Thèse de doctorat : Médecine. Radiochimie : Nantes : 2006. / Bibliogr.

Thesis (M.Eng.). / Written for the Dept. of Biomedical Engineering. Title from title page of PDF (viewed 2008/01/14). Includes bibliographical references.

Les composés fluorés sont très utilisés dans les agents de contraste ultrasonore (ACU) pour faciliter le diagnostic de nombreuses maladies par imagerie en temps réel. Tous les ACU commerciaux sont des microbulles de gaz perfluoré stabilisé par une monocouche de phospholipides, protéines ou tensioactifs. Cependant, l'application théranostique (de la contraction de thérapeutique et de diagnostic) de ces matériaux est sévèrement limitée par (i) la faible stabilité du composé fluoré, (ii) leur taille micrométrique et (iii) le manque de compartiments efficaces pour l'encapsulation d’un principe actif. Nous avons proposé deux stratégies différentes pour améliorer la stabilité du cœur fluoré et fournir simultanément des interfaces fonctionnelles pour l'encapsulation d’un principe actif.La première approche a consisté à intercaler le chitosane avec des phospholipides (DSPC) pour augmenter la stabilité de microvésicules contenant du gaz fluoré décafluorobutane (C4F10). L'affinité du DSPC et du chitosane a été révélée par des techniques de caractérisation de surface et par microscopie à fluorescence. Les microvésicules contenant du chitosane ont présenté des signaux intenses de la composante gazeuse en résonance magnétique nucléaire du fluor (RMN 19F) et en échographie in vitro après 48 h, deux fois plus longtemps que les échantillons sans chitosane. Le chitosane permet ainsi d’augmenter la stabilité des microvésicules et constitue une plateforme appropriée pour l'encapsulation de médicaments. La coque de chitosane-phospholipide pourrait donc améliorer le potentiel théranostique de ces microvésicules. Cependant, l'utilisation d'un coeur gazeux a rendu la stabilisation de vésicules submicrométriques difficile. Par conséquent, la deuxième stratégie s’est focalisée sur le développement d'un agent théranostique à l'échelle nanométrique en piégeant un coeur fluoré liquide de perfluorohexane (PFH; C6F14) dans une enveloppe polymère rigide de polylactide (PLA). Pour améliorer l'interaction des polymères biodégradables avec les perfluorocarbones, nous avons synthétisé des polymères PLA contenant cinq longueurs différentes de groupes terminaux fluorés (de C3F7 à C13F27) par polymérisation par ouverture de cycle du D,L-lactide. Les mesures de temps de relaxation spin-spin 19F ont démontré la présence d’interactions fluorophiles intenses entre les chaînons fluorés et le PFH. Les polymères ont ensuite été formulés en nanocapsules (NCs) sphériques de 150 nm de diamètre, comme vérifié par microscopie électronique en transmission. La RMN 19F a montré que l'efficacité d'encapsulation du PFH dans les capsules est doublée grâce à l’utilisation des polymères fluorés comparé aux dérivés non fluorés. Par conséquent, la réponse acoustique des NCs a été multipliée par dix avec les deux modes d'imagerie fondamentale et harmonique. En outre, l’utilisation d’ultrasons focalisés a permis la vaporisation acoustique de gouttelettes de PFH, confirmée par l’observation de morphologies fragmentées ou perturbées dans de nombreux échantillons. Les effets des groupes terminaux fluorés ont été davantage explorés par une évaluation morphologique des microcapsules (MCs) produites avec les polymères. Finalement, les NCs et MCs présentent un potentiel théranostique intéressant, puisqu’elles permettent d'effectuer un diagnostic assisté par ultrasons et de libérer potentiellement un principe actif lorsqu'elles sont soumises à des pressions acoustiques élevées. / Fluorinated materials are intensively used as ultrasound contrast agents (UCA) to facilitate the diagnosis of many diseases by real-time imaging. All the commercially available UCAs are microbubbles constituted by a perfluorinated gaseous-core stabilized by a monolayer of phospholipids, proteins or surfactants. Unfortunately, the theranostic application (i.e. therapeutic and diagnostic ability) of such materials are severely limited by the (i) poor stability of the fluorinated component, (ii) inherent micrometer size range and (iii) lack of effective compartments for drug accumulation. To overcome these limitations, we proposed two different strategies to improve the persistence of the fluorinated core and simultaneously provide functional interfaces for drug encapsulation.The first approach involves intercalating chitosan with phospholipids (DSPC) to increase the stability of microvesicles containing the fluorinated gas decafluorobutane (C4F10). The affinity of DSPC and chitosan was disclosed by surface sensitive techniques and fluorescence microscopy. 