The Electrospray (ES) technique is a promising particle generation method for drug delivery due to its capabilities of producing monodisperse PLGA composite particles with unique configurations and high drug encapsulation efficiency. In the dissertation work, the coaxial dual capillary ES was used to generate drug-loaded core-shell PLGA particles to study the effects of particle filling materials, drug loading locations and particle shell thicknesses on the resultant in vitro release behaviors of the hydrophilic and/ or hydrophobic model drugs. Through release profile characterization of drug-loaded PLGA particles (particle size: 400 nm and 1 μm), it was confirmed that the co-encapsulation of Budesonide (BUD, the hydrophobic small-molecule model drug) and Theophylline (THY, the hydrophilic small-molecule model drug) in the particle cores is the most effective drug loading strategy for extended release of the fixed combined BUD and THY. Particles composed of PLGA fillers with lower molecular weights and with greater shell layer thicknesses could release THY in a well controlled fashion. On the other hand, a slower release rate of Bovine Serum Albumin (BSA, the protein model drug) from PLGA particles with greater shell thickness was also observed. Sequential release of BSA and Paclitaxel (PTX, the hydrophobic small-molecule anti-cancer model drug) was achieved by the 400-nm PLGA (Mw: 7,000-17,000 g/mol, LA/GA: 50/50) particles with potential biopharmaceutical applications in cancer therapy.

Parmi les procédés de fabrication continue, l’extrusion par fusion à chaud est une technique dont l’intérêt dans le domaine pharmaceutique est grandissant. Ce procédé permet la formation des dispersions solides des substances actives au sein des matrices polymériques ou lipidiques. En fonction de l’excipient et de la substance active, cela peut être largement utilisé pour la conception des systèmes: (i) pour une libération immédiate, (ii) pour une libération modifiée et (iii) pour le masquage de goût. Les systèmes à libération modifiée sont des dispositifs intéressants qui permettent d’améliorer la biodisponibilité de la substance active, son efficacité ainsi que l’observance des patients. En fonction de la nature de l’excipient, différents systèmes avec des mécanismes de libération variés peuvent être produit, notamment des matrices inerte, érodable ou gonflante. Le poly éthylène oxide est un polymère semi- cristallin et hydrophile qui peut être utilisé pour la libération contrôlée. Son point de fusion compris entre 63 et 67 °C le rend adapté pour l’extrusion. Surtout, ses capacités de gonflement permettent d’administrer la substance active de façon contrôlée en fonction du poids moléculaire du poly éthylène oxide. Les objectifs de ce travail sont (i) d’étudier l’impact des paramètres critiques du procédé (température d’extrusion et vitesse des vis d’extrudeuse) sur le profil de libération de la substance active, (ii) de déterminer l’impact des paramètres de formulations (poids moléculaire du poly éthylène oxide, charge et type de la substance active) sur le profil de libération de la substance active et (iii) d’évaluer des formes galéniques solides conçues par le procédé d’extrusion à celui de la compression directe. Il a été montré que la variation de la température d’extrusion et de la vitesse des vis altérait l’apparence de l’extrudat et ainsi la distribution de la substance active au sein de l’extrudat. Il s’est avéré dans notre étude que la libération de la substance active n’était pas particulièrement affectée par ces changements de température et vitesse de vis de l’extrudeuse. De plus, cette étude a permis de fixer les paramètres pour les projets suivants: température 100 °C ; vitesse des vis 30 rpm ; longueur de la forme galénique 1 cm. Des extrudats de poly ethylène oxide contenant 10 % de théophylline et du poly éthylène oxide de 100 à 7000 kDa ont été utilisés dans ce travail. Il a été observé que lorsque le poids moléculaire du poly ethylène oxide augmente de 100 à 600 kDa, la libération en substance active diminue de façon importante alors qu’une augmentation jusqu’à 7000 kDa ne diminue que légèrement la libération. Des études du gonflement ont montré que ce phénomène corrélait aux variations de volume de la partie opaque de l’extrudat (gel non transparent et cœur solide). / Among continuous manufacturing processes, hot melt extrusion is a technique with growing interest in the pharmaceutical field. This process enables the formation of solid dispersions of many drugs within a polymeric or lipidic carrier. Hot melt extrusion can be widely used for different issues using the appropriate carrier and drug. Here are the mostly used concepts in pharmaceutical solid dosage forms: (i) immediate release, (ii) modified