Com o grande aumento da população mundial, maior demanda por alimentos e de áreas cultiváveis é necessário uma maior eficiência da agricultura. Dentro deste cenário, um material que libere nutrientes de forma lenta/controlada em níveis necessários para a nutrição da planta garantiria o desenvolvimento da cultura sem carecer de várias aplicações do fertilizante. O aumento da eficiência do fertilizante, a redução da toxicidade no solo pelo uso de biopolímero e a diminuição dos efeitos negativos associados à sobredosagem são algumas das vantagens de materiais de liberação lenta/controlada. O objetivo principal do presente estudo foi a preparação, caracterização e aplicação de estruturas biopolímericas na liberação lenta/controlada de fertilizantes (fertiliberadores) em solo. A motivação principal esteve no preparo de estruturas de quitosana aditada com nutrientes, utilizando a técnica de secagem por atomização (spray drying), e a avaliação da aplicação em solo. O acompanhamento in situ da liberação do nutriente foi feito pela técnica de reflectometria no domínio do tempo (TDR), que monitora a movimentação iônica em sistemas particulados, como é o caso do solo. As estruturas foram preparadas por spray drying, utilizando bico atomizador de duplo fluido ou 2-fluid nozzle (2FN) para o preparo de esferas tipo matricial e, triplo fluido ou 3-fluid nozzle (3FN) para obter cápsulas tipo reservatório (casca-núcleo). As condições e parâmetros de processo em função das características químicas e físicas dos materiais obtidos foram objetos de estudo. As partículas obtidas com sucesso apresentaram diâmetro médio entre 10 e 35 µm, apresentando um retardo na liberação de nutriente em relação ao fertilizante convencional, de 100% para 40 - 60% nas primeiras leituras de teor de potássio durante ensaio de liberação. É importante destacar que o uso da técnica da TDR no monitoramento in situ da liberação do nutriente é inovador na área de materiais aplicados à agricultura e forneceu informações de forma rápida e precisa sobre a eficiência do material no solo. Adicionalmente, foi estudada a relação do tipo de estrutura produzida (cápsula ou esfera) com o mecanismo de liberação em solo e em água. A estrutura casca- núcleo mostrou ser de grande interesse para produzir materiais de liberação controlada de fertilizante. / The large growth in world population and the greater necessity of food and cultivable areas demand an increase on agricultural efficiency. In this scenario, a material which releases nutrientat slowly/controlled levels for plant nutrition would ensure the development of the crop without the multiple fertilizer applications. Some of the advantages of slow/controlled release material are the increase of fertilizer efficiency use, reduce toxicity in soil by use of biopolymer and decrease the negative effects associated with over dosing.The main purpose was the preparation, characterization and application of biopolymers structures in slow/controlled release fertilizer (ferti releasers) in soil. The main motivation of this work was to obtain structures of chitosan and nutrients using the spray drying method. Also, the application and in situ soil monitoring of the nutrient release by time domain reflectometry technique (TDR) was considered. TDR measures the electromagnetic ion movement in particulate systems such as the soil. The structures were prepared by spray drying technique. It was used 2-fluid nozzle (2FN) to prepare sphere or sponge balls structures and 3-fluid nozzle (3FN) to obtain capsule or core-shell structures. Both types of structure were studied. The conditions and process parameters were also studied as a function of chemical and physical characteristics of the materials. The obtained particles had a mean diameter between 10 and 35 µm and it was observed a nutrient release delay in comparison with conventional fertilizer, from 100% to 40 - 60% in the first potassium measurements during the releasing assay. It is noteworthy the use of TDR technique to monitor the in situ nutrient release in the soil is innovative in the area of materials applied to agriculture and it provided information quickly and accurately about material efficiency in the soil, from short to long period. Additionally, it was studied the relationship of the produced structure (capsule or sphere) with the release mechanism in soil and water. The shell-core structure has shown to be of great interest for producing controlled release fertilizer materials.