19F nuclear magnetic resonance (19F-NMR) and in vitro ultrasound of chitosan-coated microvesicles exhibited intense signals of the gaseous-component after 48 h, twice as long compared to plain samples. Altogether, chitosan increased the stability of microvesicles and is a suitable platform for drug accumulation. As a result, the chitosan-phospholipid shell may enhance the theranostic potential of related microvesicles. However, the use of a fluorinated gas-core imposed an important restriction to stabilize sub-micrometric vesicles. Therefore, the second strategy was focused in developing a theranostic agent at the nanoscale by entrapping a liquid fluorinated core of perfluorohexane (PFH; C6F14) into a rigid polymeric shell of polylactide (PLA). To enhance the interaction of biodegradable polymers with perfluorocarbons, we synthesized PLA polymers containing five distinct lengths of fluorinated end-groups (from C3F7 until C13F27) by ring-opening polymerization of D,L-lactide. A greater extent of fluorous interactions was indicated by 19F spin-spin relaxation time and, subsequently, all the block copolymers were formulated into spherical nanocapsules (NC) with average diameter of 150 nm as verified by transmission electron microscopy. 19F-NMR showed that NC produced with fluorinated polymers increased two-fold the encapsulation efficiency of PFH compared with non-fluorinated derivatives. As a result, the NC echogenicity increased 10-fold for both fundamental and harmonic ultrasound imaging modalities. In addition, acoustic drop vaporization of PFH was successfully attained by focused ultrasound as observed by fragmented or disrupted morphologies in many samples. Effects of the fluorinated end-groups were further explored by a morphological evaluation of microcapsules (MC) produced with the polymers. Finally, both NC and MC present an interesting theranostic potential, being able to perform ultrasound-assisted diagnosis and potentially release drug contents when irradiated by high acoustic pressures.

Saquinavir é um medicamento antirretroviral desenvolvido para inibir a protease do vírus da imunodeficiência humana. Este fármaco apresenta várias limitações em função dos seus efeitos colaterais, baixa biodisponibilidade e sensorial não agradável. A nanoencapsulação de fármacos é uma técnica promissora para superar esses problemas. O objetivo deste trabalho é desenvolver suspensões aquosas de nanocápsulas poliméricas contendo saquinavir utilizando uma mistura de poli-ε-caprolactona (PCL) e poli- ε-caprolactone triol (PCL-T) visando uma formulação líquida adequada para o tratamento de crianças infectadas. As nanocápsulas foram preparadas pela técnica de deposição interfacial de polímeros pré-formados. A análise de diâmetro médio de partícula foi realizada por diferentes técnicas, difração a laser, dispersão de luz dinâmica e análise de rastreamento de nanopartículas. O potencial zeta foi determinado por mobilidade eletroforética, o pH por potenciometria e o teor de fármaco e a taxa de encapsulação por cromatografia líquida de alta eficiência com detecção no ultravioleta. O ensaio de liberação in vitro foi realizado com membrana de diálise e coleta das amostras nos intervalos de 0-120 horas, a 37°C. A estabilidade foi verificada nos tempos 0, 15, 30, 60 e 90 dias, ao abrigo da luz, em temperatura ambiente e com o monitoramento do pH, potencial zeta, diâmetro, teor de fármaco e através da análise de retroespalhamento de luz. A morfologia foi observada por microscopia eletrônica de transmissão. A citotoxicidade em linfócitos T humano foi determinada pelo teste de exclusão de azul de tripan e o mascaramento do sabor de saquinavir pela língua eletrônica. Todas as formulações apresentaram tamanho nanométrico entre 172 ± 18 e 225 ± 4 nm e uma boa distribuição de tamanho. A taxa de encapsulação de saquinavir foi maior que 99%. As nanocápsulas apresentaram potencial zeta negativo, valores de pH levemente ácido e morfologia esférica. Os parâmetros avaliados na estabilidade mantiveram-se constantes ao longo do tempo analisado. O ensaio in vitro mostrou uma liberação controlada de saquinavir. As formulações não apresentaram toxicidade in vitro e foram capazes de mascarar o sabor do saquinavir. Portanto, a associação de polímeros é eficaz para a encapsulação de saquinavir, apresentando características nanotecnológicas adequadas para a sua administração. / Saquinavir is an antiretroviral drug designed to inhibit the human immunodeficiency virus protease. This drug presents several limitations regarding side effects, very low bioavailability and sensory not pleasant. The drug nanoencapsulation is a promising technique to overcome these