Alguns decênios atrás, o advento da nanotecnologia abriu perspectivas inovadoras permitindo alcançar novos alvos. Na área farmacêutica, as nanopartículas abriram alternativas ineditas de acesso para tratar órgãos e tecidos. Dentre as diversas nanopartículas existentes, este trabalho assentou sobre as nanopartículas lípidicas sólidas porque elas permitem a utilização de substâncias naturais, que representam um interesse cada vez maior devido às suas potencialidades diversificadas e comprovadas. Assim, foram escolhidos o óleo de copaíba e a alantoína devido às suas propriedades farmacológicas. Da mesma maneira que existem vários tipos de nanopartículas, existem várias técnicas para produzi-las. Neste estudo, o método por homogeneização à alta pressão foi selecionado devido às diversas vantagens. Para validar essas opções tecnológicas e caracterizar as nanopartículas, análises morfológicas, físico-químicas e térmicas foram realizadas. O segundo propósito desta pesquisa foi a avaliação do potencial antifúngico das nanopartículas contra fungos leveduriformes e filamentosos multirresistentes, devido às diversas propriedades microbiológicas do óleo de copaíba. Consequentemente, diversos ensaios micológicos foram feitos a fim de determinar onde e como essas nanopartículas agiram sobre esses fungos. Os resultados mostraram que a produção de nanopartículas lípidicas sólidas homogêneas e estáveis físico-quimicamente foi possível. Além disso, essas nanopartículas, compostas por substâncias naturais, demonstraram atividade antifúngica contra fungos multiresistentes, fato que não ocorreu com as matérias-primas isoladas. A nanotecnologia foi fundamental e levou a desenvolver suspensões antifúngicas. / Some decades ago, the advent of nanotechnology has opened new perspectives allowing reaching new targets. In the pharmaceutical area, nanoparticles have opened new ways for treating organs and tissues. Among the various existing nanoparticles, this work was based on solid lipid nanoparticles because they permitted the use of natural substances which represent a growing interest due to their diverse and proven strengths. So, copaiba oil and allantoin were chosen. Just as there are several types of nanoparticles, there are several techniques to produce them. In this study, the method of high pressure homogenization was selected because of several advantages. To validate these technological options and characterize nanoparticles, morphological, physico-chemical and thermal analysis were performed. The second purpose of this research was to evaluate the antifungal potential of nanoparticles against multiresistant yeasts and filamentous fungi due to various microbiological properties of copaiba oil. Consequently, many mycological tests were performed to determine where and how these nanoparticles acted on these fungi. The results showed the production of homogeneous and physico-chemically stable solid lipid nanoparticles is possible and, moreover, these nanoparticles produced with natural substances demonstrated their antifungal activity against multiresistant fungi, which did not happen with isolated raw materials. The nanotechnology was fundamental and led to develop antifungal suspensions.

Alguns decênios atrás, o advento da nanotecnologia abriu perspectivas inovadoras permitindo alcançar novos alvos. Na área farmacêutica, as nanopartículas abriram alternativas ineditas de acesso para tratar órgãos e tecidos. Dentre as diversas nanopartículas existentes, este trabalho assentou sobre as nanopartículas lípidicas sólidas porque elas permitem a utilização de substâncias naturais, que representam um interesse cada vez maior devido às suas potencialidades diversificadas e comprovadas. Assim, foram escolhidos o óleo de copaíba e a alantoína devido às suas propriedades farmacológicas. Da mesma maneira que existem vários tipos de nanopartículas, existem várias técnicas para produzi-las. Neste estudo, o método por homogeneização à alta pressão foi selecionado devido às diversas vantagens. Para validar essas opções tecnológicas e caracterizar as nanopartículas, análises morfológicas, físico-químicas e térmicas foram realizadas. O segundo propósito desta pesquisa foi a avaliação do potencial antifúngico das nanopartículas contra fungos leveduriformes e filamentosos multirresistentes, devido às diversas propriedades microbiológicas do óleo de copaíba. Consequentemente, diversos ensaios micológicos foram feitos a fim de determinar onde e como essas nanopartículas agiram sobre esses fungos. Os resultados mostraram que a produção de nanopartículas lípidicas sólidas homogêneas e estáveis físico-quimicamente foi possível. Além disso, essas nanopartículas, compostas por substâncias naturais, demonstraram atividade antifúngica contra fungos multiresistentes, fato que não ocorreu com as matérias-primas isoladas. A nanotecnologia foi fundamental e levou a desenvolver suspensões antifúngicas. / Some decades ago, the advent of nanotechnology has opened new perspectives allowing reaching new targets. In the pharmaceutical area, nanoparticles have opened new ways for treating organs and tissues. Among the various existing nanoparticles, this work was based on solid lipid nanoparticles because they permitted the use of natural substances which represent a growing interest due to their diverse and proven strengths. So, copaiba oil and allantoin were chosen. Just as there are several types of nanoparticles, there are several techniques to produce them. In this study, the method of high pressure homogenization was selected because of several advantages. To validate these technological options and characterize nanoparticles, morphological, physico-chemical and thermal analysis were performed. The second purpose of this research was to evaluate the antifungal potential of nanoparticles against multiresistant yeasts and filamentous fungi due to various microbiological properties of copaiba oil. Consequently, many mycological tests were performed to determine where and how these nanoparticles acted on these fungi. The results showed the production of homogeneous and physico-chemically stable solid lipid nanoparticles is possible and, moreover, these nanoparticles produced with natural substances demonstrated their antifungal activity against multiresistant fungi, which did not happen with isolated raw materials. The nanotechnology was fundamental and led to develop antifungal suspensions.

Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2018-08-17T20:54:40Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaPaulaTasquettodaSilva.pdf: 2539140 bytes, checksum: 82d4a7a56c7dc9a95260cfcf38baddca (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-17T20:54:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaPaulaTasquettodaSilva.pdf: 2539140 bytes, checksum: 82d4a7a56c7dc9a95260cfcf38baddca (MD5) Previous issue date: 2016-07-26 / The ascorbyl palmitate (AP) has wide application in pharmaceutical, medical and cosmetic products, however, it is easily degraded when used as a free molecule. To overcome this problem, nanostructures have been developed. With the advancement of new products employing nanotechnology, it becomes increasingly essential that in addition to their physical and chemical activity, biological tests are carried out to assess its efficacy and safety. Thus, this study aimed to develop, characterize and determine the physical-chemical stability of nanostructures containing ascorbyl palmitate and evaluate its biological activity in vitro. Lipid nanoparticles (LNAP) and nanoemulsions (NEAP) containing ascorbyl palmitate, and lipid nanoparticles (LNBC) and nanoemulsions (NEBC) without active, have been developed and characterized, and stability was assessed for 90 days (25 ± 2 °C and 5 ± 2 °C). Inicially, the LNAP have a content of 88.90%, pH 4.34, particle diameter of 86.41 nm and zeta potential of -12.20 mV. The NEAP initially presented with a content of 101.47%, pH 4.07, particle diameter of 236.01 nm and zeta potential of -42.43 mV. The NEAP were still characterized by Transmission Electronic Microscopy (TEM), showing spherical morphology. After, they were incorporated into semi-solid bases of Carbopol® Ultrez 10 NF the active in free form (GAP) and associated with nanostructures (GLNAP and GNEAP) and stored for 90 days, for the stability study, by quantifying the content active, determination of organoleptic characteristics and pH determinations. All formulations initially presented a homogeneous aspect and slightly acid pH, around 5.14 to GLNAP, 5.29 to GNEAP and 4.61 to GAP. We obtained a initial concentration of active to GLNAP of 84.89%, to GNEAP of 97.03% and to GPA of 100.48%. However, we observed a decrease in both formulations, in different temperatures, after 90 days of analysis; where at the end of this period, the GNEAP remained with a higher concentration of AP. Finally, we assessed cell viability (MTT), in peripheral blood mononuclear cells (PBMC), in VERO and B16F10 cell; genotoxicity (mitotic index and nuclear anomalies) in PBMC and melanin content in B16F10, for samples of NEAP, NEBC and free AP, in concentrations of 25; 50; 100 and 200 μM. The cell viability assay (MTT) were expressed as percentage of control. The results of the MTT assay after 72h, showed no reduction in cell viability for all concentrations tested for the NEAP, NEBC and free AP, in PBMC. To VERO and B16F10 cells there was a decrease in cell viability for NEAP and NEBC, at concentrations of 100 and 200 μM. By microscopic analysis did not metanucleares changes and chromosomal instabilities in concentrations of NEAP, NEBC and AP free, thus not showing the genotoxicity test applied were verified. According to the present results, it can be concluded that the NEAP showed a higher partial protection to the AP against the instability, and that the nanostructure non-cytotoxic. There was no chromosomal instability in the samples, not showing so genotoxicity. / O palmitato de ascorbila (PA) tem ampla aplicação em produtos farmacêuticos, médicos e cosméticos, no entanto, é facilmente degradado quando utilizado como uma molécula livre. Para superar este problema, nanoestruturas têm sido desenvolvidas. Com o avanço de novos produtos empregando a nanotecnologia, torna-se cada vez mais essencial que, além das suas propriedades físico-químicas, ensaios biológicos sejam realizados a fim de avaliar sua eficácia e segurança. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver, caracterizar e determinar a estabilidade físico-química de nanoestruturas contendo palmitato de ascorbila e avaliar sua atividade biológica in vitro. Foram desenvolvidas e caracterizadas nanopartículas lipídicas (NLPA) e nanoemulsões (NEPA) contendo palmitato de ascorbila e nanopartículas lipídicas (NLBC) e nanoemulsões (NEBC) sem o ativo, sendo que a estabilidade foi avaliada durante 90 dias (25 ºC ± 2 ºC e 5 ºC ± 2 ºC). As NLPA apresentaram inicialmente um teor de 88,90%, pH 4,34, diâmetro de partícula de 86,41 nm e potencial zeta de -12,20 mV. As NEPA apresentaram inicialmente um teor de 101,47%, pH 4,07, diâmetro de partícula de 236,01 nm e potencial zeta de -42,43 mV. As NEPA ainda foram caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), demonstrando morfologia esférica. Posteriormente, foram incorporados em bases semissólidas de gel de Carbopol® Ultrez 10 NF o ativo na forma livre (GPA) e associado às nanoestruturas (GNLPA e GNEPA), sendo armazenados, por 90 dias, para estudo de estabilidade, através