O uso de genes em terapias é um conceito originado em 1970 em consequência do crescimento exponencial de novas tecnologias para liberação de DNA, também pela capacidade de expressão de genes exógenos em células de mamíferos. Propomos, então, a síntese de polímeros catiônicos, em dois grupos, por meio da aminólise da poli(succinimida) (PSI): grupo 1An, polímeros catiônicos com arcabouço poli (ácido aspártico) com cadeias laterais contendo aminas protonáveis; grupo 2An, polímeros catiônicos anfifílicos, contenho o poli (ácido aspártico) como arcabouço, com aminas protonáveis e cadeias dodecilamina. Estudos de SEC mostraram que derivados dodecilados 2An tiveram tamanho menor que os polímeros do grupo 1An, não dodecilados. A capacidade tamponante para todos os polímeros sintetizados foi maior que o bPEI 25, e o grupo 2An apresentou as maiores capacidades tamponantes. Derivados 2An com as aminas A1 a A4 apresentaram menor CMC do que o grupo 1An. Citotoxicidade dos policátions foi dependente das suas concentrações e, entre todos os polímeros, aqueles com aminas A5 e A6 não foram citotóxicos. A presença da cadeia dodecilamina na PSI não diminuiu a viabilidade celular até 250 ?L-1, sugerindo que a porção hidrofóbica não é citotóxica na faixa de concentrações testada. A complexação do pEGFP-N3 com os derivados de PSI foi realizada, bem como a transfecção dos poliplexos em células HeLa. A expressão de GFP dos complexos obtidos com bPEI 25 foi quantificada e comparada com os poliplexos preparados com os derivados da PSI. Ensaios de transfecção mostraram que os derivados dodecilados da PSI apresentaram expressão negligenciável de GFP em células HeLa, sugerindo uma ligação forte entre plasmídeo e os derivados sintetizados e não-liberação do material genético nas células, ou dano celular causado pela cadeia hidrofóbica nas células. Os maiores valores de GFP quantificados foram encontrados nos poliplexos contendo polímeros não-dodecilados e com as aminas A3 e A4, nas razoes N:P 5 a 20 para A3 e N:P 5 para A4. Ambas as estruturas A3 e A4 fazem parte do core do bPEI 25. / Genes as drugs for human therapy is a concept originally conceived around 1970, a consequence of the exponential growth in knowledge of human gene function, the more effective technologies for DNA delivery, and the ability to transfer and express exogenous genes in mammalian cells. Here we propose synthesizing two small library groups of cationic polymers via aminolysis of poly(succinimide) (PSI) backbone: group 1An, polycationic polymers with a degradable amide of poly(aspartic) acid backbone, protonable oligoamine side chains into the main polymer structure, and group 2An, amphiphilic cationic polymers with a degradable amide of poly(aspartic) acid backbone, protonable oligoamine side chains into the main polymer structure and dodecyl side chain moieties. SEC showed that dodecylated derivatives 2An had lower size than 1An group, non-dodecylated polyelectrolytes. Buffering capacity of all synthesized polymers was higher than the standard bPEI 25, and the dodecylated 2An group had the highest buffering capacities values. 2An derivatives with amines A1 to A4 showed lower CMC than their non-dodecylated pairs. Cytotoxicity of all polycations was dependent on the concentrations, and among all polymers, those with amines A5 and A6 had lower cytotoxicity than bPEI 25. Moreover, the presence of the hydrophobic dodecyl side chain in the PSI backbone did not decrease the cell viability until 250 ?g mL-1 polymer concentration, thus suggesting the hydrophobic moiety is not cytotoxic in this range. Complexation of pEGFP-N3 plasmid with PSI derivatives grafted with amines A1 to A4 was performed, as well as the transfection of polyplexes into HeLa cells. GFP expression of bPEI25 polyplexes in different complex volumes was quantified and compared with PSI derivatives/pEGFP-N3 polyplexes. Transfection assays showed that dodecylated PSI derivatives had negligible or no GFP expression in HeLa cells, thus suggesting a strong interaction between polycations and pDNA or a cellular damage caused by the hydrophobic moiety, although cytotoxicity assay of polyplexes showed low cytotoxicity of polyplexes. The highest GFP expression values were found for polycations 1A3 and 1A4, both without the dodecylamine side chain, in the N:P ratios 5 to 20 for 1A3, and N:P ratio 5 for 1A4. Both amines A3 and A4 used for the PSI grafting are core structures of bPEI 25.