issues. The aim of this work is to develop aqueous suspensions of polymeric nanocapsules containing saquinavir using poly-ε-caprolactone (PCL) and poly-ε-triol caprolactone (PCL-T) towards a liquid formulation suitable for the treatment of infected children. The nanocapsules were prepared using the technique of interfacial deposition of preformed polymers. The characterization study was conducted by examining the average particle diameter by three techniques, the laser diffraction, the dynamic light scattering and the nanoparticle tracking analysis. The zeta potential was evaluated by electrophoretic mobility, the pH by potentiometry and drug content and encapsulation rate by high performance liquid chromatography with UV detection. The in vitro release assay was carried out in a dialysis membrane with analysis at 0-120 hours, at 37 °C. The stability was checked at 0, 15, 30, 60 and 90 days, protected from light, at room temperature and by monitoring the pH, zeta potential, diameter, drug content and by multiple light scattering analysis. The morphology was observed by transmission electron microscopy. The cytotoxicity in human T lymphocytes was determined by exclusion of trypan blue test and the taste masking by the electronic tongue. All formulations presented nanometric size between 172 ± 18 and 225 ± 4 nm and a good size distribution. The drug encapsulation rate was higher than 99%. The nanocapsules presented negative zeta potential, pH values slightly acidic and spherical morphologies. The parameters evaluated in stability remained constant over time analyzed. The in vitro assay showed a controlled drug release from nanocapsules formulations. The developed formulations showed no toxicity and were able to mask the taste of saquinavir. The association of polymers is effective for saquinavir nanoencapsulation presenting suitable nanotechnological features for drug administration.

Saquinavir é um medicamento antirretroviral desenvolvido para inibir a protease do vírus da imunodeficiência humana. Este fármaco apresenta várias limitações em função dos seus efeitos colaterais, baixa biodisponibilidade e sensorial não agradável. A nanoencapsulação de fármacos é uma técnica promissora para superar esses problemas. O objetivo deste trabalho é desenvolver suspensões aquosas de nanocápsulas poliméricas contendo saquinavir utilizando uma mistura de poli-ε-caprolactona (PCL) e poli- ε-caprolactone triol (PCL-T) visando uma formulação líquida adequada para o tratamento de crianças infectadas. As nanocápsulas foram preparadas pela técnica de deposição interfacial de polímeros pré-formados. A análise de diâmetro médio de partícula foi realizada por diferentes técnicas, difração a laser, dispersão de luz dinâmica e análise de rastreamento de nanopartículas. O potencial zeta foi determinado por mobilidade eletroforética, o pH por potenciometria e o teor de fármaco e a taxa de encapsulação por cromatografia líquida de alta eficiência com detecção no ultravioleta. O ensaio de liberação in vitro foi realizado com membrana de diálise e coleta das amostras nos intervalos de 0-120 horas, a 37°C. A estabilidade foi verificada nos tempos 0, 15, 30, 60 e 90 dias, ao abrigo da luz, em temperatura ambiente e com o monitoramento do pH, potencial zeta, diâmetro, teor de fármaco e através da análise de retroespalhamento de luz. A morfologia foi observada por microscopia eletrônica de transmissão. A citotoxicidade em linfócitos T humano foi determinada pelo teste de exclusão de azul de tripan e o mascaramento do sabor de saquinavir pela língua eletrônica. Todas as formulações apresentaram tamanho nanométrico entre 172 ± 18 e 225 ± 4 nm e uma boa distribuição de tamanho. A taxa de encapsulação de saquinavir foi maior que 99%. As nanocápsulas apresentaram potencial zeta negativo, valores de pH levemente ácido e morfologia esférica. Os parâmetros avaliados na estabilidade mantiveram-se constantes ao longo do tempo analisado. O ensaio in vitro mostrou uma liberação controlada de saquinavir. As formulações não apresentaram toxicidade in vitro e foram capazes de mascarar o sabor do saquinavir. Portanto, a associação de polímeros é eficaz para a encapsulação de saquinavir, apresentando características nanotecnológicas adequadas para a sua administração. / Saquinavir is an antiretroviral drug designed to inhibit the human immunodeficiency virus protease. This drug presents several limitations regarding side effects, very low bioavailability and sensory not pleasant. The drug nanoencapsulation is a promising technique to overcome these issues. The aim of this work is to develop aqueous suspensions of polymeric nanocapsules containing saquinavir using poly-ε-caprolactone (PCL) and