De acordo com dados da Organização Mundial da Saúde (OMS) estimam-se que os agrotóxicos causam anualmente 70 mil intoxicações agudas e crônicas que evoluem para óbito. Dentre eles, o paraquat (PQ) é o que apresenta maior taxa de mortalidade, sendo responsável por cerca de 13% de todos os casos registrados, principalmente devido a falta de um tratamento efetivo. O principal mecanismo de toxicidade proposto está associado ao ciclo redox do PQ, onde ocorre a formação de espécies reativas (ERs) de oxigênio e nitrogênio, levando ao estresse oxidativo (EO). Na literatura há relatos do uso de antioxidantes para casos de intoxicação do PQ. Dessa maneira, nesse trabalho avaliou-se o uso de melatonina associada a nanocápsulas de núcleo lipídico (Mel-LNC) na proteção contra os danos causados pelo PQ, uma vez que o uso da nanotecnologia melhorou a atividade antioxidante dessa molécula. Para tal utilizou-se o sistema in vitro, linhagem celular de adenocarcinoma pulmonar (A549), e o modelo alternativo in vivo, Caenorhabditis elegans. Mel-LNC e nanocápsulas de núcleo lipídico (LNC) foram preparadas de acordo com o método de deposição do polímero pré-formado. Ambas as formulações foram caracterizadas avaliando tamanho de partícula, potencial zeta e pH, e para Mel-LNC foram determinadas a concentração de melatonina e porcentagem de encapsulação. Os resultados encontrados estão de acordo com os parâmetros já validados para essas formulações. Foi possível verificar que as formulações MEL-LNC e LNC se mantiveram estáveis nos meios de cultura utilizados nos ensaios in vitro e in vivo. No estudo in vitro foi observado que o tratamento com ambas as formulações não causaram diminuição da viabilidade nem dano de DNA na linhagem celular utilizada. Além disso, foi verificado a internalização da Mel-LNC utilizando-se a formulação marcada com rodamina B, sendo possível verificar uma intensa fluorescência vermelha ao redor do núcleo da célula. O pré-tratamento com Mel-LNC foi capaz de aumentar a viabilidade celular e diminuir o dano oxidativo de DNA causado pelo paraquat após 24 horas de exposição, porém isso não ocorreu quando as células foram pré-tratadas com melatonina livre. No estudo com o modelo alternativo C. elegans, foi utilizada uma formulação de Mel-LNC marcada com rodamina B (Mel-LNC-RoB), a fim de verificar a absorção dessa formulação pelo nematoide. Foi possível observar que a internalização da Mel-LNC no C. elegans ocorre principalmente pela via oral, uma vez que se verificou uma intensa fluorescência no intestino do nematoide após o tratamento com a Mel-LNC-RoB e após três horas, essa fluorescência se distribuiu pelo restante do corpo, apresentando inúmeros pontos de fluorescência fora do intestino. Com relação à avaliação do efeito protetor nesse modelo alternativo in vivo, pode-se inferir que o pré-tratamento com Mel-LNC aumentou a sobrevida, diminuiu a produção de espécies reativas (ERs) e manteve o desenvolvimento normal dos nematoides após a exposição ao PQ, sendo que isso não foi verificado quando os mesmos foram pré-tratados com melatonina livre. Além disso, verificou-se que as nanocápsulas de núcleo lipídico (LNC) são seguras para o uso no modelo C. elegans, uma vez que apresentou alto valor para a dose letal 50 (DL50), e alterações no desenvolvimento e produção de ERs somente ocorreram em doses mais elevadas que as utilizadas em nossos experimentos. Dessa maneira, a formulação de Mel-LNC mostrou-se um promissor candidato para estudos futuros nos casos de intoxicação por paraquat. / According to estimations by World Health Organization (WHO), pesticides are responsible for 70 thousand acute intoxication cases that lead to death per year. Among these compounds, paraquat (PQ) presents the highest mortality rate, about 13% of all registered cases, especially for the lack of effective treatment. The major mechanism of toxicity proposed is associated to its redox cycle, in which oxygen and nitrogen reactive species (RS) are generated culminating in oxidative stress (OS). Some reports in the literature support the use of antioxidants for PQ intoxication cases. The present study aimed to evaluate the use of melatonin-loaded lipid-core nanocapsules (Mel-LNC) in the protection against PQ-induced damages, considering that nanotechnology has improved the antioxidant activity of this molecule. For this purpose, an in vitro system composed by lung adenocarcinoma (A549) cell line, and the in vivo alternative model of Caenorhabditis elegans have been utilized. Mel-LNC and unloaded lipid-core nanocapsules were prepared by self-assembly and characterized by particle sizing, zeta potential and pH, and for Mel-LNC formulation it was determined the drug content and encapsulation efficiency. The results are in agreement with the parameters already validated for these formulations. It was possible verify that Mel-LNC and LNC formulations remained stable in the culture medium utilized in in vitro and in vivo experiments. Results from in vitro studies showed that none of the formulations induced reduction in cell viability or DNA damage in treated cells. Besides, it was observed the internalization of Mel-LNC marked with rhodamine B, showing an intense red fluorescence around the cell nucleus. Pretreatment with Mel-LNC was able to enhance cell viability and diminish DNA oxidative damage caused by paraquat after 24h exposure, which could not be observed when cells were pretreated with Mel. In the study with the alternative model C. elegans, a rhodamine (Ro)-linked Mel-LNC formulation was prepared in order to assess the absorption of the formulation by the nematode. Mel-LNC uptake in C. elegans was found to occur mainly by the oral route, once an intense fluorescence was observed in the intestine after treatment with Mel-LNC-RoB, which after 3h distributed to the rest of the body, presenting numerous fluorescence dots outside the intestine. In relation to the evaluation of protection with the in vivo alternative model, results indicate that pretreatment with Mel-LNC increased survival rate, reduced the production of reactive species and maintained the normal development of nematodes after paraquat exposure, while the same observations were not found after pretreatment with free melatonin. In addition, the lipid-core nanocapsules (LNC) were found to be safe in the C. elegans model, due to its high lethal dose (LD50) value, and development alterations and RS production only occurred in the higher doses than those utilized in our experiments. Therefore, the Mel-LNC formulation demonstrated to be a promising candidate for future studies aiming treatment of paraquat intoxication cases.