da quantificação do teor de ativo, determinação das características organolépticas e determinações de pH. Todas as formulações apresentaram inicialmente um aspecto homogêneo e pH levemente ácido, em torno de 5,14 para o GNLPA, 5,29 para o GNEPA e 4,61 para o GPA. Obteve-se uma concentração inicial de ativo para o GNLPA de 84,89%, para o GNEPA de 97,03%, e para o GPA de 100,48%. Contudo, foi possível observar uma diminuição em ambas as formulações, nas diferentes temperaturas, após 90 dias de análise; sendo que, ao final deste período, o GNEPA permaneceu com uma maior concentração de PA. Por fim, foram avaliados a viabilidade celular (MTT), em células mononucleares de sangue periférico (CMSP), células VERO e B16F10; genotoxicidade (índice mitótico e anomalias nucleares) em CMSP e o conteúdo de melanina, em B16F10, para as amostras de NEPA, NEBC e PA livre, nas concentrações de 25; 50; 100 e 200 μM. O ensaio de viabilidade celular (MTT) foi expresso em porcentagem do controle. Os resultados decorrentes do ensaio MTT, após 72 h, não demonstraram redução da viabilidade celular para todas as concentrações testadas de NEPA, NEBC e PA livre, em CMSP. Para as células VERO e B16F10 houve uma diminuição na viabilidade celular com as NEPA e NEBC, nas concentrações de 100 e 200 μM. Pela análise microscópica, não foram verificadas alterações metanucleares e instabilidades cromossômicas nas concentrações testadas das NEPA, NEBC e PA livre, não evidenciando assim genotoxicidade pelo teste aplicado. De acordo com os resultados obtidos neste trabalho, pode-se concluir que as NEPA demonstraram uma maior proteção parcial ao PA frente à instabilidade, bem como não demonstraram efeitos citotóxicos. Não foi verificada instabilidade cromossômica nas amostras, não evidenciando assim, genotoxicidade.

O tratamento tópico do câncer de pele é uma estratégia promissora para aumentar a biodisponibilidade local de antineoplásicos e diminuir efeitos sistêmicos adversos. No entanto, altas concentrações do fármaco nos tumores, que acometem as camadas mais profundas da pele, são requeridas para que o tratamento seja adequado. Para promover a penetração cutânea dos antineoplásicos e atingir o tumor, sistemas de liberação nanoparticulados associados a métodos físicos, como a iontoforese, vêm sendo estudados. Nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) são sistemas carreadores explorados para a administração tópica, principalmente, de produtos cosméticos. Pouco se sabe, no entanto, sobre sua influência na penetração cutânea de fármacos e sobre os mecanismos pelos quais as NLS agem para aumentar esta penetração. A iontoforese é um método físico que aumenta a permeação cutânea de fármacos através da aplicação de uma corrente elétrica de baixa densidade. Sua influência na penetração tumoral de fármacos carreados por NLS ainda não foi explorada. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da iontoforese na penetração tumoral do antineoplásico modelo doxorrubicina (DOX) a partir de NLS catiônicas. Para tanto, NLS contendo DOX foram preparadas e caracterizadas quanto a distribuição de tamanho, potencial zeta e pH. NLS idênticas, mas marcadas com um fluoróforo lipofílico, o BODIPY FSE-8 (BOD), sintetizado especificamente para este fim, também foram obtidas e caracterizadas. Estas nanopartículas fluorescentes contendo DOX e BOD foram utilizadas para estudar, por microscopia confocal de varredura a laser, in vitro e in vivo, as vias de penetração dos compostos lipofílicos presentes nas NLS e da própria DOX. A penetração da DOX nas diferentes camadas da pele foi avaliada in vitro usando-se células de difusão vertical e pele de suíno. In vivo, a penetração do fármaco foi avaliada também no tumor e no plasma, após 1 h de aplicação passiva e iontoforética das NLS em tumores de células escamosas induzidos em camundongos imunossuprimidos. Nos estudos de microscopia observou-se que a aplicação das NLS levou a uma distribuição mais homogênea da fluorescência no estrato córneo (EC) do que a aplicação de soluções dos fluoróforos livres. A iontoforese aumentou a fluorescência de todas as amostras testadas, levando inclusive a presença de agregados fluorescentes abaixo dos folículos pilosos e a formação de regiões de transporte localizadas mais permeáveis no EC. Nos estudos quantitativos in vitro a iontoforese anódica (a partir do eletrodo positivo) das NLS-DOX levou a concentrações cerca de 39 vezes maiores de DOX na epiderme viável do que todas as outras formulações, indicando um efeito positivo da eletromigração na penetração das NLS catiônicas. Nos estudos in vivo, o aumento da quantidade de DOX acumulada na pele após a iontoforese anódica das NLS-DOX foi bem acentuado frente às outras formulações. Já a presença de fármaco no tumor, apesar de apresentar uma tendência maior de acúmulo quando a iontoforese foi aplicada, não foi estatisticamente diferente das demais formulações. No entanto, a tendência das NLS de ficarem acumuladas na pele, diminuindo a presença da DOX na circulação, foi bastante característica. Pode-se