poly-ε-triol caprolactone (PCL-T) towards a liquid formulation suitable for the treatment of infected children. The nanocapsules were prepared using the technique of interfacial deposition of preformed polymers. The characterization study was conducted by examining the average particle diameter by three techniques, the laser diffraction, the dynamic light scattering and the nanoparticle tracking analysis. The zeta potential was evaluated by electrophoretic mobility, the pH by potentiometry and drug content and encapsulation rate by high performance liquid chromatography with UV detection. The in vitro release assay was carried out in a dialysis membrane with analysis at 0-120 hours, at 37 °C. The stability was checked at 0, 15, 30, 60 and 90 days, protected from light, at room temperature and by monitoring the pH, zeta potential, diameter, drug content and by multiple light scattering analysis. The morphology was observed by transmission electron microscopy. The cytotoxicity in human T lymphocytes was determined by exclusion of trypan blue test and the taste masking by the electronic tongue. All formulations presented nanometric size between 172 ± 18 and 225 ± 4 nm and a good size distribution. The drug encapsulation rate was higher than 99%. The nanocapsules presented negative zeta potential, pH values slightly acidic and spherical morphologies. The parameters evaluated in stability remained constant over time analyzed. The in vitro assay showed a controlled drug release from nanocapsules formulations. The developed formulations showed no toxicity and were able to mask the taste of saquinavir. The association of polymers is effective for saquinavir nanoencapsulation presenting suitable nanotechnological features for drug administration.

Saquinavir é um medicamento antirretroviral desenvolvido para inibir a protease do vírus da imunodeficiência humana. Este fármaco apresenta várias limitações em função dos seus efeitos colaterais, baixa biodisponibilidade e sensorial não agradável. A nanoencapsulação de fármacos é uma técnica promissora para superar esses problemas. O objetivo deste trabalho é desenvolver suspensões aquosas de nanocápsulas poliméricas contendo saquinavir utilizando uma mistura de poli-ε-caprolactona (PCL) e poli- ε-caprolactone triol (PCL-T) visando uma formulação líquida adequada para o tratamento de crianças infectadas. As nanocápsulas foram preparadas pela técnica de deposição interfacial de polímeros pré-formados. A análise de diâmetro médio de partícula foi realizada por diferentes técnicas, difração a laser, dispersão de luz dinâmica e análise de rastreamento de nanopartículas. O potencial zeta foi determinado por mobilidade eletroforética, o pH por potenciometria e o teor de fármaco e a taxa de encapsulação por cromatografia líquida de alta eficiência com detecção no ultravioleta. O ensaio de liberação in vitro foi realizado com membrana de diálise e coleta das amostras nos intervalos de 0-120 horas, a 37°C. A estabilidade foi verificada nos tempos 0, 15, 30, 60 e 90 dias, ao abrigo da luz, em temperatura ambiente e com o monitoramento do pH, potencial zeta, diâmetro, teor de fármaco e através da análise de retroespalhamento de luz. A morfologia foi observada por microscopia eletrônica de transmissão. A citotoxicidade em linfócitos T humano foi determinada pelo teste de exclusão de azul de tripan e o mascaramento do sabor de saquinavir pela língua eletrônica. Todas as formulações apresentaram tamanho nanométrico entre 172 ± 18 e 225 ± 4 nm e uma boa distribuição de tamanho. A taxa de encapsulação de saquinavir foi maior que 99%. As nanocápsulas apresentaram potencial zeta negativo, valores de pH levemente ácido e morfologia esférica. Os parâmetros avaliados na estabilidade mantiveram-se constantes ao longo do tempo analisado. O ensaio in vitro mostrou uma liberação controlada de saquinavir. As formulações não apresentaram toxicidade in vitro e foram capazes de mascarar o sabor do saquinavir. Portanto, a associação de polímeros é eficaz para a encapsulação de saquinavir, apresentando características nanotecnológicas adequadas para a sua administração. / Saquinavir is an antiretroviral drug designed to inhibit the human immunodeficiency virus protease. This drug presents several limitations regarding side effects, very low bioavailability and sensory not pleasant. The drug nanoencapsulation is a promising technique to overcome these issues. The aim of this work is to develop aqueous suspensions of polymeric nanocapsules containing saquinavir using poly-ε-caprolactone (PCL) and poly-ε-triol caprolactone (PCL-T) towards a liquid formulation suitable for the treatment of infected children. The nanocapsules were prepared using the