Objetivos: Desenvolver e caracterizar hidrogéis de quitosana contendo capsaicinóides nanoencapsulados, bem como analisar o efeito das nanocápsulas e do veículo nos perfis de liberação dos capsaicinóides. Metodologia: As nanocápsulas foram obtidas (método de deposição interfacial do polímero préformado) utilizando Eudragit® RS100 e triglicerídeos do ácido cáprico/caprílico como parede polimérica e núcleo oleoso, respectivamente, e foram caracterizadas. Para determinação do teor e da taxa de associação da capsaicina e dihidrocapsaicina às nanocápsulas utilizou-se metodologia validada por CLAE-UV. As nanocápsulas contendo capsaicinóides foram incorporadas em hidrogel de quitosana. Para tanto, determinaram-se previamente as características reológicas e o hidrogel ideal para uso tópico. Através dos estudos de liberação in vitro, utilizando método de saco de diálise, foram obtidos os perfis de liberação dos fármacos a partir das nanocápsulas e destas incorporadas no veículo semissólido. Resultados e Discussão: As nanocápsulas apresentaram diâmetro médio de partícula de 153 ± 7nm (PDI < 0,2), potencial zeta de + 9,62 ± 1,48 mV, pH de 5,7 ± 0,1 e uma leve tendência à sedimentação, típica de suspensões. A nanoencapsulação dos capsaicinóides não provocou alterações nas características da formulação. O teor e a taxa de associação foram próximos a 100% para ambos capsaicinóides, considerando concentração de 0,5mg/mL de capsaicinoides na formulação. Foi possível obter um hidrogel de quitosana contendo nanocápsulas adequado para uso tópico. Previamente, observou-se uma grande influência da concentração de quitosana na consistência dos hidrogéis e um comportamento reológico pseudoplástico que não foi alterado pela adição das nanocápsulas. Observou-se uma liberação controlada devido à nanoencapsulação, de modo que dihidrocapsaicina foi liberada mais lentamente do que a capsaicina. Pode-se observar um retardo na liberação da capsaicina, quando as nanocápsulas foram incorporadas no hidrogel. Conclusões: Nanocápsulas estáveis e capazes de controlar a liberação dos capsaicinóides foram obtidas, sendo que tanto o núcleo oleoso quanto o polímero são responsáveis pelo controle da liberação. A formulação semissólida contendo nanocápsulas, obtida a partir do polímero quitosana, manteve a liberação controlada observada e apresentou adequadas características para aplicação tópica. / Purpose: To develop and characterize chitosan hydrogels containing nanoencapsulated capsaicin and dihydrocapsaicin, as well as to analyze the effect of the nanocapsulation and the vehicle on the in vitro release of the capsaicinoids. Methodology: Nanocapsules were obtained (interfacial deposition of the pre-formed polymer method) using Eudragit® RS100 and capric/caprylic triglycerids as the polymeric shell and oily core, respectively, and they were characterized. An HPLCUV validated method was used to determine the drug content and drug encapsulation efficiency. The nanocapsules containing capsaicinoids were incorporated in a chitosan hydrogel. Previously, the rheological properties and the most suitable hydrogel aiming the topical delivery were determined. By means of in vitro release experiments (dialyses bags), the release profiles of the capsaicinoids from the nanocapsules and the gel containing nanocapsules were obtained. Results and Discussion: The nanocapsule formulation presented an average diameter of 153 ± 7nm (PDI < 0.2), the zeta potential was +9.62 ± 1.48 mV, and the pH 5.7± 0.1. A slight tendency to sedimentation was observed, typical of suspensions. The drug encapsulation did not alter the formulation properties. The drug content and encapsulation efficiency were nearly 100% for both capsaicinoids, considering a drug amout of 0.5mg/mL of capsaicinoids in the formulation. A chitosan hydrogel containing nanocapsules were successfully obtanined. The chitosan concentration significantly influenced the consistence of the formulations, and the pseudoplastic behavior did not change after the nanocapsule incorporation. controlled release was observed due to nanoencapsulation, in a way that capsaicin released faster than dihydrocapsaicin. The release of capsaicin from the hydrogel containing nanocapsules presented a delay in comparison with the release from the nanocapsule suspension. Conclusions: Stable nanocapsules capable of controlling the capsaicinoids release were obtained. Both the oily core and the polymeric shell are responsible for the controlled release. The semi-solid formulation containing nanocapsules obtained with the polymer chitosan maintained the controlled release and presented suitable properties for cutaneous applications.

Objetivos: O objetivo do trabalho foi preparar suspensões de nanocápsulas poliméricas contendo melatonina e secá-las utilizando adjuvantes hidrossolúveis, bem como realizar a caracterização físico-química e avaliação da permeação cutânea das formulações obtidas. Métodos: As suspensões de nanocápsulas poliméricas contendo melatonina foram preparadas pelo método de deposição interfacial do polímero pré-formado. As suspensões de nanocápsulas foram caracterizadas em termos de determinação do diâmetro de partículas, índice de polidispersão, pH e potencial zeta. Considerando-se que as suspensões poliméricas podem ser formulações instáveis, sujeitas ao crescimento microbiano e degradação química dos componentes, empregou-se a técnica de secagem por aspersão, como uma alternativa para aumentar a estabilidade desse tipo de sistema mediante a sua conversão em produtos pulverulentos. Para que os pós resultantes fossem ressuspendíveis em água optou-se pela utilização de adjuvantes de secagem hidrossolúveis, como a lactose e a maltodextrina, na proporção de 10 % (m/v). As formulações obtidas foram incorporadas em hidrogéis e caracterizadas quanto as suas propriedades organolépticas, doseamento, morfologia e potencial zeta. Além disso, as formulações foram avaliadas através de diálise da melatonina em função do tempo em meio aquoso contendo 5 % de Tween 80® e quanto à permeação in vitro do fármaco através da pele de suíno em função do tempo. Resultados e conclusões: As suspensões e pós de nanocápsulas foram obtidos com sucesso. As formulações apresentaram um perfil de liberação descrito por uma equação biexponencial, exceto a solução de melatonina livre em 10 % de etanol que correspondeu ao modelo monoexponencial. Nos testes de permeação, os pós de nanocápsulas apresentaram permeação significativamente menor da melatonina na pele (p < 0,05) em comparação com o hidrogel contendo fármaco livre, porém não foram significativamente distintos entre si. Em geral, as nanocápsulas em pó secas utilizando lactose, forneceram um pó com melhor redispersibilidade e menor tamanho médio de partícula, adequado para a aplicação tópica. / Aims: The objective was to prepare polymeric melatonin-loaded nanocapsule suspensions and dry them by using hydrophilic excipients and spray-drying technique. Perform physical-chemical characterization and evaluation of skin permeation of the formulations obtained. Methods: The polymeric melatonin-loaded nanocapsule suspensions were prepared by interfacial deposition of preformed polymer. The nanocapsule suspensions were characterized in terms of size, polydispersity index and zeta potential. Considering the instability of suspensions which are vulnerable to microorganism growing and the chemical degradation of components, we propose to convert them in powders by spray-drying for increasing the stability. The presence of water soluble excipients, lactose or maltodextrin, 10 % (w/v), as drying adjuvants furnished redispersible dried powders. These powders were incorporated in gels and characterized in terms of organoleptic parameters, melatonin content, morphology and zeta potencials. Furthermore, dialysis in cellulose membrane and permeation studies in pig’s skin were carried out. Results and Discussion: The suspensions and powders of nanocapsules were successful obtained. The in vitro release profiles of nanostructured formulations were better described by the biexponential model while the ethanol 10 % solution containing free melatonin fits better the monoexponential equation. In permeation tests, the powders (NCL and NCM) demonstrated significant reductions of melatonin permeation (p < 0,05) compared to melatonin free gel, but no significant differences among the different powders. In general, the spray dried nanocapsules using lactose provide a powder with better redispersibility and smaller particle size, suitable for topical application.

