L’étude des caractéristiques physico-chimiques du Compritol® (béhénate de glycérol) et du Précirol® (palmito-stéarate de glycérol) a été effectuée. Les méthodes d’évaluation consistaient en la calorimétrie différentielle à balayage, la microscopie sur platine chauffante et la rhéologie dans un rhéomètre capillaire à pression variable. Cette étude a montré une évolution de la structure cristalline de ces deux corps gras en fonction du temps et de la température de stockage. En effet, ces composés, après fusion et refroidissement, « recristallisent » sous une structure partiellement amorphe, qui évolue avec le temps en structure cristalline. Il est également ressorti de cette évaluation que ces deux excipients lipidiques présentent des plages de fusion bien distinctes. Cette caractéristique est conservée lorsqu’ils sont en mélanges binaires. Enfin, ces corps gras se déforment sous l’action de fortes forces de cisaillement à des températures inférieures à leurs plages de fusion. <p>L’utilisation du Compritol® et du Précirol® comme corps gras lipophiles pour former des microbilles à libération prolongée a alors été envisagée. Nous avons procédé moyennant une technique de fabrication simple et rapide appelée « la pelletisation thermoplastique ». Il s’agit d’un procédé en une étape qui met à profit le pouvoir liant des corps gras facilement fusibles et se passe ainsi de l’usage de l’eau ou de solvants organiques. L’appareillage utilisé est de type mélangeur granulateur à haute vitesse. <p>Nous nous sommes basés sur les renseignements fournis par l’étude de préformulation afin d’optimaliser les conditions de fabrication des microbilles. Le contrôle de la température du mélange est très important pour la réussite du procédé de pelletisation thermoplastique. La vitesse du bras du mélangeur, la température de la double paroi et le temps de sphéronisation constituent les paramètres clés pour réussir la pelletisation du mélange. Nous avons mis au point des formulations contenant 15% (m/m) de Précirol® et une quantité croissante de Compritol® variant de 3 à 65 % (m/m). La libération du chlorhydrate de phényléphrine, employé comme agent traceur, a déjà été ralentie pour les formulations contenant 25 % (m/m) de corps gras. Face à ces résultats encourageants, nous avons mis au point des formulations contenant 75 % (m/m) de différents principes actifs (chlorhydrate de ciprofloxacine, théophylline et kétoprofène) et 25 % (m/m) de corps gras. Ces formulations ont abouti à la fabrication de microbilles à libération prolongée. Une étude de stabilité menée sur certaines des formes finies a montré la stabilité des microbilles lipidiques pour autant que le principe actif incorporé dedans ne soit par lui-même facilement dégradable. <p>Afin d’élargir le champ d’application du procédé de fabrication, nous avons mis au point des microbilles flottantes à libération prolongée. Les formulations proposées contiennent comme excipients :les deux corps gras, un mélange effervescent (bicarbonate sodique/ acide tartrique) et du Methocel K100. Leur flottabilité a été prouvée in vitro sur une période de plus de huit heures et In vivo par administration de microbilles de riboflavine flottantes versus non flottantes à des volontaires humains sains.<p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

<p>Pancreatic ductal adenocarcinoma is an especially deadly disease having the lowest 5-year survival rate of any major cancer at just 11%. As in many cancers, systemically-delivered chemotherapy forms the backbone of clinical treatment. However, limitations of systemic delivery exacerbated by the unique desmoplastic and avascular microenvironment surrounding the pancreatic tumor cells result in the failed efficacy of current treatments. The high stromal content in the microenvironment, which is especially overabundant in hyaluronic acid, is thought to physically impede drug perfusion into the tissue. Thus, there is clearly a <strong>critical need</strong> to develop novel treatments for pancreatic ductal adenocarcinoma that can overcome these drug delivery barriers. Long-acting injectable implants offer an attractive drug delivery method that can provide <em><strong>sustained</strong></em> drug release directly at the <em><strong>local</strong></em> targeted site, rather than transient, systemic release. Here we use in situ forming implants (ISFIs), which are a low-viscosity solution outside of the body but transition into a solid drug-eluting depot after injection into an aqueous environment. Our <strong>objective</strong> is to develop and characterize an ISFI that can provide sustained release of bioactive hyaluronidase for use as an intratumoral injection to degrade hyaluronic acid in pancreatic tumors. This work was accomplished in four aims. First, a method was developed using diffusion-weighted MRI for noninvasive characterization of the implants. Second, because hyaluronidase is a protein drug, we studied factors affecting protein release from ISFIs, focusing on external factors of the injection site. Third, we showed that basic salt additives can be used to neutralize the acidic environment created by the implants which may improve protein stability. Finally, we formulated an implant to provide sustained release of hyaluronidase and demonstrated retention of its bioactivity both <em>in vitro</em> and <em>ex vivo</em>.</p>