As nanopartículas poliméricas apresentam grande potencial como nanotransportadores de fármacos, o que torna o estudo de novas composições essencial para seu desenvolvimento. No presente trabalho foram preparadas nanopartículas poliméricas, usando biopolímeros como a quitosana, o colágeno e a gelatina. A metodologia de preparação foi baseada na reticulação iônica da quitosana com tripolifosfato de sódio. Com a finalidade de obter nanopartículas de menores tamanhos foi usada quitosana de baixa massa molar, polímero obtido pela metodologia da degradação oxidativa. A quitina foi extraída do gladio de lula (Loligo sp) que posteriormente foi desacetilada e despolimerizada, obtendo quitosana de 50,4 kDa de massa molar e 81,04 % de grau de desacetilação. As nanopartículas obtidas foram caracterizadas pelas técnicas FTIR, MEV, DLS e potencial Zeta. Foram obtidas nanopartículas das misturas quitosana/gelatina/tripolifosfato com tamanhos de até 236,9 ± 1,6 nm e índice de polidispersividade de 0,13 ± 0,02. Também foram obtidas nanopartículas dequitosana/colágeno/tripolifosfato com tamanhos de até <br /> 251,9 ± 2,9 nm e índice de polidispersividade de 0,20 ± 0,02. Foi encontrado aumento do tamanho das nanopartículas quando é aumentado a quantidade de proteína na nanopartícula. Também foi avaliado o potencial das nanopartículas como nanotransportadores mediante a incorporação de uma molécula de prova como o ácido pícrico, composto escolhido pelo baixo valor da constante de dissociação ácida, que facilitaria a incorporação devido a uma possível interação com a quitosana. Foi encontrada uma quantidade incorporada de 7,39 ± 0,13 % e 6,44 ± 0,23% para nanopartículas de quitosana/gelatina/tripolifosfato e quitosana/colágeno/tripolifosfato, respectivamente. Os estudos de liberação mostraram que a saída do ácido pícrico é rápida quando são usadas nanopartículas preparadas com gelatina comparando-se com partículas com colágeno que originam uma liberação mais lenta do ácido pícrico. Estudos da cinética de liberação usando modelos matemáticos revelaram que as curvas de liberação seguem o mecanismo de difusão. / Polymeric nanoparticles present big potential as drug nanocarrier, therefore the study of new compositions is essential for their development. In this study was prepared polymeric nanoparticles using biopolymers such as chitosan, collagen and gelatin. The preparation methodologies were based on the ionic reticulation of chitosan with sodium tripolyphosphate. In order to obtain small size nanoparticles it was used chitosan of low molecular weight; this polymer was obtained by oxidative depolymerization. Chitin was extracted from squid pens (Loligo sp) and subsequently it was deacetylated and depolymerized, getting a chitosan with 50.4 kDa of molecular weight and 81.04 % of deacetylation degree. The nanoparticles were characterized by FTIR, SEM, DLS and Z potential. From the chitosan/gelatin/tripolyphosphate mixtures it was obtained nanoparticles with size up to 236.9 ± 1.6 nm and 0.13 ± 0.02 of polydispersity index. Also, were obtained nanoparticles of chitosan/collagen/tripolyphosphate with size up to 251.9 ± 2.9 nm and 0.20 ± 0.02 of polydispersity index. Was foundan increase in nanoparticles size when increasing the protein quantity in the nanoparticle. The potential of nanoparticles as nanocarrier was evaluated with one test molecule, the picric acid. This compound was selected for the low value of acid dissociation constant facilitating the incorporation due to a possible interaction with chitosan. The content loading was of 7.39 ± 0.13 % and 6.44 ± 0.23% for chitosan/gelatin/tripolyphosphate nanoparticles and chitosan/collagen/tripolyphosphate nanoparticles respectively. The release studies showed that the picric acid delivery is quick when nanoparticles prepared with gelatin were used. The nanoparticles prepared with collagen originate backwardness in the picric acid delivery. Release kinetic studies using mathematic models showed that the release curve have a diffusion mechanism.

