A peri-implantite acomete um número crescente de indivíduos e os protocolos de tratamento objetivam descontaminar as superfícies dos implantes e torná-las novamente osseointegráveis. Porém, ainda não foi estabelecido um padrão ouro de tratamento para peri-implantite. Este estudo testa o poder de descontaminação do laser em baixa intensidade (LBI), da terapia fotodinâmica (PDT) e do azul de toluidina O (TBO). Sobre discos de titânio de 1,5 mm de espessura e 4,0 mm de diâmetro de superfícies lisas ou rugosas foi permitida a deposição natural de biofilme microbiano por 7 dias após os quais os discos foram divididos em grupos experimentais (15 discos por grupo), de acordo com o método de descontaminação: grupo LBI (laser de InGaAlP de 660 nm, 30 mW, 45 J/cm2 no modo continuo por 30 s); grupo PDT; grupo TBO (aplicação de TBO por 60 s); grupo controle positivo (C) sem tratamento e grupo controle negativo (NC) estéril. Os discos foram implantados em tecido conjuntivo subcutâneo de ratos e, após 7, 28 e 84 dias, foram obtidas 5 biópsias de cada grupo para análise em microscopia óptica. Implantes lisos e rugosos não diferiram com relação ao grau de fibrosamento e severidade do infiltrado inflamatório, mas a área do tecido reacional perimaterial foi maior nos rugosos (2,6 ± 3,7 x 106 µm2) do que nos lisos (1,9 ± 2,6 x 106 µm2). O grupo C foi o que apresentou menor grau de fibrosamento do tecido reacional (1), mas somente houve diferença estatisticamente significante (p = 0,0230) entre os grupos C e NC. A severidade do infiltrado inflamatório somente diferiu significantemente entre os grupos aos 7 dias, quando o grupo NC apresentou o menor escore (2) em comparação aos demais grupos (3). Com relação à área do tecido reacional perimaterial, só houve diferenças entre os grupos aos 7 dias, quando o grupo C apresentou maior área que os demais grupos (9,11 ± 2,10 x 106 µm2), porém, sem diferença estatisticamente significante em comparação aos grupos LBI e TBO. A área apresentada pelo grupo PDT (4,34 ± 1,49 x 106 µm2) só foi inferior ao grupo NC (0,65 ± 0,23 x 106 µm2). A espessura do tecido reacional não confirmou a diferença entre os discos de superfície lisa e os de superfície rugosa (p = 0,2801), mas confirmou todas as demais comparações relativas à área, sendo que o grupo NC apresentou menor espessura que os demais somente aos 7 dias. O grupo NC apresentou menor espessura de tecido reacional do que os demais grupos, mas essa diferença foi estatisticamente significante somente aos 7 dias. Os demais grupos não diferiram entre si quanto a esse parâmetro. Concluiu-se que implantes rugosos ou lisos contaminados por biofilme microbiano e tratados com LBI, PDT e TBO não diferem entre si quanto aos parâmetros inflamatórios teciduais, parecendo haver leve superioridade da PDT sobre os demais tratamentos apenas no período mais precoce de observação. Porém, com o passar do tempo, todos os tratamentos se equiparam a implantes estéreis quanto à reação tecidual perimaterial. / The peri-implantitis is a disease that is increasing in a number of individuals and the protocols of treatment has intended to decontaminate the implant surfaces and makes this biocompatible again. However, until this moment, a gold standard for peri-implantitis treatment was not established. The present study tests the power of decontamination of low intensity laser (LBI), photodynamic therapy (PDT) and toluidine blue O (TBO). The natural deposition of microbian biofilm was allowed on titanium discs with 1,5 mm of thickness and 4,0 mm of diameter and smooth and grooved surfaces during 7 days when the discs were separated in experimental groups (15 discs each group), in accordance with the decontamination method: LBI group (decontamination with InGaAlP laser, 660 nm, 30 mW, 45 J/cm2 in continuous way during 30 s); PDT group; TBO group (application of TBO during 60 s); controlled positive group (C) without any kind of treatment and controlled negative group (NC), sterile. The discs had been implanted in rats subcutaneous connective tissue and, after 7, 28 and 84 days, had been gotten 5 biopsies from each group for histology processing. Smooth and grooved implants did not differ on fibrosis grade and severity of the inflammatory infiltrate, however the perimaterial reaction tissue area was bigger on grooved implants (2,6 ± 3,7 x 106 µm2) that on smooth implants (1,9 ± 2,6 x 106 µm2). The C group was the one that showed the smallest reaction tissue fibrosis grade (1), but only was significant statistical difference (p = 0,0230) between C and NC groups. The severity of inflammatory infiltrate only significant differed between the groups on 7 days, when the NC group showed the smallest score (2) in comparison to the others groups (3). In relation to the perimaterial reaction tissue area, only were differences between the groups on 7 days, when C group showed bigger area than the others (9,11 ± 2,10 x 106 µm2), nevertheless, without significant statistical difference in Comparison to LBI and TBO groups. The area presented by PDT group (4,34 ± 1,49 x 106 µm2) only was inferior to NC group (0,65 ± 0,23 x 106 µm2). The reaction tissue thickness did not confirmed the difference between smooth and grooved surfaces discs (p = 0,2801), however it confirmed all the comparisons related to the area parameter, where NC group showed smaller thickness than the others only on 7 days. NC group showed smaller thickness than the others, but this difference was statistical significant only on 7 days. The other groups did not differ among them in this parameter. It was concluded that grooved and smooth implants contaminated by a microbian biofilm ant treated with LBI, PDT and TBO did not differed among them in relation to tissue inflammatory parameters, seems that is a light superiority of PDT in relation to the others only in the earliest period of observation. Nevertheless, with the time, all the treatments were equally to sterile implants in relation to perimaterial reaction tissue.