concluir, portanto, que a aplicação de NLS associadas a iontoforese apresenta alto potencial de sucesso para o tratamento tópico, localizado, de tumores cutâneos. / Topical treatment of skin cancer is a promising strategy to increase local bioavailability of antineoplastic drugs and to reduce systemic adverse effects. However, elevated concentrations of the drug in tumors presented in deep skin layers are required for the adequate treatment. To increase drug skin penetration, nanoparticles associated with physical methods, such as iontophoresis, have been studied. Solid lipid nanoparticles (SLN) are drug carrier systems developed for topical administration, especially of cosmetic products. However, almost nothing is known about their influence on the skin penetration of drugs or on the mechanisms by which they enhance drug penetration through the skin. Iontophoresis is a physical method which increases the skin permeation of drugs through the application of a low density electrical current. Its influence on tumor penetration of drugs carried by SLN has not been explored yet. Therefore, the aim of this study was to evaluate the influence of iontophoresis on the penetration of the antineoplastic model drug doxorubicin (DOX) carried by cationic SLN. To this end, SLN containing DOX were prepared and characterized according to their medium size, zeta potential and pH. Besides that, identical SLN containing a lipophilic fluorophore BODIPY FSE-8 (BOD), synthesized specifically for this study, has also been obtained and characterized. These fluorescent nanoparticles containing DOX and BOD were used to study the in vitro and in vivo penetration routes of both DOX and lipophilic compounds present in the SLN, by confocal laser scanning microscopy analysis. The penetration of DOX in the different skin layers was evaluated in vitro using vertical diffusion cells and pig skin. In vivo, the drug penetration was also measured in the tumor and plasma after 1 hour of iontophoretic and passive application of SLN on squamous cells tumors, previously induced in immunosuppressed mice. The microscopy studies showed that the application of SLN resulted in a more homogeneous distribution of fluorescence in the stratum corneum (SC) compared to the application of solutions containing free fluorophores at the same conditions. Iontophoresis increased fluorescence for all samples tested, leading yet to the presence of fluorescent aggregates below the hair follicles and the formation of localized transport regions at the SC. The in vitro quantitative studies showed that anodic iontophoresis (from the positive electrode) of SLNDOX led to about 39 times higher concentrations of DOX in viable epidermis than all the others formulations, indicating a positive effect of electromigration on the penetration of cationic SLN. In the in vivo studies, the amount of DOX accumulated in the skin after anodic iontophoresis of SLN-DOX was also well pronounced. The tendency of SLN accumulation in the skin, reducing the presence of DOX in the blood circulation, was very characteristic. Therefore, it can be concluded that the application of SLN associated with iontophoresis has a great potential for success in the topical treatment of localized skin tumors.

A Doxorrubicina (DOX) é um dos antineoplásicos mais utilizados no tratamento de tumores sólidos, como os de pele. Sua baixa penetração cutânea e instabilidade frente aos tecidos biológicos impedem, no entanto, sua aplicação tópica e localizada. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho foi direcionar e aumentar a penetração cutânea da DOX, além de protegê-la contra eventuais degradações na pele, através do desenvolvimento de nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) contendo DOX e da aplicação da iontoforese. As NLS foram obtidas pelo método da Microemulsão (ME), vertendo-as em excesso de água gelada e agitando o sistema vigorosamente. Foram obtidas NLS com cargas superficiais negativas (NLS-N) e NLS com cargas superficiais positivas (NLS-P). As NLS-N eram compostas por ácido esteárico, lecitina de soja, taurodeoxicolato de sódio e água. E as NLS-P por um derivado do colesterol e/ou ácido esteárico, poloxamer, cloreto de cetilpiridínio e água. As NLS com tamanho de partícula, polidispersividade e potencial zeta adequados para os estudos de permeação cutânea e celular foram definidas a partir de um planejamento fatorial completo (32). NLS-N e NLS-P selecionadas foram incorporadas com 8% de DOX e utilizadas nos estudos de permeação e citotoxicidade. O tamanho médio da NLS-N foi de 175 nm (PdI 0,278) e da NLS-P 278 nm (PdI 0,357). A eficiência de encapsulação foi de 90 e 61% para as NLS-N e NLS-P, respectivamente. Estudos de localização celular foram realizados e observou-se que as NLS-N permitiram a penetração da DOX tanto no citoplasma quanto no núcleo das células, assim como as NLS-P que também permitiram a penetração da DOX em um maior número de células tumorais. Estudos de estabilidade mostraram que a DOX encapsulada nas NLS foi estável a 4º C por até 48 h, sendo