O objetivo deste estudo clínico foi avaliar a eficácia clínica de um dispositivo polimérico celulósico carregado com sal anestésico, na prevenção da dor pré-procedimento operatório em odontologia, diminuindo ou eliminando o uso de agulhas gengivais em anestesias infiltrativas. Foram testados três dispositivos com propriedade bioadesiva para a liberação modificada de fármacos em contato com a mucosa oral, um contendo um núcleo central de prilocaína e lidocaína em iguais concentrações e um contendo somente lidocaína, a liberação dos princípios ativos se deu pelo processo de fast-dissolve, e o terceiro constituído somente pelo sistema bioadesivo, sem qualquer sal anestésico(controle negativo), em desenho pareado. Os dispositivos foram aplicados na região do fórnice do vestíbulo dos pré-molares superiores, após limpeza e secagem superficial da mucosa. Foram selecionados 21 voluntários de ambos os gêneros, normotipos, saudáveis, com faixa etária entre 18 e 30 anos, para um teste clínico randomizado, controlado, crossover e triplo-cego. O teste de sintomatologia pré e pós-aplicação foi realizado com o emprego da sonda computadorizada Florida Probe® System, (Florida Probe Corporation, Gainesville, FL, USA), aplicada no sentido perpendicular ao tecido mucoso, simulando o uso de agulha gengival e com pressão constante de 25 gramas, já calibrada pelo próprio sistema, foi aplicado também o teste térmico com o uso de Endo-Frost® Roeko para verificação da profundidade anestésica em nível pulpar. Para a mensuração da sintomatologia dolorosa presente/ausente foi utilizada escala visual analógica (EVA) e a versão em Língua Portuguesa do McGill Pain Questionnaire. Os indivíduos receberam instruções de como responder aos questionários para mensuração dos estímulos dolorosos, que foram computados imediatamente após a resposta. Os resultados obtidos demonstraram uma eficiência anestésica favorável para os dois dispositivos carregados com os sais onde não houve diferença estatística quanto ao efeito, porém na relação efeito versus tempo o dispositivo com os dois sais apresentou melhor resultado para o teste térmico. Conclui-se que ambos os dispositivos (B e C) apresentaram efeito anestésico tanto tópico quanto em profundidade pela diminuição da dor provocada pelos dois testes (mecânico/térmico) propostos. / The objective of this clinical study was to evaluate the efficacy of a cellulosic polymer dispositive loaded with anesthetic salt to prevent pain in dentistry pre-operative procedure, reducing or eliminating the use of gingival needles in infiltrative anesthesia. Three dispositives were tested with bioadhesive property for drugs delivery system in contact with the oral mucosa, containing prilocaine and lidocaine at same concentrations, and other containing just lidocaine with release of active elements through the process of fast-dissolve, and the other only the same bioadhesive system, without the active (negative control), paired study, which was applied in the region of the superior premolars, the mucosal surface after cleaning. Were selected 21 volunteers of both genders, normotype, healthy, aged between 18 and 30 years for a clinical trial, randomized, controlled, crossover and triple-blind. The test of symptoms before and after application was made using the electronic probe Florida Probe System® (Florida Probe Corporation, Gainesville, FL, USA), applied perpendicularly to the mucosal tissue, simulating the use of gingival needle a constant pressure of 25 grams, already calibrated by the system itself. Additional thermal testing will be proved employing Endo-Frost® tester. For the measurement of pain symptoms present / absent was used a visual analog scale (VAS) and the Portuguese language version of the McGill Pain Questionnaire adapted by Varolli and Pedrazzi (2006), using an appendix to the questionnaire (Group 9 table 1). Individuals have received instructions on how to answer the questionnaire for the measurement of painful stimuli, which would be counted immediately after the response. The results demonstrated a favorable anesthetic efficiency for both dispositive loaded with salts where there was no statistical difference in the effect, but for the relationship effect versus time the dispositive with two salts showed better results. It can be concluded that both devices (B and C) presented as both topical and depth anesthetic by decreasing the pain caused by the two mechanical/thermal proposed tests.