A colonização por microrganismos no sulco periimplantar ocorre muito precocemente, logo após a cirurgia de instalação dos implantes. Portanto, faz-se necessário um ótimo controle de higienização, que muitas vezes não ocorre durante as primeiras semanas, devido ao receio por parte do paciente em traumatizar a área cirúrgica. A terapia fotodinâmica ou PDT (Photodynamic Therapy) torna-se como uma alternativa de solucionar ou minimizar este problema, já que danifica ou destrói as células bacterianas, sem provocar formação de cepas resistentes ao procedimento. Com este intuito, o projeto foi proposto a fim de avaliar o efeito da terapia fotodinâmica na microbiota do sulco periimplantar. Após triagem (critérios de inclusão: normorreativos, com espaço intercalar superior, sem histórico de doença periodontal grave), 14 pacientes foram selecionados e reabilitados com implantes Standard Plus (Straumann® Dental Implant System), divididos em dois grupos, um grupo controle (GC) e um grupo submetido à terapia fotodinâmica (GPDT), cujo protocolo foi: irradiação contínua de 120J/cm2 de densidade de energia, numa potência de 40mW, associada ao corante azul de metileno a 0,005%. As aplicações foram realizadas no dia da instalação do implante, após 15, 30 e 45 dias. As coletas microbiológicas foram efetuadas no pós-cirúrgico imediato e na 6ª semana, nos dois grupos, utilizando cones de papel estéril. No GPDT, outras duas coletas foram realizadas após aplicação da terapia no dia da cirurgia e após 45 dias. Todo material coletado passou por diluições seriadas, semeado em meios de cultura e incubados em anaeróbiose para posterior contagem do número de unidades formadoras de colônias totais (UFCt) e pigmentadas de preto (UFCp). Os testes estatísticos aplicados foram os de Wilcoxon e MannWhitney. O número de UFCt e UFCp do pós-cirúrgico imediato para 6ª semana apresentou aumento, estatisticamente significante, nos dois grupos. No comparativo entre grupos não houve diferença, estatisticamente significante, entre a diferença do número de UFCt e UFCp do pós-cirúrgico imediato para 6ª semana. Quanto à eficiência da PDT, os resultados mostraram que houve uma redução, estatisticamente significante, tanto para as UFCt como UFCp nos dois momentos aplicados. Tendo como referência a mediana, a redução foi aproximadamente de 80% e 50% para as UFCt no pós-cirúrgico imediato e na 6ª semana, respectivamente. Para as UFCp, os valores foram de 100% e 90%. Conclusão: A terapia fotodinâmica é eficiente para redução das UFCt e UFCp, presentes no sulco periimplantar, durante a osseointegração. No entanto, essa terapia não impede a recolonização, nem o crescimento bacteriano ao longo do tempo. / The colonization by microorganisms in the peri-implant sulcus happens very early, right after the surgery to implant placement is finished. Therefore, a great hygienization control is required, such control does not occur in the first weeks due to the patients fear in traumatizing the surgical area. The photodynamic therapy (PDT) becomes an alternative to solve or to minimize such problem, since it damages or destroys the bacterial cells, without causing the formation of strains, resistant to the procedure. This project was proposed in order to evaluate the photodynamic therapy in the microbiota of the peri-implant sulcus. After the selection of patients (criteria: normoreactive patients, presenting intercalate superior space, with no history or signs of advanced aggressive periodontitis), 14 patients were seletected and rehabilitated via Standard Plus implants (Straumann® Dental Implant System), divided into two groups, a control group (GC) and a group subjected to the photodynamic therapy (GPDT), whose protocol was: continuous irradiation of 120J/cm2 of energy density, in 40mW of potency, associated to the Methylene blue dye at 0,005%. The applications were made in the implant placement day, after 15, 30 and 45 days. The microbiological collections were made in the immediate postoperative and in the 6th week, in both groups, by means of sterile paper points. In the GPDT, two other collections were made, one after the therapy application in the surgery day and one after 45 days. All the material collected passed through serial dilutions, plated in culture media and incubated in anaerobiosis to later counting of the total numbers of total colony-forming units (CFUt) and the numbers of black pigmented colony-forming units (CFUp). The statistical tests applied were the Wilcoxon and Mann-Whitney. The numbers of CFUt and CFUp in the immediate postoperative and in the 6th week, showed significant increase statistically in both groups. Comparing both groups, there was no statistically significant difference between the difference of the number of CFUt and CFUp in the immediate postoperative and in the 6th week. Regarding the PDT efficiency, the results showed a reduction, statistically significant, for CFUt and CFUp, in both application moments. Considering the median as a reference, the reduction was about 80% and 50% of CFUt in the immediate postoperative and in the 6th week, respectively. To CFUp, the values were 100% and 90%. Conclusion: the photodynamic therapy is efficient to CFUt and CFUp reduction, existent in the peri-implant sulcus, during the osseointegration. However, this therapy does not prevent the recolonization, neither the bacterial increasing over time.