Esta tese de doutorado trata do desenvolvimento inédito de formas farmacêuticas sólidas contendo nanocápsulas de núcleo lipídico, facilmente redispersíveis em água, empregando a secagem por aspersão ou granulação em leito fluidizado. A estratégia visa superar limitações tecnológicas associadas às suspensões de nanocápsulas poliméricas, pela sua natureza coloidal, e avançar na fronteira do conhecimento, buscando o desenvolvimento de formulações inovadoras para a administração oral de fármacos. Foram produzidos pós e grânulos contendo nanocápsulas de núcleo lipídico (LNC), empregando a secagem por aspersão e granulação em leito fluidizado, respectivamente. A influência do número de partículas das suspensões de nanocápsulas nas propriedades de redispersão dos pós produzidos pela secagem por aspersão foi investigada. Uma mistura de maltodextrina e L-leucina (90:10 m/m) foi utilizada como adjuvante de secagem. A formulação que obteve os melhores perfis de redispersão consistiu de uma mistura da suspensão de nanocápsulas de núcleo lipídico e de uma solução contendo maltodextrina/L-leucina (10% m/v) em uma proporção 1:1 v/v. Após a redispersão dos pós produzidos em água, 75% do número inicial de partículas de nanocápsulas foi recuperado. Análises de área superficial, microscopia eletrônica de varredura e microscopia confocal Raman permitiram compreender as diferenças na organização estrutural destes pós. Estes dados, em conjunto com análises de diâmetro médio de partículas, obtidos por difratometria de laser, confirmaram a influência do número inicial de partículas das suspensões de nanocápsulas na qualidade de sua redispersão, a partir de formulações sólidas obtidas pela secagem por aspersão. Para compreender as influências dos processos de secagem e redispersão da formulação proposta no perfil de liberação in vitro e na atividade biológica de fármacos associados ao sistema, novos pós foram preparados, substituindo-se a suspensão de nanocápsulas sem fármaco (LNC) por nanocápsulas contendo uma substância ativa modelo (curcumina) (LNC-C 1 mg mL-1). A formulação seca demonstrou adequada redispersão em água e o perfil de liberação in vitro manteve-se semelhante ao da suspensão original (LNC-C), seguindo um modelo cinético de ordem zero. A atividade da curcumina nanoencapsulada foi avaliada empregando um modelo de inflamação induzida por LPS em cultura organotípica de cultura de hipocampo cerebral de ratos. Não houve alterações nas concentrações de biomarcadores pró-inflamatórios (TNF-α e IL-1β) liberados nos meios de cultura, comparando-se as LNC-C em suspensão ou a redispersão dos pós secos. Portanto, a produção de pós facilmente redispersíveis não implica em alterações no controle da liberação in vitro e na atividade biológica da substância ativa nanoencapsulada. Na última etapa, a obtenção dos grânulos empregando granulador em leito fluidizado foi estudada utilizando maltodextrina, como material de suporte, e suspensões de nanocápsulas de núcleo lipídico estabilizadas com polissorbato 80 (LNC) ou com revestimento catiônico (C-LNC), como líquidos aglutinantes. A influência do revestimento catiônico das nanocápsulas nas características tecnológicas dos grânulos obtidos foi avaliada. Propriedades como o tamanho de partícula, rendimento, teor de umidade, características morfológicas, propriedades de fluxo e perfil de redispersão foram estudados. Os rendimentos do processo de granulação foram próximos a 90%, resultando em grânulos com teor de umidade inferior a 4%. Valores calculados de índice de Carr, fator de Hausner e índice de coesão indicaram que as formulações de grânulos propostas neste estudo apresentam melhores características de fluxo em relação à maltodextrina (matéria-prima). O revestimento catiônico das nanocápsulas melhorou tanto as propriedades de fluxo quanto o perfil de redispersão em água dos grânulos contendo C-LNC, demonstrado a partir das análises de diâmetro médio de partículas por difratometria de laser. Em conclusão, os processos de secagem por aspersão e granulação em leito fluidizado, empregados neste estudo, para a produção de formas farmacêuticas sólidas intermediárias e/ou finais contendo nanocápsulas de núcleo lipídico, mostraram-se alternativas viáveis para a produção de pós e grânulos facilmente redispersíveis em água, com potencial aplicação para administração oral de fármacos nanoencapsulados. / This thesis proposes the development of novel easily redispersible solid dosage forms containing lipid-core nanocapsules, produced by spray drying or fluidized bed granulation. The strategy aims to overcome the technological limitations associated to polymeric nanocapsule suspensions, due to their colloidal nature, aiming the development of innovative oral formulations. Powders and granules containing lipid-core nanocapsules (LNC) were produced by spray-drying and fluidized bed granulation, respectively. The influence of the number of particles of the nanocapsule suspensions on the redispersion properties of the spray-dried powders was investigated. A mixture of maltodextrin and L-leucine (90:10 m/m) was used as a drying adjuvant. The formulation that obtained the best redispersion profiles consisted of a mixture of the lipid-core nanocapsule suspension and a solution containing maltodextrin/L-leucine (10% w/v) in a 1:1 v/v ratio. After the aqueous redispersion, 75% of the initial number of particles in the nanocapsules suspension was recovered. Analysis of surface area, by scanning electron microscopy and by Raman confocal microscopy allowed understanding the differences in the structural organization of the powders produced. These results along with the mean diameter analysis by laser diffractometry confirmed the influence of the initial number of particles of the nanocapsule suspensions on the redispersion properties of the spray-dried powders. In order to understand the influence of the drying and redispersion processes on the in vitro release profile and the biological activity of substances associated to this system, new powder formulations were prepared by replacing the unloaded suspension of nanocapsules (LNC) by nanocapsules containing an active substance (curcumin) (LNC-C 1 mg mL-1). The spray-dried powder showed good aqueous redispersion profile and its in vitro release profile remained similar to that of the original LNC-C suspension, according to the zero-order kinetic model. The biological activity of nanoencapsulated curcumin was assessed by a model of LPS-induced inflammation in organotypic hippocampal slice cultures. There were no changes in the concentration of pro-inflammatory biomarkers (TNF-α and IL-1β) released in the culture media, comparing the LNC-C as the initial suspension or the aqueous redispersion of their spray-dried powders. The drying process does not imply changes in the control of in vitro release and in the biological activity of the nanoencapsulated active substance. In the last stage, granules were produced using a fluidized bed granulator and maltodextrin, as support material. Lipid-core nanocapsules suspensions stabilized with polysorbate 80 (LNC) or with a cationic coating (C-LNC) were used as binder liquids. The influence of the cationic coating of the nanocapsules on the technological characteristics of the produced granules was evaluated. Properties such as particle size, yield, moisture content, morphological characteristics, flow properties and redispersion profile were also studied. Granulation process yields were close to 90%, resulting in granules with moisture content of less than 4%. Calculated values of Carr index, Hausner ratio and cohesion index indicated that the granule formulations proposed in this study present better flow characteristics in relation to the maltodextrin raw material. The cationic coating of the nanocapsules improved the flow properties and the aqueous redispersion profile of the granules containing C-LNC, as demonstrated by laser diffraction analysis. In conclusion, the spray-drying and fluidized bed granulation processes used in this study are viable alternatives for the production of easily redispersible powders and granules containing lipid-core nanocapsules, showing potential application for oral administration of drug-loaded lipid-core nanocapsules.