technique of interfacial deposition of preformed polymers. The characterization study was conducted by examining the average particle diameter by three techniques, the laser diffraction, the dynamic light scattering and the nanoparticle tracking analysis. The zeta potential was evaluated by electrophoretic mobility, the pH by potentiometry and drug content and encapsulation rate by high performance liquid chromatography with UV detection. The in vitro release assay was carried out in a dialysis membrane with analysis at 0-120 hours, at 37 °C. The stability was checked at 0, 15, 30, 60 and 90 days, protected from light, at room temperature and by monitoring the pH, zeta potential, diameter, drug content and by multiple light scattering analysis. The morphology was observed by transmission electron microscopy. The cytotoxicity in human T lymphocytes was determined by exclusion of trypan blue test and the taste masking by the electronic tongue. All formulations presented nanometric size between 172 ± 18 and 225 ± 4 nm and a good size distribution. The drug encapsulation rate was higher than 99%. The nanocapsules presented negative zeta potential, pH values slightly acidic and spherical morphologies. The parameters evaluated in stability remained constant over time analyzed. The in vitro assay showed a controlled drug release from nanocapsules formulations. The developed formulations showed no toxicity and were able to mask the taste of saquinavir. The association of polymers is effective for saquinavir nanoencapsulation presenting suitable nanotechnological features for drug administration.

A paracoccidioidomicose (PCM) é uma micose sistêmica, endêmica na América Latina, com alta prevalência no Brasil. O agente etiológico da doença são fungos do gênero Paracoccidioides. A gp43 é o antígeno principal do Pb e tem sido demonstrado que camundongos imunizados com anticorpos monoclonais anti-gp43 (MAbs) (Ab1) induzem a cascata idiotípica, produzindo anticorpos anti-Id (Ab2) e anti-anti-Id (Ab3). Observou-se que todos os Mabs Ab2 inibiram (>90%) a ligação da gp43 ao Mab 17c (Ab1) sugerindo que estes Mabs anti-Id ligam-se ao parátopo do Mab Ab1, comprovando assim que os Mabs anti-Id obtidos possuem a imagem interna da gp43. Então, nosso grupo de pesquisa construiu uma nova molécula de anticorpo à partir do Mab anti-idiotípico Ab2-β, que mimetiza o antígeno gp43 de P.brasiliensis, denominada de fragmento variável de cadeia única (scFv), e a transfecção dessa molécula em células dendríticas (DCs) mostrou ser promissora na PCM experimental. Visto que a molécula de DC-pMAC/PS-scFv, que possui a região de reconhecimento e ativação de linfócitos T, mostrou eficiência em modelo murino de terapia na PCM experimental, este trabalho teve como objetivo investigar os efeitos da terapia com o scFv em associação às nanocápsulas. Para isso, utilizando a levedura Pichia pastoris, obtivemos a expressão da molécula de scFv recombinante que foi posteriormente encapsulada em um composto a base de PLGA, na proporção 50:50 de PLA e PGA, e testada em modelo murino. Nosso modelo de terapia com scFv encapsulado mostrou-se eficiente, uma vez que observamos diminuição do CFU, maior recrutamento de células dendríticas e macrófagos nos pulmões dos animais, bem como aumento da produção de citocinas como IFN- γ e IL-12, diminuição de IL-10 para os animais tratados com o scFv encapsulado. Para as citocinas IL-4 e IL-17, não obtivemos níveis diferentes entre os grupos de tratamento. Ainda, não observamos diferença na produção de imunoglobulina IgG1. Sendo assim, nossos resultados sugerem a modulação de resposta imune para o tipo Th1, importante na proteção da PCM e diminuição da carga fúngica pulmonar. / Paracoccidioidomycosis (PCM) is a systemic Mycosis, endemic in Latin America, with high prevalence in Brazil. The Etiologic Agent of disease are fungus of the genus Paracoccidioides. The main Antigen is gp43 Pb and it has been shown that mice immunized with monoclonal anti-gp43 antibodies (MAbs) (Ab1) induce the all idiotypic, producing antibodies anti-Id (Ab2) and anti-anti-Id (Ab3). It was observed that all the Mabs Ab2 inhibited (90%) the > gp43 by Mab 17 c (Ab1) suggesting that these anti-Id Mabs bind to the Mab paratopo Ab1, proving how the anti-Id Mabs obtained possess the internal image of gp43 (GESZTESI et al., 1996). So, our research group has built a new antibody molecule from Mab anti-idiotypic Ab2-b, which mimics the gp43 Antigen of p. brasiliensis, called single-chain variable fragment (scFv), and transfection of this molecule on dendritic cells (DCs) proved to be promising in the PCM. Since the molecule of DC-pMAC/PS-scFv, that has the recognition and activation of T lymphocytes, showed