que as NLS liofilizadas foram estáveis por pelo menos 30 dias. Nos estudos de liberação da DOX das NLS observou-se que estas sustentaram a liberação da DOX. Porém, as NLS-P liberaram a DOX mais rapidamente do que as NLS-N, 40 e 25% em 72 horas, respectivamente. Nos estudos de permeação cutânea, observou-se que as NLS aumentaram significativamente a quantidade de DOX na solução receptora e na epiderme viável quando comparada com soluções de DOX. As NLS parecem penetrar/fundir na pele carregando o fármaco para camadas profundas da pele, diminuindo sua interação com o estrato córneo. A aplicação da corrente elétrica na dispersão de NLS aumentou a penetração das partículas na pele e, conseqüentemente, a penetração da DOX. As cargas superficiais das NLS positivas e negativas não influenciaram na sua penetração por iontoforese. Estudos de determinação do fluxo eletrosmótico com paracetamol mostraram que o principal mecanismo para a entrada das partículas na pele é o eletrosmótico e não o eletrorrepulsivo (proveniente das cargas). As NLS-P diminuíram o fluxo eletrosmótico significativamente, neutralizando as cargas negativas da pele e evidenciando a penetração das partículas neste tecido. Foram realizados estudos de citotoxicidade da DOX em diferentes formulações, em células B16F10 e em A431, e foi observado que a DOX encapsulada nas NLS-N é significativamente mais citotóxica do que as outras formulações, atingindo uma citotoxicidade de 100% quando em contato com as células de melanoma após apenas 6 h de incubação em concentrações superiores a 20 ng/mL. A aplicação de corrente elétrica em cultura de células aumentou também a penetração do fármaco nas células tumorais e, conseqüentemente, sua citotoxicidade. A indução dos tumores in vivo não se mostrou viável para o modelo de camundongos sem pêlo utilizado, porém o tratamento iontoforético demonstrou-se viável. / Doxorubicin (DOX) is one of the most used antineoplastic drug to treat solid tumors, such as skin cancer. Its low penetration into the skin and its instability in biological tissues, however, difficult topical and localized application. Within this context, the aim of this work was to increase DOX penetration into the skin, and to protect the drug against possible skin degradation, through the development of solid lipid nanoparticles (SLN) and the application of iontophoresis. The standardization and validation of two methodologies for the DOX quantification was performed: one of them using an UV/Vis spectrophotometer and the other using the HPLC. Both methods showed suitable linearity, sensibility, selectively, precision and accuracy, according to the in vigor specifications. SLN was obtained by microemulsion (ME) method spilling them into an excess of water with vigorously shaking. SLN were obtained with negative surface charge (SLN-N) and SLN with positive surface charge (SLN-P). SLN-N contained stearic acid, soy lecithin, sodium taurodeoxicolate, water and SLN-P containing compritol and / or stearic acid, poloxamer, sodium chloride, water. Particle size, polydispersity and zeta potential suitable for studies of skin permeation and cell were defined from a complete factorial design (32). The average size of the SLN-N was 175 nm (PdI 0.278) and the SLN-P 278 nm (PdI 0.357). The encapsulation efficiency was 90, and 61% for SLN-N and SLN -P, respectively. Studies of cellular location were made and showed that the SLN -N allowed the penetration of DOX in the cytoplasm and the nucleus of cells, as well as SLN -P that also allowed the penetration of DOX in a larger number of tumor cells. Encapsulated DOX in the SLN was stable at 4° C for 48 hours, and freeze-dried SLN are stable for at least 30 days. In release studies with DOX-SLN was observed that they control DOX release. However, SLN-P DOX release more quickly than SLN-N, 40 and 25% in 72 hours, respectively. In skin permeation studies, it is observed that SLN significantly increase the amount of DOX in the receiver compartment and in the epidermis. It seems that SLN penetrate / merge the skin carrying the drug to the deep skin layers, reducing its interaction with the stratum corneum. The application of an electrical current increased DOX permeation into the skin, and consequently, DOX penetration. SLN superficial charges do not influence DOX permeatation with iontophoresis. Electrosmotic flow studies showed DOX permeates into the skin mostly for eletrosmose mechanism. Cytotoxicity studies were performed with DOX in different formulations in B16F10 and A431 cells, and it was observed that DOX encapsulated in the SLN-N is significantly more cytotoxic than the other formulations, achieving 100% of cytotoxicity when in contact with the melanoma cells after 6 hours of incubation at concentrations above 20 ng/mL. The application of an electrical current in cell culture also increased the penetration of the drug in tumor cells and, consequently, its cytotoxicity. The induction of tumors in vivo was not feasible for hairless mice, but the iontophoretic treatment demonstrated to be feasible.