release and (iii) taste masking. Modified release systems have been taken into account to be very interesting devices for the improvement of drug- bioavailability, drug- efficacy as well as the patient compliance. Various systems with different release mechanisms can be manufactured, depending on the nature of the carrier (inert, erodible, and swelling matrices). Poly ethylene oxide is a semi crystalline and hydrophilic polymer which can be used to control drug delivery. The poly ethylene oxide melting point ranging from 63 to 67 °C makes it suitable for hot melt extrusion. Importantly, the swelling capacities of the hydrophilic poly ethylene oxide matrices are able to deliver drug in a time controlled manner, in respect of the poly ethylene oxide molecular weights. The purposes of this work were (i) to study the impact of critical process parameters (extrusion temperature and screw speed) on the drug release behavior, (ii) to determine the impact of formulation parameters (poly ethylene oxide molecular weight, nature of drug and drug loading) on drug release kinetics, and (iii) to evaluate solid dosage forms prepared by hot melt extrusion versus direct compression. Interestingly, the variation of the extrusion temperature and the screw speed leads to the altering of the extrudate appearance and thus the distribution of drug into the extrudate. However, this changing has not influenced the drug release remarkably. Thus, this study was useful to set the parameters for the following projects (temperature 100 °C; screw speed 30 rpm; dosage form size 1 cm). Poly ethylene oxide hot melt extrudates containing 10 % theophylline and based on 100 - 7,000 kDa poly ethylene oxide are used for this thesis. Importantly, the drug release decreased substantially with the increase of the poly ethylene oxide molecular weight from 100 to 600 kDa. However, further increasing of the molecular weights leads to only a slight decrease in the release rate. Swelling studies have shown that this phenomenon correlated with the change in volume of the opaque part of the extrudates (non-transparent gel and solid core).

Charles University Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Pharmacology & Toxicology Student: Jana Rambousková Supervisor: Prof. MUDr. Radomír Hrdina, CSc. Title of diploma thesis: Pharmacotherapy of mood disorder This diploma thesis deals with the characterization of mood disorders concentrating especially on depression disorders. It presents the classification of mood disorders according to classification MKN-10. The diploma thesis presents patophysiology of depression disorders, their causes, symptoms and progress. It analyses the choice of pharmacotherapy in depression disorders and bipolar affective disorder. It describes individual groups of antidepressants and drugs used for treatement of bipolar affective disorder. It analyses their mechanism of action, indications, contraindications and adverse effects. At the end of diploma thesis states the other use of antidepressants in non- psychiatric indications.

Orientador: Leonardo Fernandes Fraceto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T15:38:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campos_EstefaniaVangelieRamos_M.pdf: 7315526 bytes, checksum: e92d25c76302901307a5c47fb9437573 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O Brasil tornou-se um dos maiores consumidores de defensivos agrícolas em função do seu crescimento no cenário mundial na produção agrícola. Embora esses produtos tragam benefícios para a produção agrícola, têm sido encontrados em concentrações alarmantes nos recursos hídricos e no solo, levando a necessidade de se buscarem alternativas para a redução de seus impactos negativos no meio ambiente. O presente trabalho teve como objetivo o preparo e caracterização de nanopartículas poliméricas (NC) e lipídicas sólidas (NLS) para o carreamento conjunto dos fungicidas carbendazim (MBC) e tebuconazol (TBZ), a fim de aumentar a sua eficácia biológica, além de diminuir os processos físico-químicos de degradação que estes ativos sofrem no ambiente. Os dois sistemas carreadores preparados apresentaram alta eficiência de encapsulação para ambos os fungicidas, superior a 99 %. As NC contendo fungicidas apresentaram diâmetro médio em torno de 550 nm, índice de polidispersão inferior a 0,2 e potencial zeta de aproximadamente -17 mV. Enquanto as NLS apresentaram diâmetro médio em torno de 270 nm, índice de polidispersão superior a 0,2 desde o tempo inicial e potencial zeta de -20 mV. As nanopartículas foram capazes modificar o perfil de liberação dos fungicidas. A liberação do MBC quando associado as nanopartículas em 6 dias foi em torno de 30 % Já para o TBZ no mesmo período de tempo a liberação a partir das