efficiency in murine model of therapy in experimental PCM, this study aimed to investigate the effects of therapy with the scFv in association to standard techniques. To do this, using the yeast Pichia pastoris, we obtained the expression of scFv recombinant molecule that was later encapsulated in the base compound of PLGA, 50:50 ratio of PLA and PGA, and tested in murine model. Our model of encapsulated scFv therapy proved to be efficient, since we observe reduction of CFU, greater recruitment of dendritic cells and macrophages in the lungs of animals, as well as increased production of cytokines such as IFN-γ and IL-12, IL-10 reduction for animals treated with encapsulated scFv. For the cytokines IL-4 and IL-17, we didn\'t get different levels between treatment groups. Still, it was not observed decrease of IgG1 immunoglobulin. So, our results suggest the modulation of immune response to Th1 type, important in the protection of the PCM.

A pele humana é o maior e um dos mais importantes órgãos, esta é a principal barreira entre o corpo e o meio externo, sempre que há um desequilíbrio no mecanismo de defesa inata, o risco de uma infecção é proeminente. A queimadura é um quadro clínico em que a barreira epitelial é danificada, resultado em uma defesa imunológica deficitária e uma grande abundância de nutrientes, o que favorece a proliferação de micro-organismos. No presente estudo foi desenvolvido e caracterizado uma suspensão inovadora de nanocápsulas poliméricas de poli(ε-caprolactona) com triclosan e α-bisabol, revestida com quitosana (NCCQ) para aplicação tópica em feridas de queimadura, com intuito de reduzir a contaminação microbiana. Foram realizados ensaios de caracterização físico-química, microbiológica e cutânea. Os resultados obtidos para os ensaios de caracterização mostraram que a suspensão de nanocápsulas apresentou diâmetro de partícula adequado, ausência de cristais ou contaminação micrométrica, potencial zeta catiônico, pH levemente ácido, com uma alta eficiência de encapsulação e estável no período de trinta dias. Os ensaios microbiológicos foram realizados frente Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa e Candida albicans, através de microdiluição seriada e teste do desafio. O primeiro ensaio mostrou uma redução no valor da concentração inibitória mínima e melhores resultados para quase todas as cepas analisadas frente aos controles e dados da literatura, inclusive P. aeruginosa, a qual possui uma alta resistência ao triclosan. O teste do desafio serviu para comprovar que o efeito antimicrobiano da suspensão, se manteve ao longo de 28 dias, mesmo quando incorporada ao curativo de hemi-celulose. Os ensaios cutâneos de permeação/penetração e lavabilidade mostraram que a suspensão de nanocápsulas NCCQ teve uma retenção no estrato córneo, o que é desejável para uma formulação tópica. / The human skin is the largest and one of the most important organs, this is the main barrier between the body and the external environment, whenever there is an imbalance in innate defense mechanism, the risk of infection is prominent. Burn is a clinical condition in which the epithelial barrier is damaged, resulting in a deficient immune defense, also the abundance of nutrients favors to proliferation of microorganisms. In the present study it was developed and characterized a novel suspension of polymeric nanocapsules of poly (ε-caprolactone) with triclosan and α-bisabol coated with chitosan (NCCQ) for topical application in burn wounds, in order to reduce microbial contamination. Physical-chemical, microbiological and skin tests were performed in order to prove its applicability. The results obtained for the characterization tests showed that the suspension of nanocapsules had suitable particle diameter, no crystals or micrometric contamination cationic zeta potential, slightly acid pH with a high encapsulation efficiency and stable within thirty days. Microbiological tests were carried forward Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa and Candida albicans, via serial microdilution and challenge test. The first experiment showed a reduction in the value of the minimum inhibitory concentration and best results for nearly all strains analyzed when compared with controls and data from the literature, including P. aeruginosa, which has a high resistance to triclosan. The challenge test was used to demonstrate that the antimicrobial effect of the suspension was maintained over 28 days even when incorporated into the dressing hemi-cellulose. The skin permeation/penetration and washability tests of NCCQ nanocapsule suspension showed that it had retention in the stratum corneum, which is desirable for a topical formulation.