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:29:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fritz Eduardo Kasbaum.pdf: 8675531 bytes, checksum: fd4de7b5752ef941286dcf268c9d38da (MD5) Previous issue date: 2010-01-25 / The present work show the pharmaceutical development of new release systems of drugs, specifically dapsona's (DDS) prolonged release tablets, a sulfon with bacteriostatic action used on the leprosy treatment and several other skin diseases and also in the treatment of the other pathologies as malaria and pneumonia caused by Pneumocystis carinii. This drug, depending on the pathology, can be managed in doses trat vary between 25 to 300m/day, and the administration frequency added to the high doses is responsible for the sprouting of serious collateral effect in the hematologic system, amongst them the methemoglobinemia and in some cases hemolysis. Systems of modified release aim to optimize the medicines therapy by reduction of the usually managed doses, attainment of plasmatic levels more uniforms of the drug for bigger period of time in administrations frequency and also reduction of the observed collateral effect. Eight formulations of DDS were prepared using as excipients the microcrystalline cellulose, the monohydrated lactose spray dryer and magnesium stearate. To compose a matricial system of asset release it was formulated tablets sometimes contending matrix with hydrophilic characteristic and sometimes lipofilic, respectively, hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) and gliceril monostearate (MEG). The prepared formulations were submitted to dissolution tests in medium that simulated the stomachal and enteric conditions and the respective profiles or release were evaluated the Kinetic of DDS release to elucidate the mechanisms that controls it. The results of release throughout the time had been treated in accordance with model zero-order, first-order, Higuchi and exponential model. The gotten coefficients of correlation indicate that DDS release from the chosen formulation follows exponential model. / O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento farmacotécnico de novos sistemas de veiculação de fármacos, especificamente comprimidos de liberação prolongada de dapsona (DDS), uma sulfona com ação bacteriostática utilizada no tratamento da hanseníase e diversas afecções da pele e também no tratamento de outras patologias como a malária a pneumonia causada por Pneumocystis carinii. Esse fármaco, dependendo da patologia, poder ser administrado em doses que variam de 25 a 300mg/dia, e a frequencia de administração somada às altas doses são responsáveis pelo surgimento de efeitos colaterais graves no sistema hematológico, dentre eles a metemoglobinemia e em alguns casos hemólise. Sistemas de liberação modificada visam a otimização da terapia medicamentosa por redução das doses usualmente administradas e obtenção de níveis plasmáticos mais uniformes do fármaco por maior período de tempo em relação às formas de liberação imediata. Isso geralmente promove a redução na frequência de administração e também redução dos efeitos colaterais observados. Foram preparados oito formulações de DDS utilizando-se como excipientes a celulose microcristalina, a lactose monohidratada spray dryer e estearato de magnésio. Para compor o sistema matricial de liberação do fármaco, formularam-se comprimidos ora contendo matriz com caractéristica hidrofílica, ora lipofílica, respectivamente, hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) e monoesterato de glicerila (MEG). As formulações preparadas foram submetidas a ensaios de dissolução em meios que simulavam as condições estomacal e entérica e os respectivos perfis de liberação avaliados por meio de análise de vâriancia (ANOVA). Para a formulação de escolha também avaliou-se a cinética de liberação da DDS de forma a elucidar os mecanismos que a controlam. Os resultados de liberação ao longo do tempo foram tratados de acordo com modelo cinéticos zero-ordem, primeira ordem, Higuchi e modelo exponencial. Os coeficientes de correlação obtidos indicam que a liberação da DDS a partir da formulação escolhida é governada modelo exponencial.

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:55:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ary Henrique de Souza Junior.pdf: 593464 bytes, checksum: 97cf99e0707363cc47b40b7b24df7ef3 (MD5) Previous issue date: 2005-04-14 / This work proposes an informational system for a clinical laboratory to control the post analytical phase of the exams. The system can automatically liberate the results of clinical exams. To assess the system we developed a prototype able to liberate FSH and Estradiol hormones based on rules that confront FSH and Estradiol results. The prototype was able to autonomously liberate 67,10% of the FSH results and 98,38% of the Estradiol results when analyzed independently and 82,74% of the results when applying the confrontations rules. The rules are based on elements of fuzzy logic and can provide a reduction in therapeutic length and costs, reduction of the diagnosis time and increase the safety of the procedures involved. / Foi proposto um sistema de informatização de laboratório clínico com aplicação na fase pós-analítica, com a capacidade de liberar clínico&#8211;laboratorialmente resultados de exames. Para demonstrar a funcionalidade do projeto foi desenvolvido um protótipo para liberar resultado de exames de FSH e Estradiol. Em teste, o protótipo foi capaz de liberar 67,10% dos resultados de FSH e 98,38% de E2, atendendo ao conjunto de regras estabelecidas. Quando utilizados os preceitos de confrontação de resultados de FSH contra os de E2, baseados no comportamento fisiológico dos hormônios, a liberação ocorre em 82,74% dos resultados. Os 17,25% dos resultados restantes são colocados em arquivo próprio para a liberação supervisionada. O uso de regras baseadas em elementos de lógica difusa na liberação de resultados de exames laboratoriais pode oferecer, dentre outros ganhos, diminuição de prazo terapêutico e custos, aumento da rapidez do diagnóstico e da segurança de todos os envolvidos nas ações de saúde.