As lesões da periimplantite se não tratadas propriamente podem levar à reabsorção óssea e conseqüente perda do implante. Os implantes com superfície rugosa apresentam melhor resposta do tecido ósseo e melhor ancoragem, entretanto facilitam a formação de biofilme sobre sua superfície, dificultando o tratamento da periimplantite. Diversos métodos de limpeza da superfície do implante têm sido descritos, porém podem danificar sua superfície ou gerar resistência a longo prazo. A terapia fotodinâmica (PDT) surge como uma opção viável e de baixo custo para o tratamento da periimplantite. O objetivo deste estudo in vitro foi analisar a descontaminação bacteriana da superfície de implantes por meio da terapia fotodinâmica. 60 implantes dentários (TiUnite Nobel) foram igualmente divididos (n=10) em 4 grupos e 2 subgrupos. Em G1 não houve descontaminação (controle negativo), enquanto em G2 realizou-se a descontaminação pelo método tradicional com gluconato de clorexidina a 0,12% (controle positivo). G3 (PDT laser+corante) e G4 (sem corante) foram divididos em dois subgrupos cada, sendo que em G3a e G4a utilizou-se a PDT por 3 minutos, G3b e G4b por 5 minutos. Após 5 minutos em contato com o corante azul de metileno a 0,01% (G3), os implantes foram irradiados (G3 e G4) com laser diodo de baixa potência (AsGaAl, 660 nm, 30 mW) por 3 ou 5 minutos (7,2 e 12 J). Após diluições seriadas, os meios de cultura foram mantidos em atmosfera de anaerobiose por uma semana, e então realizada a contagem das unidades formadoras de colônias para cada grupo. Os testes estatísticos de Kruskal-Wallis e Mann-Whitney mostraram haver diferença significante (p<0,001) entre G1 e os demais grupos, bem como G4 comparado com G2 e G3. Melhores resultados de descontaminação foram obtidos para G2 e G3, sem diferença estatisticamente significante entre si. Os resultados obtidos neste estudo sugerem que a terapia fotodinâmica pode ser considerada um método eficaz para redução bacteriana em superfícies de implantes e que somente a irradiação laser, sem a associação do corante, foi menos eficiente (p<0,001) que a PDT. / If periimplantitis lesions are not properly treated, they can lead to bone resorption and loss of the implant. Implants with rough surface present better results and anchorage, however, they can facilitate biofilm formation on their surface, making the treatment of periimplantitis more difficult. Several surface debridement methods have been reported, however, some of them can injury the implant surface or create bacterial resistance in a long term followup. The photodynamic therapy (PDT) is a viable and low-cost option for treatment of periimplantitis. The aim of this in vitro study was to analyze the decontamination of implant surfaces by means of photodynamic therapy. 60 dental implants (TiUnite Nobel) were equally distributed (n=10) into 4 groups and 2 subgroups. At G1 group there was no decontamination (negative control), while in G2 the decontamination was made through the conventional method with chlorhexidine gluconate 0.12% (positive control). G3 (PDT laser+dye) and G4 (without dye) were divided in two subgroups each; while in G3a and G4a PDT was carried out for 3 minutes, G3b and G4b, was for 5 minutes. After five minutes in contact with methylene blue 0,01% dye (G3), the implants were irradiated (G3 and G4) with a diode low-power laser (AsGaAl, 660 nm, 30 mW) for 3 or 5 minutes (7.2 and 12J). After the dilutions, the culture media were kept in anaerobiosis atmosphere for one week, and then the counting of bacteria colonies was done for each group. The statistical tests of Kruskal-Wallis and Mann-Whitney showed significant difference (p<0,001) between G1 and other groups, as well as G4 compared with G2 and G3. Better results of decontamination were obtained in G2 and G3, with no statistical significance between them. The results of this study suggest that the photodynamic therapy can be considered an efficient method of bacteria reduction of implants surfaces, and only the laser irradiation, without dye association, was less efficient (p<0,001) than PDT.

Neste trabalho foi investigada a ação fotodinâmica dos pró-fármacos 5-ALA e 8-ALA incorporados em nanopartículas de quitosana, através da incidência de luz em células de melanoma, utilizando sinergicamente a Eletroquimioterapia e a Terapia Fotodinâmica. O ácido 5-aminolevulínico (5-ALA) e seus ésteres derivados são precursores metabólicos da protoporfirina IX (PpIX) e apresentam uma penetração limitada no estrato córneo. Portanto, o objetivo desse trabalho foi desenvolver, caracterizar e avaliar o efeito fotodinâmico das nanopartículas de quitosana contendo os pró-fármacos 5-ALA e seu éster derivado 8-ALA e investigar a produção efetiva de PpIX. Concomitantemente, o efeito sinérgico da Eletroquimioterapia (ECT) com a TFD também foi estudado com a finalidade de aumentar a permeação dos fármacos fotossensibilizantes através da pele, aumentando a eficiência da TFD no tratamento de neoplasias cutâneas. As nanopartículas de quitosana foram obtidas pelo método de gelificação ionotrópica, produzindo nanopartículas em tamanho nanométrico (636,0 nm ± 6,5), com uma distribuição de tamanho homogênea (0,37), além de apresentar um potencial zeta significantemente positivo + 35,3 mV (± 2,21). Seu perfil de liberação e capacidade de incorporação de 80% dos pró-fármacos também foi determinado. Os estudos de citotoxicidade na ausência de luz demonstraram o caráter biocompatível das nanopartículas de quitosana desenvolvidas, assim como a produção significativa de PpIX e foi possível comprovar o excelente efeito fototóxico da formulação desenvolvida. Os estudos de sinergismo da ECT com a TFD comprovaram que a combinação das nanopartículas de quitosana contendo os pró-fármacos, com aplicação de microcorrentes de 400 ?A e dose de luz de 3 J/cm2, nestas condições apresentou uma morte celular significativa. / This study investigated the photodynamic action of the prodrug 5-ALA and 8-ALA into chitosan nanoparticles, through the light incidence in melanoma cells, using synergistically the Electrochemotherapy and Photodynamic Therapy. The 5- aminolevulinic acid (5-ALA) and its ester derivatives are metabolic precursors of protoporphyrin IX (PpIX) and have a limited penetration in the stratum corneum. Therefore, the objective of this study was to develop, characterize and evaluate the photodynamic effect of chitosan nanoparticles containing the prodrug 5-ALA and its ester derivative 8-ALA. Besides, was investigated the effective production of PpIX. Concomitantly, the synergistic effect of Electrochemotherapy (ECT) with PDT was also studied for the purpose of increasing the permeation of drugs through the skin, enhancing the efficiency of the PDT in the treatment of skin cancers. Chitosan nanoparticles were obtained by the ionotropic gelation producing nanoparticles in nanosize (636.0 ± 6.5 nm), with a homogenous size distribution (0.37), and present a significantly positive zeta potential + 35.3 mV (± 2.21). Release profile and ability to incorporate 80% of the prodrug was also determined. The cytotoxicity studies demonstrated in the absence of light the biocompatible nature of chitosan nanoparticles developed, as well as the significant production of PpIX and it was possible to demonstrate the excellent effect of phototoxic formulation developed. The synergism studies of ECT with PDT have shown that the combination of chitosan nanoparticles containing prodrugs, applying microcurrents 400 ?A and light dose of 3 J/cm2 under these conditions showed a significant cell death.