Este trabalho centrou-se no desenvolvimento de nanocápsulas de núcleo lipídico contendo tacrolimus com revestimentos não iônico de polissorbato 80, aniônico de lecitina e catiônico de quitosana para posterior avaliação in vivo das atividades antiedematogênica e imunossupressora das formulações. As suspensões foram preparadas pelo método de deposição interfacial do polímero pré-formado utilizando a poli(ɛ-caprolactona) como polímero biodegradável. Para obtenção das nanocápsulas de núcleo lipídico de superfície catiônica, a lecitina foi adicionada à fase orgânica das suspensões e o revestimento procedeu-se por meio da incubação das partículas em solução aquosa de quitosana. De forma geral, todas as formulações apresentaram distribuição monomodal de partículas apenas na faixa nanométrica e baixa polidispersão. Os valores de potencial zeta obtidos para as formulações não iônicas e aniônicas foram negativos, enquanto que para as formulações catiônicas foram positivos. O teor de fármaco foi próximo ao teórico (0,6 ou 0,8 mg/mL) com alta eficiência de encapsulação (> 99%) e os estudos de liberação in vitro mostraram perfis de liberação sustentada do tacrolimus com mecanismo de transporte anômalo para todas as formulações. Além disso, as suspensões apresentaram estabilidade física adequada por meio de análises de retroespalhamento de luz e partículas de formato esferoide por microscopia eletrônica de transmissão. No modelo de artrite reumatóide induzida por adjuvante completo de Freund, o tacrolimus encapsulado em nanocápsulas de núcleo lipídico revestidas com polissorbato 80 mostrou atividade antiedematogênica superior ao fármaco em solução na dose de 2,0 mg/kg/dia, após administração intraperitoneal das formulações em ratos Wistar. Para avaliar o potencial de nanocápsulas de núcleo lipídico em aumentar a eficácia imunossupressora do tacrolimus pela via oral, realizou-se um estudo com camundongos CF1, o qual foi conduzido em duas etapas. Primeiramente, buscando avaliar o efeito da nanoencapsulação independente da barreira gastrointestinal, o fármaco em solução ou nanoencapsulado foi administrado pela via intraperitoneal nas doses de 4,0 e 6,0 mg/kg/dia, durante 10 dias. Nos tempos 0, 5 e 10 dias, amostras de sangue foram coletadas para posterior contagem do número percentual de linfócitos. Os resultados mostraram que o tacrolimus nanoencapsulado provocou maior redução linfocitária na dose de 4,0 mg/kg/dia em relação ao fármaco livre, enquanto que na dose de 6,0 mg/kg/dia, o efeito farmacodinâmico foi similar para o tacrolimus em solução ou nanoencapsulado. Continuando o estudo, as formulações foram administradas nas doses de 6,0 e 10,0 mg/kg/dia pela via oral e os resultados mostraram que o fármaco em solução na dose de 6,0 mg/kg/dia não apresentou efeito sobre o número percentual de linfócitos durante todo o experimento, enquanto que na dose de 10,0 mg/kg/dia, o efeito da solução foi observado somente no último dia de tratamento. Quando o fármaco foi nanoencapsulado, a redução linfocitária foi significativa nas duas doses testadas (6,0 e 10,0 mg/kg/dia), a qual se iniciou no quinto dia e manteve-se até o final do experimento. Em uma análise comparativa, somente dos grupos tratados com as formulações na mesma dose (6,0 mg/Kg/dia), pelas diferentes vias de administração, observou-se que os animais tratados com o fármaco livre apresentaram diferença na redução linfocitária entre as vias oral e intraperitoneal, enquanto que os animais tratados com as nanocápsulas núcleo lipídico revestidas com polissorbato 80 apresentaram equivalência farmacodinâmica entre as vias de administração avaliadas. Nesse mesmo estudo, constatou-se que as nanocápsulas na dose de 6,0 mg/kg/dia evitaram o aumento das concentrações séricas de glicose após administração oral das formulações. Prosseguindo com o mesmo modelo animal e buscando estudar a influência do tipo de revestimento das partículas (não iônico e catiônico) após administração oral do tacrolimus, foram desenvolvidas nanocápsulas de núcleo lipídico estabilizadas com lecitina e polissorbato 80 revestidas ou não com quitosana. As formulações foram administradas na dose de 6,0 mg/kg/dia e os resultados mostraram maior redução do número percentual de linfócitos para os animais tratados com a formulação de superfície catiônica, a qual provocou efeito imunossupressor já no quinto dia de tratamento enquanto que a formulação aniônica mostrou efeito somente no décimo dia. Os animais tratados com a dispersão do fármaco que continha quitosana não apresentaram redução do número de linfócitos durante o experimento. Além disso, a formulação catiônica foi a única capaz de evitar alterações nas concentrações séricas de glicose, creatinina e fosfatase alcalina dos animais. O conjunto destes estudos demonstra que as nanocápsulas de núcleo lipídico apresentam-se como uma estratégia tecnológica promissora, visando o aumento da eficácia farmacológica e redução de efeitos adversos do tacrolimus. / This work was based on the development of tacrolimus-loaded lipid-core nanocapsules employing the nonionic polysorbate 80, anionic lecithin and cationic chitosan coatings aiming the in vivo evaluation of antiedematogenic and immunosuppressive activities. The suspensions were prepared by interfacial deposition of preformed polymer using the poly(ɛ-caprolactone) as biodegradable polymer. In order to obtain the lipid-core nanocapsules with cationic surface, lecithin was added to the organic phase of the suspensions and the coating proceeded through the incubation of the particles in aqueous solutions of chitosan. In general, all formulations showed unimodal size distributions only at nanoscale and low polydispersity. The zeta potential values obtained for the nonionic and anionic formulations were negative whereas for the cationic formulations were positive. The drug contents were close to the theoretical values (0.6 or 0.8 mg mL-1) with high encapsulation efficiency (> 99%). The colloidal suspensions presented appropriate physical stability by light backscattered analysis and spheroid shaped particles by transmission electron microscopy. Moreover, drug release studies using the dialysis bag method showed sustained release profiles of tacrolimus with anomalous transport mechanism for all formulations. In the Freund's complete adjuvant–induced arthritis model, the tacrolimus-loaded lipid-core nanocapsules coated with polysorbate 80 showed higher antiedematogenic activity compared to the drug in solution after intraperitoneal administration of 2.0 mg kg-1 day-1 in Wistar rats. Proceeding the work, a study using CF1 mice was conducted to evaluate the potential of lipid-core nanocapsules in increasing the immunosuppressive efficacy of tacrolimus. The first evaluation was carried out to determine the influence of encapsulation of tacrolimus on the pharmacodynamic effect of the drug, independently of the oral absorption barrier. In this case, the tacrolimus-loaded lipid-core nanocapsules were compared to the drug in solution after intraperitoneal administration at 4.0 and 6.0 mg kg-1 day-1. Blood samples were collected at times 0, 5 and 10 days for subsequent determination of lymphocytes count percent. The results showed that drug nanoencapsulation caused greater reduction lymphocyte count (%) at the dose of 4.0 mg kg-1 day-1 compared to tacrolimus free, whereas at the dose of 6.0 mg kg-1 day-1, the pharmacodynamic effect was similar for drug encapsulated or nonencapsulated. Continuing the study, the formulations were administered by oral route at 6.0 and 10.0 mg kg-1 day-1. The results showed that the treatment with free drug at 6.0 mg kg-1 day-1 led to no significant difference in lymphocytes percent during the whole experiment while the treatment with drug in solution at 10.0 mg kg-1 day-1 caused exclusively a significant decrease after 10 days. On the other hand, after 5 days of treatment with tacrolimus-loaded lipid-core nanocapsules at both doses of 6.0 and 10 mg kg-1 day-1 had caused significant decreases in lymphocyte count (%); and the pharmacodynamic effect continued until the end of the experiment. In a comparative analysis only those groups treated with the formulations at the same dose (6.0 mg kg-1 day-1), the animals treated with the tacrolimus solution showed different percent reduction in lymphocyte between oral and intraperitoneal routes whereas the animals treated with the lipid core nanocapsules coated with polysorbate 80 showed equivalent pharmacodynamic effect among the administration routes evaluated. The influence of particle coatings (cationic and nonionic) after oral administration of tacrolimus was also investigated using the same animal model. For this, lipid-core nanocapsules stabilized with polysorbate 80-lecithin uncoated (anionic) or coated with chitosan were developed. The formulations were administered at the dose of 6.0 mg kg-1 day-1 and the results showed higher reduction in lymphocytes count percent for the formulation of cationic surface, which caused immunosuppressive effect on the fifth day while uncoated formulation showed the immunosuppressive effect only on the tenth day. The animals treated with the drug dispersion containing chitosan showed no reduction in lymphocytes count (%) during the experiment. Moreover, the formulation of lipid-core nanocapsules with cationic surface was the unique able to prevent alterations in serum levels of glucose, creatinine and alkaline phosphatase. This set of studies showed that the lipid-core nanocapsules are a promising technology strategy aiming at increasing of the pharmacological efficacy and reduction of adverse effects of tacrolimus.