Orientador: Maria Helena Andrade Santana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T20:52:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CamerinGrando_CarolinaRibeiro_M.pdf: 2059649 bytes, checksum: 2c6fb7229daa009507ccd693aa6942b8 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O mitotano, fármaco utilizado para a terapia medicamentosa do carcinoma adrenocortical, apresenta baixa solubilidade aquosa e baixa permeabilidade intestinal. Nanopartículas lipídicas sólidas (SLNs) e carreadores lipídicos nanoestruturados (NLCs) são úteis para a incorporação de fármacos com essas características. O objetivo deste trabalho foi preparar e caracterizar SLNs e NLCs encapsulando mitotano racêmico, estáveis durante a estocagem, como uma estratégia nanotecnológica para melhorar a solubilidade aquosa e permeação intestinal do mitotano. As SLNs foram compostas do lipídeo cetil palmitato e as NLCs de estearato de polioxietileno (40) e triacilgliceróis de ácido cáprico/caprílico e dos tensoativos polissorbato 80 e trioleato de sorbitano. A proporção mássica entre os tensoativos que conferiu estabilidade à fase oleosa foi determinada. Para avaliar estabilidade, as SLNs e NLCs foram caracterizadas através do diâmetro médio, polidispersidade, potencial zeta. A encapsulação do mitotano foi evidenciada por calorimetria diferencial de varredura e termogravimetria, e quantificada através da eficiência encapsulação e carregamento do fármaco pela matriz lipídica. Adicionalmente, as SLNs e NLCs foram avaliadas pela retenção do mitotano em diferentes pHs in vitro e permeação intestinal ex vivo através do modelo de saco intestinal invertido. Os resultados experimentais mostraram que as composições mássicas que asseguraram a estabilidade durante 28 dias de armazenamento a 4 °C nas nanopartículas foram: cetil palmitato (10%), polissorbato 80 (2,35%) e trioleato de sorbitano (2,75%) nas SLNs. Em NLCs foi: estearato de polioxietileno (7%), triacilgliceróis (3%), polissorbato 80 (3,23%) e trioleato de sorbitano (1,76%). O diâmetro médio das SLNs isentas de fármaco foi 185,20±1,39 nm, polidispersidade 0,14 e potencial zeta -24,80±0,27 mV. Nas mesmas condições, as NLCs tiveram diâmetro médio 91,79±0,69 nm, polidispersidade de 0,27 e potencial zeta e -11,50±0,92 mV. A inclusão do mitotano aumentou o diâmetro médio das SLNs e NLCs para 187,40±0,17 nm e 94,50±0,26 nm, reduziu a polidispersidade para 0,12 e 0,22 bem como o potencial zeta -21,10±0,55 mV e -8,05±0,20 mV, respectivamente. Ambas as partículas apresentaram eficiências de encapsulação do mitotano superiores a 90%, porém o carregamento das NLCs (0,25 g mitotano /g nanopartículas) foi cinco vezes maior que as SLNs (0,05 g mitotano /g nanopartículas). O comportamento térmico evidenciou a internalização do mitotano nas partículas. Em condições de pH e tempo de residência que mimetizam o trato gastrointestinal (pHs1,2 e 6,8, 3h), foi liberado, aproximadamente, 90% e 100% do mitotano das SLNs, 30% do mitotano das NLCs, em ambos os pHs. A pH 7,4, houve total liberação do mitotano em 15 minutos das SLNs, enquanto a liberação das NLCs foi aproximadamente 50% em 24 horas. Os ensaios de permeação intestinal ex vivo mostraram que a absorção do mitotano das partículas foi maior quando comparados ao veiculado em óleo de oliva ou a partir do pó micronizado do fármaco. Estes resultados sugerem que as NLCs sejam carreadores promissores para melhorar a biodisponibilidade oral do mitotano e melhorando o tratamento do carcinoma adrenocortical / Abstract: Mitotane is used for adrenocortical carcinoma drug therapy and has low aqueous solubility and low intestinal permeability. Solid lipid nanoparticles (SLNs) and nanostructured lipid carriers (NLCs) are useful for incorporation of drugs with these characteristics. The aim of this work was to prepare and to characterize SLNs and NLCs encapsulating racemic mitotane, stable during storage as a nanotechnology strategy to improve aqueous solubility and intestinal permeability of mitotane. The SLNs were composed by cetyl palmitate and the NLCs of polyoxyethylene (40) stearate and capric/caprylic triglycerides as lipids and the surfactants polysorbate 80 and sorbitan trioleate. The weight ratio between the surfactants that conferred storage stability to the oil phase was determined. To evaluate storage stability, the SLNs and NLCs were characterized by mean diameter, polydispersity index and zeta potential. Encapsulation of mitotane was evidenced by differential scanning calorimetry and thermogravimetry, and quantified using the encapsulation efficiency and drug loading by the lipid matrix. Additionally, the SLNs and NLCs were evaluated by the retention of mitotane in vitro and ex vivo intestinal permeation by everted gut sac model. The experimental results showed that the mass compositions of the nanoparticles which ensured storage stability over 28 days of storage at 4 °C were: cetyl palmitate (10%), polysorbate 80 (2.35%) and sorbitan trioleate (2.75%) in SLNs. In NLCs was: polyoxyethylene (7%), triglycerides (3%), polysorbate 80 (3.23%) and sorbitan trioleate (1.76%). The mean diameter of the unloaded SLNs was 185.20±1.39 nm, polydispersity index 0.14 and zeta potential -24.80±0.27 mV. At the same conditions, the NLCs had mean diameter 91.79±0.69 nm, polydispersity index 0.27 and zeta potential -11.50±0.92 mV. The inclusion of mitotane increased the mean diameter of SLNs and NLCs to 187.40±0.17 nm and 94.50±0.26 nm, decreased the polydispersity index to 0.12 and 0.22 and so well the zeta potential to -21.10±0.55 mV and -8.05±0.20 