O ácido 5-aminolevulínico (5-ALA) é empregado como pró-fármaco, precursor de um agente fotossensibilizador na terapia fotodinâmica (TFD). Após a aplicação de 5-ALA topicamente, a incidência de luz visível de comprimento de onda apropriado induz a formação de uma substância altamente fluorescente e fotodinamicamente ativa, a Protoporfirina IX (PpIX).Todavia,devido a sua característica hidrofílica o 5-ALA apresenta reduzida penetração na epiderme e derme, limitando sua aplicação tópica. O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de sistemas de veiculação nanoestruturados para o 5-ALA, visando maior penetração na pele e aumento da eficácia fotodinâmica. Além do 5-ALA, foram testados outros fármacos hidrofílicos, incluindo um anti-inflamatório, uma vitamina e um anti-microbiano, para validação do sistema de liberação controlada e ação sítio-específica. Foi realizado um estudo de desenvolvimento de formulação e processo para obtenção dos nanocarreadores placebo e posterior incorporação dos fámacos, além da caracterização completa dos sistemas obtidos, resultando no depósito de uma patente dos novos sistemas: Nanocarreadores Poliméricos Coloidais. Como principais resultados deste trabalho destaca-se a obtenção de sistemas em escala nanométrica, com alta eficiência de encapsulação e perfil de liberação controlado, além dos nanocarreadores proporcionarem o aumento da permeação cutânea e ação sítio específica dos fármacos, seja na célula cancerígena ou mesmo na lesão causada por microorganismos. A relevância deste trabalho baseou-se na necessidade de um tratamento prático, altamente seletivo e moderno, que seja otimizado mediante a administração do pró-farmaco 5-ALA em sistemas de liberação apropriados, pois a barreira epidérmica do tecido canceroso constitui ainda uma limitação para a TFD tópica. / The 5-aminolevulinic acid (ALA) is a pro-drug, precursor of a photossensitizer agent employed in the photodynamic therapy (PDT). The topical application of ALA combined with the visible light irradiation in an appropiate wavelenght, promove the yielding of a highly fluorescent and photodynamically active agent, the protophoriryn IX (PpIX). However, due to its hydrophilic propertie 5-ALA has reduced penetration of the epidermis and dermis, limiting its topical application. This work presents the development of a nanostructured drug delivery system for ALA aiming to increase the skin permeation and the photodynamic efficacy. Beyond 5-ALA, other hydrophilic drugs were tested, including an anti-inflammatory, a vitamin and an anti-microbial drug to validate the controlled release and site-specific action. A study was performed to develop the composition and the process of preparation of the unload-nanocarriers and subsequent incorporation of drugs, besides a complete characterization of the nanocarriers, resulting in a patent application of the new systems: Colloidal Polymeric Nanocarriers. As the main results of this study can be highlighted the achievement of nanometer-scale system with high efficiency of encapsulation and controlled release profile, in addition to providing increased permeation and site-specific action of drugs, whether in the cancer cell or even in the lesion caused by microorganisms. The relevancy of this work is based on the necessity of a practical, sophisticated and selective treatment through the administration of the prodrug ALA using a suitable drug delivery system, because the epidermal barrier of the cancerous tissue is still a main limitation for topical PDT.