nanopartículas foi de 50 %. O modelo matemático que mais se ajustou a liberação do MBC de ambas as nanopartículas foi o de Higuchi. Considerando a liberação do TBZ a partir das nanopartículas o modelo de primeira ordem melhor se ajustou. Os ensaios de liberação em solo demonstrou que as nanopartículas reduzem a porcentagem de lixiviação dos fungicidas, onde para o MBC houve liberação de 17 % a partir da formulação comercial e quando associado as nanopartículas esse valor foi inferior a 5 % com um total de 10 lavagens do solo. Já para o TBZ a formulação comercial liberou 20 % e quando associado as nanopartículas foi em torno de 15 %. Ensaios de viabilidade celular demostraram que as partículas diminuem a toxicidade dos fungicidas à célula animal , sendo os valores de IC50 de 67, 89 e 81 µg/mL para a formulação comercial, NC e SLN respectivamente. Ensaios na espécie P. vulgaris evidenciaram que os fungicidas quando encapsulados causam menos impactos no desenvolvimento das plântulas. Os resultados obtidos mostraram que foi possível preparar sistemas carreadores para os fungicidas sendo, desta forma, obtidos bons sistemas carreadores com modificação no perfil de liberação e diminuição da citotoxicidade, desta forma sendo uma alternativa para o combate de pragas que acometem as culturas na agricultura / Abstract: Brazil has become a major consumer of pesticides according to their growth on the world stage in agricultural production. Although these products bring benefits to agriculture, they cause many impacts to the environment because they are found in high concentrations in soil and water resources. This work aimed to prepare and characterize nanoparticles (polymeric and solid lipid) in order to encapsulate two fungicides carbendazim and tebuconazole. This strategy aims to minimize their impacts to the environment and increase their biological effectiveness, besides of decreasing the physicochemical process of degradation of these compounds into the environment. Both carrier systems showed high encapsulation efficiency for both fungicides (higher than 99 %). The polymeric nanocapsules (NC) with fungicides showed mean diameter around 550 nm, polidispersity lower than 0.2 and zeta potential around - 17 mV. While solid lipid nanoparticles (NLS) showed mean diameter around 270 nm, polidispersity higher than 0.2 since initial time and potential zeta around - 20 mV. Nanoparticles were able to modify the release profile of fungicides. The release of the MBC when associated nanoparticles in 6 days was around 30%. For the TBZ in the same period of time the release from the nanoparticles was 50%. The mathematical model that most adjusted the release of MBC of both nanoparticles was to Higuchi. Whereas the release of the nanoparticles from the TBZ model best fit was observed by the first-order. Cell viability assays showed that particles decrease the toxicity of fungicides, which IC50 values of 67, 89 and 81 µg/mL for the commercial formulation, NC and SLN respectively. The plant assays with P. vulgaris showed that fungicides when encapsulated provoke less impact on seedling development in relation to commercial formulation. The results obtained with these formulations showed that it was possible to prepare nanoparticlescarrier systems for both fungicides in the same carrier and that the fungicide encapsulation decreased the cytotoxicity, increase fungicides effectiveness and thus being a possible alternative to control diseases that affect crops in agriculture / Mestrado / Bioquimica / Mestra em Biologia Funcional e Molecular

Thèse réalisée dans le cadre d'une collaboration avec UCB Pharma et la région Wallonne s'inscrivant dans le cadre du projet SAS. Le but de ce projet était de développer des implants sous-cutanés imprimés en trois dimensions pour permettre une libération d’anticorps thérapeutique de manière prolongée au cours du temps. En effet, les thérapies disponibles sont souvent administrées par voie intraveineuse, ce qui peut réduire la compliance des patients dû à l’inconfort et à la fréquence de ces administrations. Les systèmes de délivrance, tels que des implants, peuvent limiter les fréquences d’administration grâce à l’insertion d’un dispositif qui libèrera le principe actif au cours du temps durant une période donnée. Les implants s’inscrivent comme une alternative aux microsphères qui sont également des dispositifs développés et investigués en vue de favoriser l’adhésion et la compliance des patients. L’avènement du 3D dans le milieu pharmaceutique a montré une certaine frénésie liée au développement de la médecine personnalisée et à l’innovation du procédé dans ce secteur. La sélection d’un matériau biocompatible et biorésorbable tel que le PLGA représente une véritable plus-value dans le développement