mV, respectively. Both particles showed mitotane entrapment efficiencies greater than 90%, however drug loading of NLCs (0.25 g mitotane /g nanoparticles) were 5-fold higher than the SLNs (0.05 g mitotane /g nanoparticles). The thermal behavior showed internalization of mitotane in the particles. Under conditions of pH and residence time that mimic the gastrointestinal tract (pHs 1.2 to 6.8, 3h) mitotane was released approximately 90% and 100% from SLNs, 30% from NLCs at both pHs. At pH 7.4, there was a complete release of mitotane from SLNs over 15 minutes, while the release from NLCs was approximadely 50% in 12 hours. The ex vivo intestinal permeation assay showed that the absorption of mitotane by the particles were greater than dissolved in olive oil or from micronized powder. These results suggest that NLCs might be promising carriers for improving the oral bioavailability of mitotane and treatment of adrenocortical carcinoma / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestra em Engenharia Química

Submitted by Biblioteca da Faculdade de Farmácia (bff@ndc.uff.br) on 2017-03-17T17:52:19Z No. of bitstreams: 1 Cardoso, Anne Caroline Andrade [Dissertação, 2015].pdf: 2526847 bytes, checksum: cfd28220b17d8b2ff298484cd3255f92 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-17T17:52:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardoso, Anne Caroline Andrade [Dissertação, 2015].pdf: 2526847 bytes, checksum: cfd28220b17d8b2ff298484cd3255f92 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nanopartículas Lipídicas Sólidas (NLS) são sistemas de liberação de fármacos promissores e podem ser simplificadamente descritos como nanoemulsões em que a fase interna consiste em lipídeos no estado sólido. Esses nanossistemas podem facilmente encapsular produtos de origem natural como óleos essenciais e fixos. Tendo em vista as inúmeras propriedades farmacológicas do óleo de copaíba (Copaifera spp.), em destaque a utilização como cicatrizante de feridas, elaborou-se um planejamento experimental do tipo fatorial fracionado para o desenvolvimento de NLS contendo este óleo e avaliou-se a atividade cicatrizante in vivo. Sete formulações foram preparadas utilizando diferentes combinações das variáveis: tempo de ultrassom, amplitude da potência do ultrassom e razão entre ativo e lipídeo. A influência das mesmas para determinação da melhor formulação foi investigada frente os parâmetros de resposta: diâmetro hidrodinâmico médio de partícula (Z-ave) e conteúdo de óleo encapsulado (CO). A atividade cicatrizante foi avaliada apela aplicação da formulação (NC), por cinco dias, em lesões cutâneas na região dorsal de camundongos utilizando grupos comparativos em que foi administrada solução salina fisiológica (S), óleo mineral (OM), solução de óleo de copaíba (SCT) e NLS sem óleo (N). Somente a razão ativo/lipídeo parece ter influência sobre o CO, e embora nenhuma das variáveis estudadas tenha relação linear com o Z-ave, verificou-se que o tempo e a amplitude do ultrassom tem influência negativa e a quantidade de óleo empregado na formulação tem influência positiva sobre esse parâmetro. A melhor formulação consistiu na utilização dos maiores valores das variáveis estudadas: 50% da razão ativo/lipídeo, 10 min de tempo de ultrassom e 50% de amplitude do ultrassom, e apresentou Z-ave de 208,0 ± 2,10 nm, índice de polidispersidade (IP) de 0,315± 0,012, potencial zeta (PZ) de –14,1 ± 0,40 mV, CO de 143,31 ± 11,80 mg de óleo/g de NLS e eficiência de encapsulamento (EE) 62,10 ± 5,12%. Os espectros de infravermelho (IV), a análise térmica diferencial (ATD) e o perfil de liberação in vitro do óleo, sugerem que o mesmo foi eficazmente encapsulado sem indicar a presença de óleo adsorvido à superfície da NLS. Houve uma liberação lenta de 82,60% de óleo em 53,5 h, com a participação dos mecanismos de difusão e erosão. A formulação manteve as características físicas mencionadas após 6 meses de armazenamento à 4ºC em frasco de plástico transparente. As lesões apresentaram aumento de tamanho quando tratadas com óleo de copaíba, mas ao final do estudo, no décimo quarto dia, não houve diferença estatística entre os grupos. Dessa maneira foi possível obter uma formulação nanométrica otimizada e estável, com o menor gasto possível de recursos e tempo / Solid Lipid Nanoparticles (SLN) are promising drug release systems, and may be described in a simplified manner as nanoemulsions which the internal phase consists of lipid in a solid state. These nanosystems can easily encapsulate natural products as essential and fixed oils. Due to the numerous pharmacological properties of Copaiba oil (Copaifera spp.), with emphasis on the wound healing, a fractional factorial experimental design was elaborated for the development of SLN containing this oil, and the wound healing activity in vivo was evaluated. Seven formulations were prepared using different combinations of the variables: ultrasound time, ultrasound amplitude and oil/lipid ratio. The influence thereof were investigated in the response parameters, mean hydrodynamic particle diameter (Z-ave) and content of encapsulated oil (CO) in order to determine the best formulation. The wound healing activity was evaluated by applying the copaiba loaded SLN (NC) for five days in the dorsal cutaneous lesions in mice, using comparative groups in which were administered physiological saline solution (S), mineral oil (MO), copaiba oil solution (SCT) and unloaded SLN (N). Only the oil/lipid ratio seems to influence the CO, and although none of the studied variables showed linear relationship