A Terapia Fotodinâmica (TFD) é uma modalidade de tratamento de câncer relativamente nova e promissora. Baseia-se na utilização de uma substância fotossensibilizante e luz para provocar um dano seletivo ao tecido alvo, sendo que a seletividade ao órgão/tecido deve ser reconhecida como uma das vantagens no tratamento do câncer. Atualmente, o desenvolvimento de sistemas de liberação e promotores de absorção visando a otimização da liberação tópica de fotossensibilizadores, apresenta-se como um promissor e inexplorado campo de pesquisa na TFD do câncer de pele. Sistemas de liberação compostos por monoleína, um lipídeo polar biocompatível, e água são capazes de aumentar a permeação de fármacos na pele, além de serem capazes de controlar a liberação dos mesmos. No presente estudo foram desenvolvidas e caracterizadas nanodispersões de cristais líquidos como sistemas de liberação para os fotossensibilizadores Protoporfirina IX (PpIX) e Ftalocianinas de Zinco (ZnPc) e Cloro Alumínio (ClAlPc), objetivando otimizar a penetração cutânea destes na epiderme. As nanodispersões foram avaliadas em relação a sua eficiência de encapsulação, estabilidade física e química dos fotosensibilizadores veiculados, bem como a permeação e retenção cutânea in vitro e in vivo por microscopia de fluorescência. Estudos de pré-tratamento foram realizados, objetivando-se verificar o efeito promotor de absorção cutânea das nanodispersões desenvolvidas. Os experimentos de eficiência de encapsulação e estabilidade mostraram que as nanodispersões são um sistema de liberação adequado a aplicação tópica de fotosensibilizadores. Os experimentos in vitro mostraram que as nanodispersões aumentaram a penetração cutânea da PpIX e ClAlPc no estrato córneo em, respectivamente, 3,4 e 11,7 vezes, quando comparadas a formulação controle. Na epiderme mais derme sem estrato córneo, os aumentos promovidos pelas nanodispersões foram de 6,5 e 9,7 vezes para a PpIX e ClAlPc. No experimento in vivo as nanodispersões aumentaram a penetração cutânea da PpIX e ClAlPc no estrato córneo em, respectivamente, 13,7 e 7,0 vezes, quando comparadas ao controle, sendo que na epiderme mais derme sem estrato córneo somente as nanodispersões foram capazes de promover a penetração cutânea destes fotossensibilizadores nestas camadas da pele. A visualização da penetração cutânea dos fotosensibilizadores por microscopia de florescência confirmou os resultados obtidos nos experimentos in vivo de que as nanodispersões foram superiores ao controle em aumentar a penetração cutânea da PpIX e ClAlPc em camadas mais profundas da pele. Os resultados obtidos mostraram que as nanodispersões desenvolvidas são sistemas de liberação promissores para a PpIX e ClAlPc no tratamento do câncer de pele na TFD uma vez que aumentaram in vitro e in vivo a penetração cutânea destes na epiderme. / Photodynamic therapy (PDT) is a relatively new and promising cancer treatment modality that involves the administration of a photosensitizing drug and its subsequent activation by light to produce activated oxygen species that selectively destroy target cells. Recently, PDT to treat skin cancer is focused on the development of drug delivery systems and penetration enhancers that aim to optimize the topical release of photosensitizers. Drug delivery systems based on monoolein, a biocompatible polar lipid, and water are able to enhance the cutaneous penetration of drugs and control their release. Liquid crystal nanodispersions were developed and characterized in this project as delivery systems for the photosensitizers Protoporphyrin IX (PpIX) and Zinc and Chloroaluminum phthalocyanines (ZnPc and ClAlPc), aiming to increase their topical penetration in the epidermis. The physical stability of the nanodispersions, their encapsulation efficiency and the chemical stability of the photosensitizers incorporated were tested. In vitro and in vivo skin penetration tests were performed to verify the efficacy of the nanodispersions in enhancing the topical delivery of the photosensitizers. In vitro pre-treatment tests were conducted to determine if the nanodispersions are able to increase the skin penetration of the photosensitizers by a penetration enhancing effect. Stability and encapsulation efficiency tests showed that nanodispersions are an adequate topical delivery system for photosensitizers. In vitro experiments showed increased PpIX and ClAlPc penetration in the stratum corneum, respectively, of 6.5- and 9.7-fold for the nanodispersions compared to the control. In the epidermis with dermis, without stratum corneum, the increase promoted by the nanodispersions for PpIX and ClAlPc were, respectively, of 6.5- and 9.7-fold. Experimental retention in vivo confirmed that when the nanodispersions were used as carrier, PpIX and ClAlPc concentrations in the stratum corneum were about 13.7- and 7.0-fold higher, respectively, than control. In the epidermis with dermis, without stratum corneum, only the nanodispersions were able to promote the skin penetration of these photosensitizers. Visualization of PpIX and ClAlPc skin penetration by fluorescence microscopy confirmed that the nanodispersions increased the skin penetration of these photosensitizers in deeper skin layers. The results showed that the nanodispersions are promising topical delivery systems in the PDT of skin cancer once they increased in vitro and in vivo the topical penetration of PpIX and ClAlPc in the epidermis.