d’implant. Etant donné que ces implants sont biodégradables, le retrait n’est pas à envisager, ce qui limite les désagréments du patient à un seul acte chirurgical lors de l’implantation. Au cours de ce travail, une approche pragmatique a d’abord été abordée sur les procédés d’extrusion à chaud et de l’impression 3D en utilisant un polymère couramment employé dans l’impression grand public, le PLA. L’investigation des paramètres d’impressions (température d’impression, epaisseur de couche et vitesse d’impression) et l’usage de divers plastifiants (la triacétine (TA), le polyethylène glycol 400 (PEG 400), le citrate de triéthyle (TEC) et l’acétyle citrate de triéthyle (ATEC)) pour faciliter les procédés à chaud et dans l’idée de réduire les températures d’extrusion et d’impression du matériau ont été évalués. Ces essais ont démontré l’effet de la température d’impression sur la qualité de l’impression et principalement sur les propriétés du matériau comme la force de traction et la ductilité. De plus, l’ajout de plastifiant à la matrice du PLA a permis de diminuer sa température de transition vitreuse. Par exemple, la température de transition vitreuse du PLA a été diminuée de 53 °C à 34 °C par l’ajout de PEG 400. Cette approche avait pour but d’évaluer la possibilité de diminuer les températures d’impression dans l’optique d’encapsuler à chaud un anticorps sensible à la chaleur pour la suite de ce travail.Ensuite, le développement de filaments imprimables contenant des anticorps a été abordé et mis en place à l’aide d’un modèle d’anticorps polyclonal disponible en grandes quantités et à des coûts relativement faibles. Un anticorps à l’état solide a été favorisé dans le procédé car il est largement accepté que les protéines sous forme solide sont plus stables au cours du temps en comparaison aux solutions d’anticorps. De plus, cet état solide facilite les manipulations précédant l’extrusion comme l’étape de mélange. Pour la réalisation des filaments, différents types de PLGA ont été investigués afin d’atteindre les propriétés nécessaires à l’impression en termes de diamètre mais également de comportement physique. Ces dérivés étaient caractérisés par des masses moléculaires différentes comme pour le PDLG5004 (44 kDa), le RG502 (7-17 kDa) et parmis eux, un copolymère PEG-PLGA (2 kDa-20 kDa). Un PLGA de faible masse moléculaire a été sélectionné pour développer ce filament. En effet, les extrusions étaient réalisables à une température maximum de 90 °C et les impressions à 113 °C minimum. L’un des enjeux cruciaux du développement de filament imprimable contenant un anticorps à haute concentration, au minimum 15% (w/w), était d’en assurer l’homogénéité. Cependant, l’usage de températures aussi élevées lors de l’impression a induit la dégradation de l’anticorps par la formation d’agrégats et principalement de fragments. Ces derniers sont généralement produits lors de procédé à haute température ou par l’usage de conditions drastiques telles que l’acidification du milieu. Cette plateforme a été adaptée à l’encapsulation d’anticorps thérapeutique fournit par UCB Pharma. L’usage d’un anticorps monoclonal possédant une stabilité supérieure à celle du modèle initialement utilisé permettrait d’identifier l’impact du procédé sur l’intégrité de l’anticorps. La formulation de l’anticorps a été réalisée en utilisant différents stabilisants conventionnels (sucrose (Suc), trehalose (Tre), 2-Hydroxypropyl-beta-cyclodextrine (HP-β-CD), inuline (Inu) et sorbitol (Sor)) et reconnus pour la stabilisation des protéines. A côté des excipients ajoutés, différentes quantités d’excipients ont été investigués. Ces manipulations ont montré que la stabilité de l’anticorps était privilégiée à l’aide du sucrose et du tréhalose à un ratio anticorps monoclonal:excipient de 2.0:1. En gardant ce ratio, l’ajout d’un acide aminé (leucine) aux deux disaccharides précédemment cités, a amélioré la stabilité de l’anticorps vis-à-vis des procédés à chaud (extrusion et impression 3D). L’homogénéité au sein des filaments imprimables et des pièces 3D a été confirmée tout au long du procédé. En effet, les charges en anticorps étaient similaires à la charge théorique de 15% (w/w). Aucune fragmentation de l’anticorps n’a été observée à l’issue des procédés à chaud. Cependant, une augmentation des agrégats de 2.6% en solution à 3.6% après impression 3D a été constatée à la fin du processus. Après avoir stabilisé l’anticorps, le but premier étant d’en promouvoir une libération prolongée au cours du temps. Les profils ont révélé une libération en trois phases au cours du temps mais avec un relargage après 24h relativement faible (< 5%) dû à la densité des matrices polymériques. Ensuite, la dégradation du polymère représente l’élément limitant la libération