Segundo dados do INCA, o câncer é a segunda maior causa de morte no país, sendo que os tratamentos convencionais para a doença, quimioterapia e radioterapia, não são capazes de selecionar as células doentes, o que leva a efeitos indesejáveis para o paciente. Com o intuito de otimizar o tratamento do câncer, bem como de outras doenças, nanodispositivos vêm sendo estudados para aplicação na liberação controlada de fármacos. Neles, as nanopartículas magnéticas são usadas como núcleos magnéticos, para direcionar o fármaco até a região desejada. Um polímero é utilizado como material biocompatível, o qual é responsável pela imobilização do fármaco nas nanopartículas e permite sua liberação mediante um estímulo externo (aquecimento). Com o intuito de se desenvolver tais nanodispositivos, nanopartículas magnéticas de óxido de ferro foram sintetizadas através da técnica de coprecipitação (sonoquimicamente assistida ou não) e funcionalizadas com alcoxisilanos (APTMS e MPTS), o que permitiu seu encapsulamento com diferentes polímeros como poli(n-isopropilacrilamida) e policaprolactona. A caracterização dos nanodispositivos foi realizada através das técnicas de DRX, MEV e DLS, confirmando o desenvolvimento de um dispositivo de escala reduzida, com estreita faixa de distribuição de tamanhos e com estabilidade adequada para aplicação requerida na área da biomedicina. A técnica de espectroscopia na região do infravermelho, bem como a curva de titulação potenciométrica, foi utilizada para confirmar a funcionalização das partículas e seu posterior encapsulamento. / According to INCA, cancer is the second biggest cause of death in the country. Furthermore, conventional treatments for the disease, chemotherapy and radiotherapy, are not able to select the diseased cells, which leads to undesirable effects for the patient. In order to optimize the treatment of cancer and other diseases, nanodevices have been studied for application in controlled release of drugs. Magnetic nanoparticles are used as magnetic cores, in order to direct the drug to the desired area. A polymer is used as biocompatible material, which is responsible for encapsulating the drug in the nanoparticles and allowing its release by an external stimulus (heating). In order to develop a nanodevice, magnetic iron oxide nanoparticles were synthesized by coprecipitation technique (sonochemically assisted or not) and functionalized with alkoxysilanes (APMTS and MPTS), which allowed it encapsulation in different polymers, like poly(N-isopropylacrylamide) and polycaprolactone. The characterization of the nanodevices was carried out by XRD, SEM and DLS techniques, among others, confirming the development of a small-scale device with a narrow range of size distribution and adequate stability required for application in the biomedical field. The spectroscopy in the infrared region, and the potentiometric titration curve, was used to confirm the functionalization of the particles and their subsequent encapsulation. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Os polímeros de impressão molecular (MIPs) são materiais com capacidade de estabelecer interações seletivas com uma molécula que foi previamente adicionada durante a etapa de síntese, denominada molécula molde. A molécula molde pode ser, por exemplo, um fármaco, que é removido da matriz polimérica após a síntese. Apesar disto, o MIP ainda possui a capacidade de estabelecer interações de natureza seletiva com a molécula molde. Devido à estas interações seletivas, estes polímeros têm sido amplamente aplicados na área analítica, e também vêm sendo considerada sua aplicação como sistema de liberação prolongada/sustentada de fármacos. Os sistemas de liberação prolongada de fármacos apresentam vantagens como a redução de picos plasmáticos associados a efeitos adversos, contribuindo para o desenvolvimento de melhores alternativas clínicas para a administração de fármacos. Neste trabalho, foram selecionados dois fármacos de caráter básico contendo grupamentos amina terciária para proposição de sistemas de liberação prolongada baseados em partículas de MIPs: a nicotina, molécula hidrofílica indicada na terapia de abandono do fumo; e a donepezila, molécula lipofílica indicada no tratamento da doença de Alzheimer. Partículas poliméricas de MIPs foram sintetizadas pela técnica de polimerização por precipitação e os materiais poliméricos foram caracterizados usando diferentes técnicas como espectroscopia no infravermelho, microscopia eletrônica de varredura e microscopia de força atômica. Estudos de isoterma de adsorção indicaram a heterogeneidade dos sítios de ligação, com melhor ajuste ao modelo não linear de Langmuir-Freundlich. As