as reinforcement particles from 5% to 15% m/m in relation to the polymer mass. The results indicated that HPMC with lower DS and higher MS levels result in aerogels with higher crosslink efficiency. Besides that, crosslinking agents that are water insoluble minimized the crosslinking capacity, while crosslinking agents with more functional acid groups presented higher probability and efficiency in the crosslinking reaction. The aerogels presented high stability in water, organic solvents and acid media, and presented mechanical resilience in aqueous media. The resulting aerogels presented porosity of ~98%, average density of 0.021 to 0.026 (± 0.002) g.cm-3, Young modulus of 101 to 150 (± 19) kPa and an average capacity of water absorption of 18 g of water/g of aerogel. The addition of reinforcement particles resulted in an increase in density up to 13% and an average increase in the Young modulus of 20%. The morphology of the aerogels was irregular, with a wide pore size distribution, varying between de 5 µm a 500 µm. In the reinforced aerogels, the BCNs were found preferably inside the aerogels walls, were the mechanical reinforcement is more efficient. Adsorption isotherms of 17 ethinyl estradiol (EE) revealed removal capacity up to 90% and possibility of adsorbent recycling. The isotherms indicated that the HPMC J5MS has higher affinity for EE molecules and that the use of BCNs increases aerogels affinity. The isotherms were well fitted with the Freundlich model, indicating that the addition of 5% BCN increases the adsorption capacity of the aerogels, while the addition of 15 % BCN results in a decrease in this property.