Nanopartículas poliméricas biodegradáveis têm recebido atenção como carreadores de fármacos ao longo dos últimos anos. Em muitos casos, a segurança destes nanocarreadores não foi demonstrada e pouco se sabe sobre a relação entre as suas características físico-químicas e suas propriedades toxicocinéticas e toxicodinâmicas. A nanotoxicologia está emergindo como uma especialidade importante da nanotecnologia e/ou toxicologia, e refere-se ao estudo da interação de nanoestruturas com sistemas biológicos. Nos últimos anos, a maioria das pesquisas foi centrada em estudos in vitro, entretanto, os resultados destes estudos necessitam também ser avaliados em experimentos in vivo para o avanço na utilização de nanocarreadores na área biomédica. Com isso, o objetivo deste trabalho foi avaliar a toxicidade de nanocápsulas de núcleo lipídico (LNC), de poli(-caprolactona), após administração intraperitoneal (i.p.) e intradérmica (i.d.) em ratos Wistar. Para a avaliação toxicológica aguda, foi administrada dose única em que se observaram sinais clínicos e fisiológicos, em ambas as vias. Após 14 dias, os animais foram eutanasiados e análises macroscópicas e histopatológicas foram realizadas. Além disso, sangue e urina foram coletados para análises laboratoriais e avaliação de funções teciduais. A avaliação toxicológica subcrônica foi procedida da mesma forma, exceto pela administração de doses repetidas diárias durante 28 dias. As suspensões de nanocápsulas foram preparadas pelo método de precipitação do polímero pré-formado, as quais apresentaram tamanho médio de partícula inferior a 250 nm, índice de polidispersão (IPD) < 1, potencial zeta negativo e pH em torno de 6,7. Os animais tratados pela via i.p. (n=6/grupo) receberam para avaliação da toxicidade aguda: solução salina ou polissorbato 80 (PS80) (12 ml/kg), utilizados como controles e diferentes doses de LNC (18,03, 36,06, e 72,12 × 1012 LNC/kg); no teste de toxicidade subcrônica foram utilizados os mesmos controles porém com doses de 3mL/kg e 6,01, 12,02 ou 18,03 × 1012 LNC/kg. Nos testes de toxicidade aguda, nos animais administrados pela via i.p., foi observada diminuição significativa de peso nos grupos tratados com LNC mesmo após 14 dias da administração (p<0,05). Entretanto no teste subcrônico esta alteração foi transitória, e ocorreu apenas no grupo que recebeu a maior dose até o quinto dia de administração (p<0,05). Houve aumento no peso relativo do baço nos animais que receberam a dose mais alta de LNC (p<0,05) no tratamento agudo. A análise histopatológica em ambos os tratamentos, demonstrou a presença de um granuloma de tipo corpo estranho no fígado e no baço dos animais que receberam a dose mais alta, provavelmente devido ao volume de LNC administrado. Não houve alteração nas análises bioquímicas de dano hepático, renal, dentre outros em todos os grupos tratados. Os dados hematológicos apresentaram uma leve alteração, entretanto foi demonstrada interferência metodológica, evidenciada por testes preliminares in vitro. Além disso, foram avaliados biomarcadores do estresse oxidativo (EO), marcadores inflamatórios e de genotoxicidade. Os resultados dos biomarcadores de oxidação de proteínas e lipídios não foram suficientes para iniciar um processo oxidativo, visto que não houve peroxidação lipídica. Ainda, não houve depleção de antioxidantes, dano ao DNA ou alteração nos marcadores inflamatórios. Nos ratos tratados pela via i.d., foi utilizada solução salina 1,2 ml/kg como grupo controle e uma dose de 7,2 × 1012 LNC/kg de LNC, para um estudo preliminar agudo e solução salina ou PS 80 (0,9ml/kg) e três doses de LNC (1,8, 3,6 ou 5,4 × 1012 LNC/kg) para avaliação da toxicidade subcrônica. No teste de toxicidade aguda, não houve alteração do peso corpóreo, entretanto no teste de toxicidade subcrônica houve uma diminuição reversível do peso no grupo que recebeu PS80 (p<0,05). Os dados histopatológicos não apresentaram alteração. Não houve alteração nos parâmetros bioquímicos, exceto uma leve diminuição da atividade da butirilcolinesterase no grupo que recebeu a dose mais alta (p<0,05). Por outro lado, houve aumento nos leucócitos no grupo que recebeu LNC, no teste de toxicidade aguda e nos grupos que receberam PS 80 e 5,4 × 1012 LNC/kg (p<0,05) após doses repetidas. Em relação à avaliação sanguínea e tecidual dos biomarcadores do EO e dos marcadores inflamatórios, foi observada uma indução nos marcadores de oxidação de proteínas juntamente com uma indução enzimática nos ratos que receberam a dose mais alta, além de uma diminuição dos níveis do IL-10 nos grupos que receberam PS80 e a dose mais alta (p<0.05). Pode-se concluir que nas condições dos experimentos, tanto pela via i.p. quanto pela via i.d., não foram demonstrados danos teciduais, pois os achados laboratoriais foram condizentes com os achados histopatológicos. Além disso, os mecanismos de reparo foram suficientes para contrabalançar eventuais danos oxidativos ou inflamatórios. Assim, o presente trabalho contribui para futuras avaliações toxicológicas de nanocápsulas poliméricas, visto que foram realizadas avaliações agudas e subcrônicas sistemáticas, com marcadores de dano renal precoce e possíveis mecanismos de toxicidade envolvidos após administração por ambas as vias. O aumento na utilização destas nanocápsulas e as lacunas nas informações toxicológicas fazem com que desafios importantes devam ser superados para permitir sua incorporação segura. Com isso, estudos nesta linha podem embasar a avaliação da resposta tóxica e, consequentemente, levar ao estabelecimento de regulamentações para avaliação da toxicidade da maioria das nanopartículas poliméricas biodegradáveis utilizadas como carreadoras de fármacos. / Biodegradable polymeric nanoparticles have received attention as drug carriers over the past years. In many cases, the safety of nanocarriers has not been demonstrated and little is known about the relationship of its physicochemical characteristics and their toxicokinetic and toxicodynamic properties. Nanotoxicology is emerging as an important field of nanotechnology and toxicology, and refers to the study of the interaction of nanostructures with biological systems. In recent years, most research has focused on in vitro studies; however, the results of these studies should also be evaluated trough in vivo experiments, in order to advance in biomedical application of nanocarriers. Thus, the objective of this study was to evaluate the toxicity of lipid-core nanocapsules (LNC), prepared with poly(ɛ-caprolactone), after intraperitoneal (i.p.) and intradermal (i.d.) administration in rats. For acute toxicological evaluation, it was administered a single dose, i.p. and i.d., clinical signs and physiological effects were observed. After 14 days, animals were euthanized and macroscopic and histopathological analyses were done. In addition, blood and urine were collected for laboratory analysis and evaluation of tissue functions. Subchronic toxicological evaluation was similar, except for the administration of repeated doses for 28 days. The suspension of nanocapsules were prepared by interfacial deposition of polymer, which had particle size less than 250 nm, polydispersity index (IPD) <1, negative zeta potential and pH around 6.7. Animals were treated via i.p. (N = 6/group), the doses used for acute toxicity test were: saline or polysorbate 80 (PS80) (12 ml/kg) as controls or three different doses of LNC (18.03, 36.06, e 72.12 × 1012 LNC/kg); for subchronic toxicity test, same controls were used but the doses were 3 ml/kg and 6.01, 12.02 ou 18.03 × 1012 LNC/kg administered daily for 28 days. In acute toxicity test, with i.p. administration, groups treated with LNC presented a significant reduction in relative weight even after 14 days of administration (p<0.05); however in the subchronic test, this change was transient, and occurred only in the group receiving the highest dose until the fifth day of administration (p<0.05). There was an increase in relative weight of spleen in animals that received the highest dose of LNC (p<0.05) in acute treatment. Histopathological analysis in both the treatments, showed a granulomatous foreign body reaction in liver and spleen of animals receiving the highest dose, probably because the volume of LNC administered. There were no changes in biochemical parameters of liver or kidney