Agentes com propriedades antimicrobianas e antifúngicas são nanoencapsuladas em nanopartículas tendo em vista aumentar os efeitos contra as infecções microbiológicas causadas por Aspergillus ssp. e Staphylococcus aureus. Dentre os sistemas veiculares para entrega de fármacos as nanocápsulas de núcleo lipídico se destacam e tem sido largamente estudadas devido aos seus potenciais terapêuticos. Neste estudo desenvolvemos e caracterizamos as nanocápsulas de núcleo lipídico revestidas com quitosana para assim associar efeitos antimicrobianos, do fármaco e de material de revestimento das nanocápsulas. Para tanto, encapsulamos a dapsona nas nanocápsulas com o propósito obter sua dupla atividade antimicrobiana, associada à da quitosana, material de revestimento. Posteriormente, as nanocápsulas contendo dapsona e revestidas com quitosana foram secas pela técnica de spray-drying a fim de desenvolver uma plataforma tecnológica para a obtenção de produtos intermediários e finais, para futuras aplicações pulmonares ou tópicas dos pós de nanocápsulas. As formulações de nanocápsulas de núcleo lipídico e as com dapsona revestidas com fosfatidilcolina e polissorbato 80 e fosfatidilcolina, polissorbato 80 e quitosana apresentaram distribuição unimodal. Por meio da microscopia eletrônica de transmissão foi possível observar a coroa hidrofilica das nanocápsulas constituida de estruturas micelas. Os resultados demonstraram uma redução de até dez vezes na concentração de dapsona quando nanoencapsulada em sistema nanoestruturado revestidos com fosfatidilcolina, polissorbato 80 e quitosana em comparação com a administração da dapsona em solução para efeitos antibacterianos. As formulações de nanocápsulas de núcleo lipídico sem o fármaco revestidas com fosfatidilcolina, polissorbato 80 e quitosana também inibiram o crescimento bacteriano e fúngicos quando a quitosana foi administrada nas concentrações relativas. O efeito da quitosana demostrou elevado potencial para inibir o crescimento bacteriano e fúngico. Os pós das nanocápsulas contendo dapsona revestidas com quitosana e secas com leucina apresentaram produtos intermediários para futuras aplicações biológicas, tanto para via respiratória quanto para via tópica a fim coibir as infecções causadas pelos microorganismos. / Agents with antimicrobial and antifungal properties were encapsulated into nanoparticles in order to improve the effects against microbial infections caused by Aspergillus spp. and Staphylococcus aureus. Among the carriers for drug delivery systems of the lipid core nanocapsules have been widely studied because of their therapeutic potential. In this study we have developed and characterized the lipid core nanocapsules coated with chitosan thus to associate antimicrobial effects of the drug to nanocapsules of the coating material. To this end, dapsone was encapsulated into the nanocapsules in order to obtain a double antimicrobial activity, associated to the chitosan coating material. Subsequently, the nanocapsules containing dapsone and coated with chitosan were dried by spray-drying technique in order to develop a technological platform to obtain intermediates and final products for future pulmonary or topical application of nanocapsules powders. The lipid core nanocapsules with and without dapsone coat with phosphatidylcholine and phosphatidyl choline and polysorbate 80, polysorbate 80, and chitosan showed unimodal distribution. By transmission electron microscopy it was possible to observe the crown of hydrophilic nanocapsules consisting of micellar structures. The results showed a reduction of up to ten times the concentration of dapsone when nanocoated in nanostructured system coated with phosphatidylcholine, polysorbate 80 and chitosan compared to administration of dapsone in solution for antibacterial effects.The lipid core nanocapsule formulations without drug coated with phosphatidylcholine, polysorbate 80, chitosan also inhibit bacterial and fungal growth when chitosan was administered in relative concentrations. The effect of chitosan demonstrated high potential to inhibit bacterial and fungal growth.The powder of nanocapsules containing dapsone coated with chitosan and dried with leucine showed intermediate products for future biological applications, for both the airway and topically to prevent infections caused by microorganisms.