A administração tópica do ácido 5-aminolevulínico (5-ALA) tem se destacado na Terapia Fotodinâmica (TFD) do câncer de pele pela eficiência no tratamento de tumores e pelos reduzidos efeitos colaterais fototóxicos. Entretanto, esta eficácia é limitada devido à baixa penetração do 5-ALA na pele. Uma proposta para aumentar a penetração do 5-ALA na pele é a utilização de promotores de absorção cutânea, que visam alterar a barreira cutânea para várias moléculas bioativas. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento farmacotécnico de formulações contendo ácido oléico (AO) como promotor de absorção cutânea, visando o aumento da penetração cutânea do 5-ALA para a TFD do câncer de pele. O fluxo in vitro de 5-ALA das formulações contendo AO (10%) foi significativamente aumentado após 12 horas de experimento, em relação às formulações sem AO, principalmente para os grupos contendo 5% e 10% de 5-ALA. A retenção no estrato córneo (EC) e na[epiderme + derme] sem EC também aumentou significativamente, mostrando um efeito promotor do AO. Foram também realizados experimentos in vivo em camundongos, com o intuito de analisar o efeito da formulação sobre a produção e o acúmulo in vivo de protoporfirina IX (PpIX) na pele. Observou-se que a presença do promotor de absorção aumentou significativamente a quantidade de PpIX extraída da pele comparado às formulações sem este aditivo. Para visualizar a presença de PpIX no tecido, realizou-se microscopia confocal das peles de animais tratados com as formulações. As imagens foram condizentes com os experimentos in vivo, observando-se um aumento da intensidade de fluorescência nas amostras de pele que foram tratadas com as formulações contendo AO. Os resultados in vitro e in vivo mostraram a potencialidade das formulações contendo AO como promotor de absorção cutânea na liberação do 5-ALA na TFD do câncer de pele. / The topical administration of 5-ALA has been distinguished on skin cancer photodynamic therapy (PDT) because of its efficiency in the treatment of tumors and the reduced phototoxic collateral effects. However, this effectiveness is limited by its low penetration in the skin. A proposal to optimize the 5-ALA penetration in the skin is the use of cutaneous penetration enhancers, which seek to alter the cutaneous barrier for many bioactive molecules. The aim of this work was the pharmaceutical development of formulations containing oleic acid (OA) as a cutaneous penetration enhancer, seeking the increase of the cutaneous penetration of 5-ALA for skin cancer PDT. The in vitro flux of 5-ALA from formulations containing OA (10% w/w) was significantly increased after 12 hours of experiment, in comparison with formulations without OA, mainly for the groups containing 5% and 10% of 5-ALA. The stratum corneum (SC) and [epidermis + dermis] without SC retention were also significantly increased, showing an enhancer effect of the fatty acid. In addition, in vivo experiments were accomplished in mice, with the purpose of analyzing the formulation effect on the PpIX production and accumulation in the skin. It was observed that the penetration enhancer\'s presence significantly increased the amount of PpIX extracted from the skin, in contrast with formulations without this addition. To visualize the PpIX presence in the tissue, confocal microscopy of the treated animal skins was made. The images were suitable with the in vivo experiments, with increased intensity of fluorescence in the tissue samples that were treated with formulations containing OA. Both in vitro and in vivo results showed the potentiality of the formulations containing OA as a cutaneous penetration enhancer for 5-ALA delivery on the skin cancer PDT.

Os benefícios gerados pela luz do sol foram observados desde a origem da humanidade. A terapia fotodinâmica é a mais nova modalidade de tratamento com luz, que envolve a administração do fármaco fotossensível, o qual se deposita preferencialmente nas células que se deseja a ação, seguido por seletiva iluminação da lesão com luz na região do visível. A ftalocianina de cloro-alumínio (AlClPc) e a indocianina verde são apontados como potenciais fármacos nesta terapia, sendo bastante utilizados atualmente. Foram preparados complexos de ciclodextrinas de ftalocianina de cloro-alumínio e hidroxipropil-beta ciclodextrina e beta-ciclodextrina, incorporados em lipossomas com a indocianina verde, com o propósito de avaliar o sinergismo da ação, proporcionado pela associação de sistemas de liberação e de fármacos fotossensíveis, na terapia fotodinâmica. Quando avaliado isoladamente os complexos de ftalocianina e ciclodextrinas demonstraram valores diferentes da constante de associação demonstrando maior complexação com hidroxipropil-beta ciclodextrina. No entanto, os derivados de ciclodextrinas estudados melhoraram as propriedades fotofísicas do fármaco. Na avaliação das propriedades fotobiológicas, nenhuma toxicidade foi observada para a ftalocianina complexada com ciclodextrinas nem com lipossomas. Na avaliação do complexo de ftalocianina de cloro-alumínio/ciclodextrinas na presença de luz, houve um alto índice de morte celular. No caso da associação dos complexos de AlClPc incorporados nos lipossomas juntamente com a ICV as preparações também demonstraram que as modificações geradas pela incorporação dos fármacos fotossensíveis favoreceram as propriedades espectroscópicas necessárias para a ação dos fármacos na PDT, com conseqüente redução da agregação e alterações significativas nas propriedades fotofísicas e fotobiológicas dos fármacos. Os complexos de ciclodextrinas incorporados nos lipossomas com indocianina verde se apresentaram estáveis como sistemas de liberação, após liofilização, garantindo a característica de vesícula unilamelar pequena. Neste trabalho observa-se claramente o sinergísmo garantido por associação dos dois fármacos fotossensíveis e de sistemas de liberação sugerindo uma nova área de pesquisa na terapia fotodinâmica. / The benefits generated by sunlight were observed from the origin of humanity. Photodynamic therapy is the new form treatment of light, which involves the administration of the photosensitizer drug which is targeting preferentially in diseased cells, followed by selective illumination of the lesion with visible light. The aluminum chloride phthalocyanine and indocyanine green are studied as potential drugs this therapy and often used. Were development complex of hydroxypropyl-beta cyclodextrin and beta-cyclodextrin with aluminum chloride phthalocyanine entrapment in liposomes with indocyanine green in order to studed the synergism of action, provided by association of both release and photosensitizer drugs, in photodynamic therapy. Complexes of phthalocyanine with different cyclodextrins derivatives showed different values of the association constant showing greater complexation with hydroxypropyl-beta cyclodextrin.However the derivatives of cyclodextrins studied improved the drug photophysical properties. In evaluating the photobiological properties, no toxicity was observed for phthalocyanines complexed with cyclodextrins or liposomes.Althought the evaluation of phthalocyanine complex excited by light, showed a higher rate of cell death. When the complexes where incorporated in liposomes plus indocyanine green photosensitizer drugs improved the spectroscopic properties necessary for the action of drugs in PDT reduced aggregation and significant improved in the photophysical and photobiological properties of drugs. Complexes of cyclodextrins incorporated in liposomes with indocyanine green showed stable drug delivery systems, after freeze-drying and keeping a small unilamellar vesicle.This work showed that there is clearly synergism by the association two photosensitizers and drug delivery systems and represents a great contribution for a new area of research in photodynamic therapy.