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<p>Injectable, in-situ gelling magnetic plum pudding hydrogel composites were fabricated by entrapping superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) and thermosensitive N-isopropylacrylamide (NIPAM)-co–N-isopropylmethacrylamide (NIPMAM) microgels in a pNIPAM-hydrazide/carbohydrate-aldehyde hydrogel matrix. The resulting composites exhibited significant, repeatable pulsatile release of 4 kDa FITC-dextran upon exposure to an alternating magnetic field. The pulsatile release from the composites could be controlled by altering the volume phase transition temperatures of the microgel particles (with VPTTs over 37°C corresponding to improved pulsatile release) and changing the microgel content of the composite (with higher microgel content corresponding to higher pulsatile release). By changing the ratio of dextran-aldehyde (which deswells at physiological temperature) to CMC-aldehyde (which swells at physiological temperature) in the composites, bulk hydrogel swelling and thus pulsatile release could be controlled; specifically, lower CMC-aldehyde contents resulted in little to no composite swelling, improving pulsatile release. <em>In vitro</em> cytotoxicity testing demonstrated that the composite precursors exhibit little to no cytotoxicity up to a concentration of 2000 µg/mL. Together, these results suggest that this injectable hydrogel-microgel composite hydrogel may be a viable vehicle for <em>in vivo</em>, pulsatile drug delivery.<strong></strong></p> / Master of Applied Science (MASc)

Yes / A study has been carried out to investigate controlled release performance of caplet shaped injection moulded (IM) amorphous solid dispersion (ASD) tablets based on the model drug AZD0837 and polyethylene oxide (PEO). The physical/chemical storage stability and release robustness of the IM tablets were characterized and compared to that of conventional extended release (ER) hydrophilic matrix tablets of the same raw materials and compositions manufactured via direct compression (DC). To gain an improved understanding of the release mechanisms, the dissolution of both the polymer and the drug were studied. Under conditions where the amount of dissolution media was limited, the controlled release ASD IM tablets demonstrated complete and synchronized release of both PEO and AZD0837 whereas the release of AZD0837 was found to be slower and incomplete from conventional direct compressed ER hydrophilic matrix tablets. Results clearly indicated that AZD0837 remained amorphous throughout the dissolution process and was maintained in a supersaturated state and hence kept stable with the aid of the polymeric carrier when released in a synchronized manner. In addition, it was found that the IM tablets were robust to variation in hydrodynamics of the environment and PEO molecular weight. / The research was funded by AstraZeneca, Sweden.

La presente tesis doctoral titulada “Materiales de sílice funcionales para la liberación controlada, detección y eliminación de moléculas de interés” se centra en el diseño y desarrollo de materiales híbridos orgánico-inorgánicos mediante la aplicación de los conceptos de Química Supramolecular. Durante el desarrollo de la presente tesis doctoral se han preparado y caracterizado diferentes materiales de base silícea para distintas aplicaciones. La primera parte de la tesis se centra en el desarrollo de materiales de base silícea capaces de variar su comportamiento fluorescente en función de la presencia o ausencia de un cierto analito en el medio. Estos materiales emplean como soporte nanopartículas de sílice que se funcionalizan superficialmente con dos unidades diferentes, una coordinante y una indicadora (un fluoróforo). La interacción del analito de interés (en nuestro caso aniones) con la unidad coordinante modificará las propiedades emisivas del fluoróforo. Así, se han preparado dos materiales en los cuales el grupo fluorescente es rodamina mientras que el grupo coordinante es un imidazolato o una sal de guanidinio respectivamente. Una vez caracterizados ambos materiales se estudió su comportamiento frente a diferentes especies aniónicas a diferentes concentraciones resultando selectivos a la presencia de benzoato (el material funcionalizado con imidazolatos), dihidrógeno fosfato e hidrógeno sulfato (el material funcionalizado con sales de guanidinio). El tercer capítulo de la tesis se centra en la aplicación de materiales híbridos orgánico-inorgánicos para la detección y eliminación de especies altamente tóxicas como son los agentes neurotóxicos. Estos son compuestos organofosforados capaces de causar graves lesiones en el sistema nervioso central. En una primera aproximación se emplea el concepto de puerta molecular para la detección de agentes neurotóxicos. Para ello, se utiliza como soporte inorgánico un material mesoporoso de sílice (MCM-41) cuyos poros se cargan con un colorante que actúa de indicador mientras que la superficie externa del mismo se funcionaliza con una molécula capaz de reaccionar con dichos agentes neurotóxicos. Dicha molécula es capaz de interaccionar entre sí (mediante enlaces de hidrógeno) formando una red que mantiene bloqueada la salida de los poros. En presencia de DCP (dietilclorofosfato, un simulante de agente neurotóxico), y después de que este reaccione con dicha molécula, se produce una reorganización espacial que permite la liberación del colorante. De este modo, la presencia de los agentes neurotóxicos está señalizada mediante un cambio de color. En una segunda aproximación se aborda el uso de soportes inorgánicos de tipo MCM-41 como materiales para la eliminación de agentes neurotóxicos. Para ello se modificaron químicamente las superficies de estos materiales silíceos mediante tratamiento con distintas bases. Como consecuencia de este tratamiento básico los silanoles de la superficie se desprotonan dando lugar a los correspondientes silanolatos (nucleófilos fuertes). Estos silanolatos son capaces de reaccionar con los agentes neurotóxicos descomponiéndolos y favoreciendo su eliminación de un medio contaminado. Por último, se estudia la aplicación de materiales híbridos orgánico-inorgánicos funcionalizados con puertas moleculares en aplicaciones de liberación controlada, concretamente, en liberación controlada intracelular de fármacos de interés. El material híbrido consta de un soporte de sílice mesoporosa cuyos poros se cargan con un compuesto citotóxico (camptotecina) y su superficie externa se funcionaliza con una gluconamida. La presencia de una monocapa densa de gluconamidas por el exterior del material inhibe la liberación del compuesto citotóxico. Al añadir enzimas con capacidad para hidrolizar enlaces amida (amidasa y pronasa) se produce la liberación de la camptotecina. El correcto funcionamiento del material se comprobó in vitro e in vivo (en células HeLa). / Candel Busquets, I. (2014). Functional silica materials for controlled release, sensing and elimination of target molecules [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/39101