damage, among all treated groups. Hematological data showed a slight change; however it was demonstrated an interference of the methodology, further evidenced by preliminary in vitro tests. Furthermore, we evaluated biomarkers of oxidative stress (OS), inflammatory and genotoxicity markers. The results of the oxidation of proteins and lipids biomarker were not sufficient to initiate an oxidative process, since no lipid peroxidation occurred. Still, no depletion of antioxidants, DNA damage or change in inflammatory markers was observed. In rats treated via i.d., saline was used as control (1.2 ml/kg) and a dose of 7.2 × 1012 LNC/kg of LNC to a preliminary acute study, and saline or PS 80 (0.9ml/kg) used as controls or three doses of LNC (1.8, 3.6 ou 5.4 × 1012 LNC/kg) for subchronic toxicity evaluation. In acute toxicity test, there was no change in relative body weight, however, a decreased was found for the group receiving PS 80 in subchronic test (p <0.05). No histopathological alteration was found. Also, there was no change in biochemical parameters, except a slight decrease of butyrylcholinesterase activity in the group receiving the highest dose (p<0.05). Moreover, in acute toxicity test, it was found an increase in white blood cells in group receiving LNC; these increasing also occurred after repeate dose test, in PS 80 and 5.4 × 1012 LNC/kg of LNC groups (p <0.05). Regarding blood and tissue biomarkers of OS and inflammatory markers, an induction in protein oxidation marker along with antioxidant induction in rats which received the highest dose were observed, also reduced levels of IL-10 in rats that received the higher dose and PS80 (p <0.05). It can be concluded that, under the experimental conditions, for i.p. and i.d. administration, tissue damage was not found, since laboratorial analysis results were consistent with histopathological findings. Furthermore, mechanisms of repair were sufficient to offset oxidative damage or inflammation.Thus, this study contributes to future toxicological evaluations of polymeric nanocapsules, since a systematic acute and subchronic evaluation with early renal damage markers and possible mechanisms of toxicity involved after ip and id routes were performed. The increase in the use of these nanocapsules and the gaps in toxicological information make important to overcome these challenges in order to allow its safe incorporation. Thus, studies in this line are important to evaluate toxic response, and lead to establishing rules for evaluating the toxicity of most biodegradable polymer nanoparticles used as carrier of drugs.

A utilização de nanopartículas poliméricas como carreadores de filtros solares tem sido descrita na literatura, com intuito de possibilitar uma maior retenção desses no estrato córneo. Esse trabalho teve por objetivo desenvolver formulações nanotecnológicas fotoprotetoras a partir de variações na composição do núcleo oleoso e na composição quali-quantitativa dos filtros solares selecionados. Inicialmente, foram preparadas formulações contendo somente metoxicinamato de octila (OMC), afim de determinar a melhor concentração do filtro no núcleo. A análise da estabilidade dessas nanocápsulas mostrou que a menor concentração de OMC foi a ideal para a sua localização preferencial no núcleo. Posteriormente, a essa formulação foi adicionado 16 mg/mL de um óleo adicional, obtendo-se a formulação NC1, a qual apresentou tamanho nanométrico e potencial zeta variando entre -9 e -18 mV. Após a secagem das formulações contendo OMC ou OMC associado ao óleo adicional, a retomada do tamanho nanométrico foi obtida em sua totalidade apenas para a formulação contendo OMC e o óleo adicional. No estudo do gradiente de densidade observou-se que essa mesma formulação, apresentou a menor tendência à mistura de partículas. A formulação NC1 também propiciou maior fotoestabilização do OMC, da mesma forma como a sua respectiva forma pulverulenta. Após incorporação dos nanoinsumos em hidrogéis, os valores de pH, comportamento reológico e características organolépticas obtidas foram adequadas para aplicação tópica. No estudo da capacidade fotoprotetora, a formulação contendo NC1 apresentou melhor desempenho. O hidrogel contendo NC1 também apresentou maior retenção no estrato córneo em ambos os tempos de análise (2 h e 6 h) em relação aos demais hidrogéis contendo somente OMC. Em um estudo final, foram adicionados outros dois filtros solares à formulação NC1, a octiltriazona e bemotrizinol. As formulações apresentaram tamanho de partícula, bem como pH e potencial zeta, adequados. Na análise da estabilidade física das formulações, observou-se que as mesmas mantiveram-se estáveis durante todo o período de análise. No estudo da capacidade fotoprotetora e da capacidade absortiva, a formulação contendo um total de 3 mg/mL de filtros solares encapsulado apresentou melhor desempenho. No estudo de penetração cutânea, esse mesmo semissólido apresentou melhor retenção no estrato córneo após 6 horas em relação ao semissólido contendo os três filtros na forma livre. No estudo avaliando as peles suínas tratadas com as formulações seguida da irradiação em lâmpada UVB, os hidrogéis contendo nanocápsulas (gel contendo NC1 e o gel contendo NC4) foram aqueles que mostraram maior capacidade de evitar os danos provocados pela radiação. Em síntese, esse trabalho demonstrou a superioridade das nanocápsulas desenvolvidas em relação aos hidrogéis não-nanotecnológicos. Também foi demonstrado a possibilidade de encapsulação de mais de um filtro solar no núcleo oleoso das nanocápsulas. / Polymeric nanoparticles containig sunscreens have been developed in several studies mainly to enable greater retention in the stratum corneum. This work aimed to develop photoprotective formulations based on nanotechnology by variyng in the oil core composition and quali-quantitative composition of selected sunscreens. Initially, only formulations containing ethylhexyl methoxycinnamate (EMC) were prepared, in order to determine the optimal concentration of this filter in the nanoparticles core. The stability analysis of these nanocapsules demonstrated that the lower concentration of EMC was the optimal for its core location. To this formulation 16 mg / mL of an additional oil was added, obtaining the NC1 formulation, which had nanometer size and zeta potential ranging between -9 and -18 mV. After drying the formulations containing EMC or EMC associated with additional oil, the resumption of nanometric particle size were obtained in its entirety only for the formulation containing EMC and additional oil. In the study of density gradient, this formulation also showed a lower tendency of particle mixture. The NC1 formulation also provided greater photostabilization of EMC, just as its respective dry form. After incorporation of nanoparticles in hydrogels, the pH values, rheological behavior and organoleptic characteristics were appropriated for topical application. In the study of photoprotective capacity, the formulation containing NC1 presented the best performance. The hydrogel containing NC1 showed greater retention in the stratum corneum for 2 and 6 hours, compared to other hydrogels containing only EMC. In a second study, the sunscreens ethylhexyl triazone and bemotrizinol were added to NC1 formulation. The formulations had suitable particle size as well as pH and zeta potential. In the analysis of physical stability of these formulations, it was observed that they were stable throughout the period of analysis. In the study of photoprotective capacity and absorptive capacity, the formulation containing 3 mg/mL of sunscreens encapsulated showed the best performance. In the study of skin penetration, this semisolid showed better retention in the stratum corneum only after 6 hours compared to semisolid containing three sunscreens in free form. In a study evaluating the porcine skin treated with the formulations and submitted to UVB irradiation, hydrogels containing nanocapsules (hydrogel containing NC1 and hydrogel containing NC4) were those that showed greater capacity to prevent damage caused by radiation. In summary, this study demonstrated the superiority of developed nanocapsules in relation to non-nanotechnology hydrogels. It was also demonstrated the possibility of encapsulation of more than one sunscreen in the oil core of nanocapsules.