with the Z-ave, it was found that the time and amplitude of ultrasound has a negative influence and the amount of oil used in the formulation has positive influence on this parameter. The best formulation consisted on the highest values of the studied variables: 50% oil/lipid ratio, 10 min of ultrasound time, 50% of ultrasound amplitude and showed Z-ave of 208.0 ± 2.10 nm, polydispersity index (PI) of 0.315 ± 0.012, zeta potential (ZP) of -14.1 ± 0.40 mV, CO of 143.31 ± 11.80 mg of copaiba oil/g of SLN and entrapment efficiency (EE) of 62.10 ± 5.12% Infraredspectra (IR), differential thermal analysis (DTA) and the in vitro oil release profile, suggested that it was effectively encapsulated with no indication of adsorbed oil on the SLN surface. There was a slow release of 82.60% of oil in 53,5h, with the participation of diffusion and erosion mechanisms. The formulation maintained the physical characteristics described after 6 months of storage in a transparent plastic bottle. Lesions had size increased when treated with copaiba oil, nevertheless, at the end of the study, on the fourteenth day, there was no statistical difference between groups. Thereby, it was possible to obtain an optimized and stable nano-formulation, spending less time and resources as possible

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The Atopic Dermatitis (AD) is a chronic inflammatory skin disease that affects patients with disabilities in the skin barrier and low immune response. Tacrolimus ointment for topical use is an immunomodulator that has shown to be a good alternative for the treatment of AD. However, it also has adverse effects such as low and variable bioavailability, burning sensation and itching at the application site. Thus, the development of new dosage forms that overcome these drawbacks is crucial to the success of the therapy. The objective of this study was to obtain lipid nanoparticles (LN) of tacrolimus for future application in AD therapy. The LN were obtained by solvent diffusion method associated with ultrasonication using stearic acid (SA) and beeswax as solid lipid in the solid lipid nanoparticles (SLN) and oleic acid (OA) incorporated into the solid lipid matrix in the carriers lipid nanostructured (NLC). Lipid dispersions were characterized by determining the particle size, Polydispersity Index (PDI), Zeta Potential (ZP) and and drug content in the NL. Evaluation by Transmission Electron Microscopy (TEM), analysis by Differential Scanning Calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD) and Infrared Spectroscopy in the region Fourier Transform (FT-IR). As results, LN presented nano-sized spherical shape with an average diameter ranging from 139 – 274, 9 nm and IPD from 0.3 - 0.5. PZ of LN was higher than -|25 mV|, which ensures the stability of the dispersion. In the results of DSC, it was observed that the endothermic event in the NLC was shifted to lower temperatures. Drug loading of 2,3 a 3,2%. The results of XRD also showed low crystallinity when NLC was compared with SLN. The results of FTIR was not observed interaction between the drug and the lipid components of the matrix. Then, it can be concluded that NL develop were successfully obtained and may represent promising system for the placement of tacrolimus in topical formulations. / A Dermatite Atópica (DA) é uma doença inflamatória cutânea crônica que acomete principalmente pacientes com deficiência na barreira cutânea e com baixa resposta imunológica. O tacrolimo para uso tópico em pomada é um imunomodulador que tem mostrado ser uma boa alternativa para o tratamento da DA. Porém, ele também apresenta efeitos adversos, tais como baixa e variável biodisponibilidade cutânea, sensação de queimação e prurido no sítio de aplicação. Assim, o desenvolvimento de novas formas farmacêuticas que contornem estas desvantagens é crucial para o sucesso da terapia. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi obter nanopartículas lipídicas (NL) contendo tacrolimo para uso tópico. As NL foram obtidas pelo método de difusão do solvente associado a ultrassonicação, utilizando o ácido esteárico (AE) e a cera de abelha (CA) como lipídios sólidos nas nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) e ácido oléico (AO) incorporado à matriz lipídica sólida nos carreadores lipídicos nanoestruturados (CLN). As dispersões lipídicas foram caracterizadas através da determinação do tamanho de partícula, Índice de Polidispersidade (IPD), Potencial Zeta (PZ) e teor de fármaco nas NL, avaliação por Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), análises através de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Difração de raio-X (DRX) e Espectroscopia na região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR). Como resultados, as NL apresentaram tamanho nanométrico, com um diâmetro médio variando de 139 – 274,9 nm e IPD de 0,3 - 0,5. O PZ das NL foi maior do que - |25 mV|. O teor de fármaco encontrado nas NL foi de 2,3 a 3,2 %. Nos resultados de DSC foi observado que o evento endotérmico nas CLN e nas NLS com fármaco foi deslocado para temperaturas menores, sugerindo maior desorganização da estrutura assim como os resultados de DRX, que também revelaram menor cristalinidade. Nos resultados de FTIR não foi observado interação entre o fármaco e os componentes da matriz lipídica. Então, pode ser concluído que as NL desenvolvidas foram obtidas com sucesso e podem representar futuros sistemas promissores para a veiculação do tacrolimo em formulações tópicas.

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