A funcionalização de superfície nas nanocápsulas contendo doxorrubicina com o peptídeo RGD é uma estratégia promissora devido a ligação preferencial na integrina αvβ3 expressa em células tumorais. Este estudo objetivou o desenvolvimento, caracterização e estudos biológicos de nanocápsulas multiparedes com doxorrubicina e funcionalizadas com RGD. Para isso, na primeira etapa do trabalho foi realizada a síntese do peptídeo RGD. Os produtos obtidos foram caracterizados por análises de infravermelho e RMN de 1H. Na segunda etapa foram desenvolvidas formulações de nanocápsulas com doxorrubicina ou cloridrato de doxorrubicina, e, nanocápsulas multiparedes revestidas com quitosana, íons zinco, RGD ou fenilalanina. Essas suspensões foram caracterizadas através da determinação do pH, diâmetro de partícula por diferentes técnicas, potencial zeta, eficiência de encapsulação e eficiência de associação do RGD na superfície da nanopartícula. Na terceira etapa, foram realizados ensaios de viabilidade celular por MTT após 24 e 72h com as formulações desenvolvidas em células de câncer de mama (MCF7) e glioblastoma humano (U87MG). As formulações apresentaram diferentes valores de citotoxicidade e, utilizando o Gráfico de Pareto foi possível determinar os fatores que exercem maior influencia. Em células MCF7 foi a concentração de fármaco e tempo de tratamento e, nas células U87MG além desses fatores, a funcionalização mostrou-se determinante. Além disso, foi avaliada a captação das nanocápsulas funcionalizadas com RGD e fenilalanina após 24h nas células tumorais e células de queratinócitos humanos (HaCat), com diferentes níveis de expressão da integrina αvβ3. O estudo mostrou menores valores de captação nas células HaCat (sem expressão de integrina αvβ3) para as duas formulações testadas. Finalmente as nanocápsulas funcionalizadas com RGD apresentaram maior captação em células U87MG com maior expressão da integrina αvβ3. / The surface functionalization in nanocapsules containing doxorubicin with RGD peptide is a promising strategy due to preferential binding in the αvβ3 integrin expressed on tumor cells. This study aimed the development, characterization, and biological studies of multiwall nanocapsules containing doxorubicin and functionalized with RGD. For this reason, in the first stage of this study the synthesis of RGD peptide was performed and the products characterized by infrared analysis and 1H NMR. Besides, nanocapsules formulations were developed containing doxorubicin or doxorubicin hydrochloride, and multiwall nanocapsules coated with chitosan, zinc ions, RGD or phenylalanine. These suspensions were characterized by pH determination, particle diameter by different techniques, zeta potential, encapsulation efficiency, and association efficiency of RGD on the surface of the nanoparticle. Additionally, it was performed cell viability assays by MTT after 24 and 72 hours with formulations developed in breast cancer (MCF7) and human glioblastoma cells (U87MG). Formulations showed different cytotoxicity values. The Pareto chart was possible to determine factors that have more influence. In MCF7 cells was drug concentration and treatment time, and U87MG cells, besides these factors, the functionalization was decisive. Furthermore, it was performed the cellular uptake of nanocapsules functionalized with RGD or phenylalanine after 24 hours in tumor cells and human keratinocyte cells (HaCaT), with different levels of expression αvβ3 integrin. The study showed less uptake in HaCaT cells (without expression αvβ3 integrin) for the two formulations applied, and the nanocapsules functionalized with RGD showed more uptake in U87MG cells, with higher expression of integrin αvβ3.