O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar formulações tópicas semi-sólidas, utilizando como substância ativa a nimesulida, associando-a a sistemas coloidais (nanoesferas, nanocápsulas ou nanoemulsões). Os parâmetros de liberação, penetração transcutânea e retenção cutânea do antiinflamatório veículado aos sistemas nanoestruturados foram estudados através de metodologia “in vitro”, empregando pele humana como membrana. Os métodos de nanoprecipitação e nanodispersão foram utilizados e possibilitaram a obtenção de nanocápsulas, nanoesferas e nanoemulsões de nimesulida. A análise das características físico-químicas dos sistemas estudados demonstrou que os diâmetros médios obtidos foram em torno de 300 nm. As taxas de associação situaram-se próximas a 99 % e os valores de pH entre 5,1-5,3. As suspensões contendo nimesulida foram incorporadas em géis de Carbopol 940®, apresentando leve coloração amarelada e características organolépticas satisfatórias, após a incorporação das mesmas. As taxas de recuperação e os valores de pH para os géis contendo nanocápsulas, nanoesferas e nanoemulsão de nimesulida, mantiveramse estáveis durante o período de armazenagem (120 dias). Todas as formulações de géis foram caracterizadas como sistemas não-newtonianos apresentando comportamento pseudoplástico (shear thinning), sendo os reogramas ajustados pelo modelo de Ostwald (coeficiente de regressão>0,99). Experimentalmente, nenhum fenômeno de tixotropia foi detectado para as formulações testadas e a incorporação dos nanocarreadores não modificou o tipo de fluxo apresentado por estes sistemas. Os diferentes sistemas nanocarreadores incorporados nos géis hidrofílicos, foram investigados em função do potencial de liberação do fármaco na pele, usando célula de difusão tipo Franz e técnica de tape stripping em pele humana. O fármaco foi detectado no estrato córneo para o gel contendo nanocápsulas (GNM-NC) e para o gel contendo nanoesferas (GNM-NS) de nimesulida, não havendo diferença significativa entre estes dois valores. Por outro lado, o fármaco não foi detectado no estrato córneo para o gel contendo nanoemulsão de nimesulida, sendo permeado diretamente para a derme. A presença da nimesulida na epiderme/derme foi significativamente maior para o gel contendo nanocápsulas (GNM-NC) do que para o gel contendo nanoesferas (GNM-NS) ou nanoemulsão (GNM-NE). Os géis contendo nimesulida incorporada em nanocarreadores (GNM-NC, GNM-NS e GNM-NE) foram capazes de promover a penetração do fármaco no estrato córneo e/ou na camada de pele viável, com relação ao fármaco livre na mesma concentração. Estes estudos comparativos demonstraram a influência da presença do polímero e do tipo de nanocarreador na penetração do fármaco em pele humana. / The objective of this work was to develop and characterize semisolid topical formulations containing nimesulide-loaded nanospheres, nanocapsules or nanoemulsion. In order to study the in vitro percutaneous penetration of nimesulide from semi-solid topical formulations containing nanocarriers, an in vitro methodology using human skin was employed. The nanoprecipitation and the spontaneous emulsification methods were used to prepare the colloidal suspensions and nanoemulsion. For all formulation the diameters are in the sub 300 nm ranges. The encapsulation efficiencies were close to 99 % in all cases and pH values ranged between 5.1 and 5.3. Each drug-loaded nanocarrier formulation was incorporated in Carbopol 940® gels. The semisolid dosage forms showed yellowish, glossy and homogeneous aspect after the incorporation of the colloidal suspensions and nanoemulsion. The recovery of nimesulide and the pH values for the gels containing nanoemulsion, nanospheres or nanocapsules remained constant during storage (120 days). For all formulations, the rheograms exhibited a non-Newtonian behavior presenting pseudoplastic characteristics and shear thinning. The rheograms were adjusted to Ostwald’s model showing regression coefficients higher than 0.9900. None thixotropic phenomenon was experimentally detected under the test conditions for all formulations. The ability of delivering the drug into the human skin was investigated using stripping technique and Franz-type diffusion cells. The gel containing nanocapsules (GNM-NC) and the gel containing nanospheres (GNM-NS) released the nimesulide in the same extension into the stratum corneum (SC). On the other hand, for the gel containing nanoemulsion (GNM-NE), the nimesulide was not quantified in SC, but it has been directly permeated for the dermis. The penetration of the nimesulide using the gel containing nanocapsules (GNM-NC) was larger in the deeper skin than using the gel containing nanospheres (GNM-NS) or the one containing nanoemulsion (GNM-NE). The gels containing nanocarriers (GNM-NC, GNM-NS and GNM-NE) were able to release the drug in the viable layer of the skin, comparing to a non-particulated nimesulide-loaded formulation at the same concentration. For the first time, this comparative study showed the influence of the presence of the polymer and of the type of nanocarrier on the permeation of a drug through the human skin.