A terapia fotodinâmica (TFD) associada à administração tópica de agentes fotossensibilizantes é uma terapia promissora para o tratamento tópico do câncer de pele. A protoporfirina IX (PpIX) é uma substância fotodinamicamente ativa usada na TFD, entretanto, devido a sua alta lipofilia ela forma agregados em meio aquoso, o que diminui sua atividade fotodinâmica e dificulta sua administração na pele. Assim, sistemas de liberação nanoparticulados vêm sendo investigados para melhorar a distribuição da PpIX na pele e facilitar sua penetração até as células tumorais. Os dendrímeros de poliamidoamina (PAMAM) representam uma nova geração de nanosistemas que tem despertado grande interesse nos últimos anos. Eles são uma classe especial de polímeros que apresentam estrutura muito ramificada e regular e que interagem com a PpIX formando complexos (nanopartículas dendriméricas de PpIX-PAMAM). A aplicação de uma corrente elétrica de baixa intensidade, conhecida como iontoforese, pode influenciar na penetração cutânea dessas nanopartículas, direcionando-as para o interior das células. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da iontoforese e de nanopartículas de PAMAM de geração 4 hidroxilado (PAMAM G4-OH) com a PpIX na localização subcelular e penetração deste agente fotossensibilizante em tumores cutâneos. Assim foram preparados complexos de PpIX-PAMAM, os quais foram caracterizados em função do tamanho de partículas e potencial zeta. A localização subcelular da PpIX a partir dos complexos foi investigada em carcinoma de células escamosas. A influência dos complexos na geração de oxigênio singleto quando a PpIX sofre irradiação também foi avaliada. Por fim, a penetração da PpIX a partir dos complexos PpIX-PAMAM foi avaliada, in vivo, em pele sadia e em tumores induzidos em camundongos Nude BalbC, com e sem aplicação da iontoforese. O tamanho médio das nanopartículas dendriméricas contendo a PpIX dispersas em meio aquoso foi de aproximadamente 220 nm. Quando avaliadas em função do tempo, este tamanho sofreu um aumento de apenas 5% depois de 24 h, permanecendo constante por 7 dias. O potencial zeta das dispersões foi de 10 mV, em pH 7, e de 30 mV, em pH 5,5, possibilitando a contribuição da eletromigração durante a iontoforese. Nos estudos em cultura de células tumorais observou-se que a complexação com o PAMAM aumentou 30 vezes a localização da PpIX na mitocôndria quando comparada a PpIX livre. Além disso, a quantidade de oxigênio singleto gerada foi semelhante para a PpIX livre não agregada e complexada, 4,3 x 10-3 e 4,6 x 10-3 , respectivamente, sugerindo que o PAMAM manteve a atividade fotodinâmica da PpIX. Nos experimentos in vivo, em pele sadia, verificou-se que a PpIX administrada a partir do complexo com o PAMAM se distribuiu homogeneamente pela pele, enquanto que a PpIX livre apresentou uma fluorescência localizada em apenas algumas área da superfície da pele. A iontoforese facilitou a penetração da PpIX para as camadas mais profundas da pele. Finalmente, no tratamento dos tumores cutâneos, a administração tópica dos complexos por apenas 30 min possibilitou a penetração da PpIX até os tumores localizados abaixo da pele, em concentrações semelhantes para a aplicação passiva e iontoforética. Portanto, a complexação da PpIX com o PAMAM é um sistema de liberação nanoparticulado promissor para o tratamento tópico de tumores cutâneos por TFD. / Photodynamic therapy (PDT) associated with topical administration of photosensitizer agents is a promising therapy for topical treatment of skin cancer. Protoporphyrin IX (PpIX) is a photosensitizer commonly used in PDT; however, due to its high lipophilicity it aggregates in aqueous medium, which decreases its photodynamic activity and hinders its penetration through the skin. In this way, nanoparticles have been designed to improve the distribution of PpIX in the skin and enhance its tumor cell penetration. The polyamidoamine dendrimers (PAMAM) represent a new generation of nanosystems that has aroused great interest in recent years. They are hyberbranched polymers capable to form complexes with PpIX (PpIX-PAMAM), increasing PpIX aqueous solubility. The application of a low intensity electrical current, known as iontophoresis, may influence the nanoparticles skin penetration, directing them to the tumor cells. Therefore, the aim of this study was to evaluate the influence of iontophoresis and PpIX-PAMAM G4-OH complexes in PpIX subcellular localization and penetration into skin tumors. The complexes were prepared and characterized as a function of particle size and zeta potential. The subcellular localization of PpIX from the complexes was investigated in squamous cell carcinoma. The influence of PpIX-PAMAM on the generation of singlet oxygen after irradiation was also evaluated. Finally, the penetration of PpIX from the PpIX-PAMAM complexes was evaluated in vivo in healthy skin and in tumors induced in BalbC nude mice with and without application of iontophoresis. The average size of PpIX-PAMAM nanoparticles dispersed in aqueous medium was approximately 220 nm. When evaluated as a function of time, this size was increased only 5% after 24 h and remained constant for 7 days. The zeta potential of the dispersions was 10 mV at pH 7 and 30 mV at pH 5.5, allowing the contribution of electromigration during iontophoresis. In studies in culture tumor cells it was observed that complexation with PAMAM increased 30 times the localization of PpIX in the mitochondria compared to free PpIX. Furthermore, the amount of singlet oxygen generated when PpIX-PAMAM was irradiated was similar to that generated by the irradiation of the non-aggregated free PpIX, 4.6 x 10-3 and 4.3 x 10-3, respectively, suggesting that PAMAM did not modify the photodynamic activity of PpIX. In vivo experiments on healthy skin have shown that PpIX from the PpIX-PAMAM was homogeneously distributed throughout the skin, whereas free PpIX fluorescence was visualized only in some restricted areas of the skin surface. Iontophoresis facilitated PpIX diffusion to deep layers of the skin. Finally, the treatment of skin tumors have shown that the topical administration of the PpIX-PAMAM for only 30 min, passively or by iontophoresis, allowed the penetration of PpIX into the tumors located below the skin. Therefore, the PpIX complexation with PAMAM is a promising nanoparticle delivery system for the topical treatment of skin tumors by PDT.