Tesis por compendio / [ES] La presente tesis doctoral titulada "Nanodispositivos mesoporosos híbridos funcionalizados con enzimas para detección, liberación controlada y comunicación molecular" se centra en el diseño, preparación, caracterización y evaluación de distintos nanodispositivos híbridos orgánico-inorgánicos utilizando como soporte nanopartículas tipo Janus de oro y sílice mesoporosa, que se equipan con enzimas, especies fluorescentes y puertas moleculares. Como conclusión general, los estudios realizados muestran que la incorporación de enzimas sobre nanopartículas permite introducir funciones de reconocimiento con alta especificidad y diseñar nanodispositivos avanzados para distintas finalidades. La combinación de nanopartículas híbridas con grupos orgánicos como puertas moleculares, efectores enzimáticos y especies cromo- fluorogénicas o fármacos puede resultar muy versátil; y se espera que los resultados obtenidos puedan inspirar el desarrollo de nuevos materiales inteligentes con aplicación en distintas áreas como la nanomedicina y la detección de moléculas de interés. / [CA] La present tesi doctoral titulada "Nanodispositius mesoporosos híbrids funcionalitzats amb enzims per a detecció, alliberació controlada i comunicació molecular" es centra en el disseny, preparació, caracterització i avaluació de distints nanodispositius híbrids orgànic-inorgànics utilitzant com a suport nanopartícules tipus Janus d'or i sílice mesoporosa, que s'equipen amb enzims, espècies fluorescents i portes moleculars. Com a conclusió general, els estudis realitzats mostren que la incorporació d'enzims sobre nanopartícules permeten introduir funcions de reconeixement amb alta especificitat i dissenyar nanodispositius avançats per a distintes finalitats. La combinació de nanopartícules híbrides amb grups orgànics com portes moleculars, efectors enzimàtics i espècies cromo-fluorogèniques o fàrmacs pot resultar molt versàtil; i s'espera que els resultats obsessos inspiren el desenvolupament de nous materials intel·ligents amb aplicació en distintes àrees com la nanomedicina i la detecció de molècules d'interés. / [EN] This PhD thesis entitled "Enzyme-functionalized hybrid mesoporous nanodevices for sensing, controlled release and molecular communication" is focused on the design, synthesis, characterization and evaluation of several hybrid organic-inorganic nanodevices using Janus gold-mesoporous silica nanoparticles as scaffolds, equipped with enzymes, fluorescent species and molecular gates. In conclusion, these studies show that the incorporation of enzymes on nanoparticles allows to introduce recognition capabilities with high specificity and to design advanced nanodevices for different purposes. The combination of hybrid nanoparticles with organic groups such as molecular gates, enzymatic effectors and chromo-fluorogenic species or drugs can be very versatile; and we hope that the obtained results inspire the development of new smart materials with application in different areas such as nanomedice and sensing. / Llopis Lorente, A. (2019). Enzyme-functionalized hybrid mesoporous nanodevices for sensing, controlled release and molecular communication [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/117612 / Compendio