Objetivos: Desenvolver, caracterizar e avaliar a eficácia in vivo e o perfil farmacocinético de suspensões de nanocápsulas (NC) poliméricas contendo quinina (QN). Metodologia: As NC-QN foram preparadas através de nanoprecipitação com diferentes concentrações de QN: 2 (NC2-QN), 3 (NC3-QN) e 4 mg/mL (NC4-QN). A NC4-QN também foi revestida com quitosana. Todas as formulações foram caracterizadas através de taxa de encapsulação, teor, diâmetro, índice de polidispersão, potencial zeta e pH, sendo a estabilidade avaliada por 30 dias. A avaliação da eficácia foi realizada com diferentes doses de cada formulação, em modelo de malária experimental em ratos Wistar infectados com Plasmodium berguei. A dose de NC-QN com a qual se obteve 100 % de cura dos animais foi selecionada para a avaliação farmacocinética. Nesses experimentos, os animais sadios ou infectados receberam a QN livre ou a NC2-QN, 25 mg/kg, iv bolus. As amostras de plasma coletadas em tempos pré-determinados foram quantificadas por CLAE com método validado para a determinação da QN. Os protocolos com animais foram aprovados pelo Comitê de Ética em Pesquisa da UFRGS (#2005477). Resultados e discussão: As suspensões coloidais preparadas com diferentes concentrações de QN apresentaram diâmetro adequado, população modispersa, potencial zeta diferente de zero, doseamento e taxa de encapsulação superior a 90 %. Somente a NC2-QN, na dose de 75 mg/kg/dia, q8h, curou todos os animais. Nas doses de 30 e 60 mg/kg/dia, q8h, 28,6 e 85,7% dos animais sobreviveram, respectivamente, com a NC2-QN. Houve uma diminuição significativa no t½ das NC2-QN (32,9 ± 8,9 min) em relação ao fármaco livre (69,8 ± 44,6 min), no grupo de animais infectados (α = 0,05) em função de uma tendência de aumento do CLtotal (7,1 ± 3,3 versus 9,9 ± 2,1 L/h/kg) do fármaco nanoencapsulado. Conclusões: A nanoencapsulação da QN reduziu a dose efetiva do fármaco no modelo animal avaliado em 30 % e aumentou a sobrevivência dos animais infectados em cerca de 60 %, apresentando-se como uma alternativa potencial para o tratamento da malária. / Objectives: The aims of this study were to develop and characterize polymeric nanocapsules (NC) containing quinine (QN) and to evaluate their efficacy in vivo as well as the pharmacokinetic profile of the nanoencapsulated drug. Methodology: NC-QN were prepared by nanoprecipitation with different drug concentration 2 (NC2- QN), 3 (NC3-QN) and 4 mg/mL (NC4-QN). All formulations were characterized in terms of encapsulation efficacy, drug loading, zeta potential, particle size, polydispersion index, and pH. The stability nanocapsules suspensions were evaluated during 30 days. An experimental malaria model with Plasmodium berghei was used to evaluate NC-QN efficacy in Wistar rats. Different doses were tested for each formulation. The pharmacokinetic evaluation was performed with the dose of NC–QN which presented 100 % efficacy in malaria model. The NC2-QN or QN free were administrated by i.v. route (25 mg/kg) to health and infected rats. Blood samples were collected at pre-determinated time points and quantified by an HPLC validated method. Animal protocols were approved by UFRGS Ethics in Research Committee (# 2005477). Results and discussion: All suspensions presented adequate particle size, monodisperse population, negative zeta potential, drug content and encapsulation efficiency higher than 90 %. The formulation NC2-QN (75 mg/kg/day) administrated q8h daily during 7-9 days post-infection cured all infected rats. For NC2-QN, 30 and 60 mg/kg/day, q8h, 28.6 and 85.7 % of survival were observed, respectively. NC2-QN presented significant decrease in QN t½ compared to the free drug (32.9 ± 8.9 min and 69.8 ± 44.6 min, respectively), in infected rats (α = 0,05). This occurs due to the tendency of increase in CLtotal (7.1 ± 3.3 to 9.9 ± 2.1 L/h/kg, for free QN and NC2-QN, respectively). CLtotal increased in the encapsulated group. Conclusion: Nanoencapsulation reduced QN effective dose in 30 % and increased in 60 % the survival of the infected animals. Theses results indicate that NC-QN is a potential strategy to be investigated for malaria treatment.

Objetivos: Avaliar a farmacocinética do éster etílico de indometacina (IndOEt) em ratos Wistar, após sua administração oral (p.o) e intravenosa (i.v.) nas formas livre ou nanoencapsulada, e monitorar a formação de indometacina (IndOH) in vivo. Metodologia: Os protocolos experimentais foram aprovados pelo Comitê de Ética em Pesquisa da UFRGS (2005478). Nanocápsulas (NC) contendo IndOEt (IndOEt- NC) foram administradas p.o. (10 mg/kg) e i.v. bolus (5 mg/kg) a ratos machos Wistar (n = 5 a 7/grupo) e as concentrações plasmáticas de IndOEt e IndOH resultantes foram determinadas por CLAE com detecção por UV, empregando-se metodologia validada. Os grupos controle foram tratados com suspensão aquosa de IndOEt (10 mg/kg), com ou sem polissorbato 80, ou com IndOH pelas vias i.v. ou p.o. (10 mg/kg) (n = 7 a 11/grupo). Os perfis plasmáticos individuais foram avaliados por abordagem não-compartimental e compartimental utilizando os softwares Excel® 2003 e Scientist® 2.01, respectivamente, para a determinação dos parâmetros farmacocinéticos, que foram comparados estatisticamente utilizando-se teste “t” de Student ou ANOVA (α = 0,05). A avaliação do local de absorção p.o. de IndOEt-NC foi realizada pela quantificação de IndOEt e IndOH no plasma periférico e da veia porta, homogeneizado de fígado e de parede, bem como conteúdo, de porções do intestino delgado (n= 4/tempo) após a administração oral da formulação. Resultados e Discussão: Após a administração de IndOEt-NC por ambas as vias, apenas a IndOH foi detectada, indicando uma rápida hidrólise do éster. Em todos os casos, o IndOEt não alterou os parâmetros farmacocinéticos da IndOH, exceto a biodisponibilidade. Os perfis plasmáticos de IndOH i.v. foram descritos pelo modelo de 2 compartimentos, e os orais, pelo de 1 compartimento com absorção de primeira ordem. A avaliação da absorção oral de IndOEt-NC evidenciou que o IndOEt é, provavelmente, liberado e hidrolisado ainda na luz do trato gastrintestinal, sendo a IndOH formada in vivo e absorvida. Conclusões: O IndOEt nanoencapsulado ou não, quando administrado pelas vias oral e i.v., é rapidamente convertido a IndOH. A IndOH é, portanto, responsável pela atividade antiedematogênica relatada para o IndOEt-NC. / Objective: To evaluate the pharmacokinetics of either nanoencapsulated (NC) or free indomethacin ethyl ester (IndOEt) after intravenous (i.v.) and oral (p.o.) administration to Wistar rats and to determine the pharmacokinetics of indomethacin (IndOH) formation. Methodology: Animal experiments were approved by UFRGS Ethics in Research Committee (# 2005478). The pharmacokinetics was investigated in male Wistar rats after oral and i.v. administration of IndOEt-NC (10 mg/kg and 5 mg/kg, respectively) (n = 5-7/group) and IndOEt and IndOH plasma concentrations were determined by a validated HPLC with UV detection method. The control groups were treated with IndOEt aqueous suspension (10 mg/kg p.o.) or with IndOH aqueous suspension by the p.o. or i.v. routes (10 mg/kg) (n = 7 -11/group). Noncompartmental and compartmental approaches were used for individual profiles analysis using Excel® 2003 or Scientist® 2.01 softwares, respectively. The site of IndOEt-NC oral absorption was investigated in peripheral and portal vein plasma, hepatic tissue, intestine epithelia, and lumen content (n = 4/time). Results and Discussion: After IndOEt administration by both routes, only IndOH was detected in plasma, suggesting a fast hydrolysis of the ester. The IndOH parameters after administration of IndOEt and IndOH were similar, except for the bioavailability. The pharmacokinetic parameters of IndOH were modeled by two compartment open model after i.v. dosing and by one compartment with first order absorption after oral administration. After oral administration, IndOEt-NC was converted in IndOH in the gastrointestinal tract and then absorbed as such. Conclusions: After i.v. and oral administration, either IndOEt-NC or the free drug is quickly converted in IndOH. After oral administration, IndOEt-NC is released and hydrolyzed to IndOH following its absorption at the gastrointestinal tract. Therefore, the IndOH is responsible for antiendematogenic activity reported for IndOEt-NC.