A protoporfirina IX (PpIX) é uma substância fotodinâmicamente ativa, entretanto, devido a sua alta lipofilia apresenta dificuldades para penetrar nas camadas mais profundas da pele, não sendo administrada topicamente. Assim, o objetivo deste trabalho é estudar a influência de diferentes tipos de dendrímeros de poliamidoamina (PAMAM) na solubilidade, penetração cutânea e penetração celular da PpIX com o intuito de melhorar a terapia fotodinâmica tópica (TFD) com esta substância. Os estudos de solubilidade da PpIX na presença dos dendrímeros PAMAM G4, G4.5 e G4-OH mostraram que o dendrímero PAMAM G4.5, foi o que solubilizou a maior quantidade de PpIX seguido do PAMAM-OH G4> PAMAM G4 > tampão HEPES. A partir dos estudos de solubilidade foi possível identificar que a PpIX na presença dos dendrímeros PAMAM G-4.5 e G4-OH apresentam diagramas de solubilidade tipo BS, e BI quando na presença do PAMAM G4. Os estudos de varredura em espectroscopia UV-VIS e fluorescência indicaram a presença de agregados principalmente nos complexos PpIX-PAMAM G-4.5 obtidos. Os complexos solúveis PpIX-PAMAM G4-OH apresentaram tamanho médio de 13,2 nm, e potencial zeta de -3,41. Já os complexos com o dendrímero PAMAM G-4.5 apresentaram uma população bidispersa, com tamanhos de 31 e 391 nm e um potencial zeta de -17,3. A análise de DSC e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourrier mostraram alterações nas características da PpIX em solução e quando complexada com os dendrímeros. Nos estudos de permeação e retenção cutânea passiva com os complexos contendo 0,006 mg/mL de PpIX, estes não aumentaram a penetração cutânea do fármaco. No entanto, a complexação permitiu que maiores quantidades de PpIX ficassem disponíveis na solução doadora, e um aumento significativo na penetração da PpIX foi observado quando experimentos com 1 mg/mL de PpIX complexada foram conduzidos; ademais notou-se uma possível ação promotora do dendrímero PAMAM G4-OH. Nos estudos de iontoforese verificou-se que a corrente elétrica não aumentou a penetração da PpIX em relação aos experimentos passivos quando o complexo PpIX-PAMAM G4.5 foi estudado, provavelmente devido a maior liberação da PpIX do complexo na presença da corrente elétrica, aumentando os agregados que são grandes o suficientes para não penetrar na pele. Por outro lado, a iontoforese anódica aumentou a penetração do complexo PpIX-PAMAM G4-OH por eletrosmose até as camadas mais profundas da pele, levando a PpIX inclusive até a solução receptora. Os estudos de cultura de células tumorais confirmaram a capacidade dos dendrímeros em aumentar a penetração da PpIX através de membrana. A complexação melhorou a distribuição da PpIX no interior das células e aumentou significativamente a fotocitotoxicidade desta porfirina. / Protoporphyrin IX (PpIX) is a photodynamic active drug that is not topically administered due to its high lipophilicity and consequent low penetration in deep skin layers. The aim of this work is to study the influence of different types of polyamidoamine dendrimers (PAMAM) in PpIX solubility, skin and cell penetration to enhance topical photodynamic therapy (PDT). The solubility studies of PpIX in the presence of PAMAM dendrimers G4, G4.5 and G4-OH demonstrated that the G4.5 solubilized the greatest amount of PpIX, followed by PAMAM G4-OH> PAMAM G4> HEPES buffer. Solubility studies showed that the PpIX in the presence of PAMAM dendrimers G-4.5 and G4-OH presented solubility diagrams of BS type, and BI type in the presence of PAMAM G4. Studies of scanning UV-VIS and fluorescence indicated the presence of aggregates mainly in PpIX-PAMAM G-4.5 solution. The PpIX-PAMAM G4-OH complexes showed a mean size of 13.2 nm and zeta potential of -3.41; the complexes with PAMAM dendrimer G-4.5 had a bi-dispersed population, with sizes of 31 and 391 nm and a zeta potential of -17.3. The analysis of DSC and Fourier transform infrared Fourier showed changes in the characteristics of PpIX when it was complexed with the dendrimers. Passive skin permeation and retention studies with the complexes containing 0.006 mg/ml PpIX had not increased PpIX penetration, however, the complexation allowed greater amounts of PpIX to become available in the donor solution, and experiments with 1 mg/mL of PpIX increased significantly the penetration of the drug. Moreover, dendrimer PAMAM G4-OH seemed to act as a penetration enhancer. Iontophoresis did not increase skin penetration of PpIX compared to passive studies when the PpIX-PAMAM G4.5 was studied, likely because the electric current increased PpIX release from the complexes, forming aggregates large enough to not penetrate through the skin. On the other hand, anodic iontophoresis increased significantly the penetration of the PpIX-PAMAM G4-OH by eletrosmosis, spreading the drug to deep skins layers, also reaching the receiver solution. Studies in cell culture confirmed the ability of dendrimers to increase the penetration of PpIX through the membrane. The complexation improved the distribution of PpIX within the cells and significantly increased photocytotoxic of the porphyrin.