de l’anticorps au cours du temps. En effet, l’érosion du polymère joue un rôle clé dans la libération de l’anticorps encapsulé. La libération au cours du temps a été démontrée sur une période allant jusqu’à 15 semaines. La stabilité de l’anticorps dans le milieu de dissolution a été évaluée et une dégradation de celui-ci au cours du temps a été observée. Cette dégradation est principalement liée à l’érosion du polymère et à l’acidification du milieu au cours du test de dissolution. Après avoir optimisé la formulation de l’anticorps et avoir démontré la libération prolongée de celui-ci, son affinité restait à être étudiée. La capacité de l’anticorps à se lier à sa cible a pu être démontrée après 24h de dissolution mais cette affinité s’est réduite au cours de la durée de la dissolution avec une augmentation de l’agrégation et de la fragmentation de l’anticorps. Une étude de stabilité a également démontré que les implants imprimés en 3D sont stables à une température 5 °C sur une durée de 6 mois. Aucun élément de dégradation n’a été observé au cours du temps et l’affinité de l’anticorps a été préservée au cours de l’étude. Finalement, cette plateforme a également été évaluée pour l’encapsulation d’une troisième molécule biologique, un fragment d’anticorps monoclonal, pour d’une part en estimer la stabilité et l’applicabilité et d’autre part envisager une prochaine étude pré-clinique sur rongeurs. Le fragment d’anticorps a montré une stabilité supérieure à celle de l’anticorps monoclonal avec une faible agrégation après l’extrusion et l’impression. La libération prolongée du fragment a été évaluée sur 8 semaines et une libération du fragment de 79% a été observée avec une formulation contenant du tréhalose et de la leucine. En effet, les fragments d’anticorps ont une demi-vie plasmatique relativement faible, de l’ordre de 28 minutes, ce qui donne tout son sens à des systèmes à libération prolongée. Pour finir, la réalisation d’une étude pré-clinique permettrait de valider le modèle. En conclusion, ce travail a démontré la faisabilité de l’usage de l’impression 3D en vue de développer des systèmes à libération prolongée contenant des anticorps et en utilisant des procédés à hautes températures. Ces implants ont été caractérisés par une stabilité favorable et une libération intéressante qui feront l’objet d’investigation lors d’études pharmacocinétiques. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Pharmacie) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L'objectif de cette thèse est de préparer des microsphères chargées en une protéine modèle, le lysozyme, en utilisant un nouveau copolymère pentabloc. La libération de protéine à partir des microsphères obtenues doit être continue et complète sur une période d’au moins un mois. Des copolymères pentabloc PLGA-P188-PLGA et une protéine modèle, le lysozyme, ont été utilisés. La présence du bloc central P188 la masse molaire du segment PLGA, le type de solvant, la concentration en polymère, la vitesse d’agitation de l’émulsion et la teneur en tensioactif ont tous un effet sur la porosité des microsphères. La teneur en tensioactif et la vitesse d'agitation ont principalement contribué au contrôle de la taille des particules. En ajustant les caractéristiques du segment PLGA et les paramètres du procédé, la libération de la protéine a été améliorée. Une libération prolongée et complète de protéines sur 8 semaines a été obtenue en suivant le modèle d’Higuchi. La modulation du profil de libération de la protéine a été obtenue par un mélange physique de différentes microsphères. Cette stratégie peut-être appliquée à une seule protéine ou dans le cadre d’une thérapie combinée. / The aim of this thesis is to formulate protein-loaded microspheres with penta-block copolymers for a sustained and completed protein release for at least one month. A new PLGA-P188-PLGA penta-block copolymers were used. The presence of a P188 central block facilitated the control of particle morphology and size. LA/GA ratio, the molecular weight of PLGA segment, solvent type, polymer concentration, emulsifying speed and surfactant content all affected microsphere porosity.The surfactant concentration and agitation speed principally contributed to particle size control. By adjusting the polymer characteristics and the process parameters, the protein release was improved remarkably. An 8-week completed and sustained protein release complying with the Higuchi model was achieved. The physical mixing of different microparticles was then studied for modulating release profile.The achievement of protein delivery with controlled release profile raised its applicability, especially for one protein sustained release or combined therapy.

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