formulações para administração por diferentes vias (oral ou transdérmica) foram delineadas a partir da dispersão das partículas poliméricas em veículos apropriados para uso farmacêutico, sobretudo, veículos lipídicos, como o óleo mineral e o ácido oleico. O fármaco foi previamente solubilizado nos veículos oleosos para assegurar maiores interações do tipo fármaco-polímero. As formulações transdérmicas para liberação de nicotina baseadas em MIPs permitiram prolongar a liberação in vitro do fármaco conforme o modelo cinético de Higuchi, caracterizando a difusão do fármaco a partir da matriz polimérica. Estudos de permeação cutânea in vitro usando pele de orelha de porcos foram realizados para avaliar as formulações transdérmicas, demonstrando que até 48 horas, a permeação cutânea da nicotina foi prolongada seguindo uma cinética de ordem zero. Foi possível demonstrar que a velocidade de permeação cutânea da nicotina a partir das formulações baseadas em MIPs (razão fármaco/polímero 1:3) foi menor do que nas formulações baseadas em polímeros não impressos (NIPs), provavelmente devido ao reconhecimento seletivo da nicotina nas partículas de MIPs. A cinética de liberação da donepezila a partir dos sistemas baseados em MIPs também foi melhor ajustada ao modelo de Higuchi, sendo que os MIPs apresentaram melhor efeito em prolongar a liberação do fármaco do que os NIPs, independente da razão fármaco:polímero. Deste modo, sistemas inovadores para liberação prolongada de fármacos baseados em MIPs, considerando diferentes vias de administração, foram apropriadamente desenvolvidos e avaliados. / Molecularly imprinted polymers (MIPs) are synthetic polymers that have the property to establish selective interactions with a compound called template e.g. a drug. The template is added in the synthesis step. After the synthesis, the template is removed. However, the property to establish selective interactions remain among MIPs and template. MIPs have been applied in the analytical field due to their selective interactions. The application of these materials as sustained release drug delivery systems has also been evaluated. Sustained release drug delivery systems may offer advantages, avoiding the high plasmatic peak concentrations of drugs related to their side effects. These drug delivery systems may also contribute to develop better clinical strategies to administration of drugs in the clinical practice. In this study, we select basic compounds with tertiary amine moieties to propose sustained release drug delivery systems based on MIPs. The selected drugs were nicotine (hydrophilic drug administered as an aid to smoking cessation therapy) and donepezil (lipophilic drug administered in the treatment of the Alzheimer’s disease). Polymer particles of MIPs were synthetized by precipitation polymerization and characterized by different techniques as infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, and atomic force microscopy. Adsorption isotherms studies indicated the heterogeneity of the binding sites with the better adjust to Langmuir-Freundlich model. The formulations were designed to administration by different pathways (transdermal or oral), and they were prepared from the dispersion of polymer particles in an oil vehicle as oleic acid and mineral oil. The drug was previously incorporated in the oil vehicle. Nicotine was administered by transdermal formulations based on MIPs using mineral oil as vehicle, and the results indicated that drug release was controlled according to Higuchi kinetic model, characterising the drug diffusion from the polymer matrix. Permeation studies were carried out using porcine ear skin, and the results demonstrated that the permeation of nicotine was prolonged up to 48 h according to zero order kinetic. The nicotine transdermal formulations based on MIPs showed a better effect in the control of drug permeation across the skin in relationship to the non-imprinted ones (NIPs) only when the amount of nicotine in the formulations was increased, with a drug/polymer ratio of 1:3. The donepezil release from the formulations based on MIPs using oleic acid as vehicle was better adjusted to Higuchi kinetic model, and the release rate of MIPs was smaller than NIPs, independent of the drug/polymer ratio. In this way, novel sustained release drug delivery systems based on MIPs were successfully developed and characterised for drug administration by different pathways. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:13:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mona Lisa S Gomes.pdf: 2596723 bytes, checksum: cad81f365e93a147f44fe76b57ed4640 (MD5) Previous issue date: 2015-02-24 / Cilostazol is a selective inhibitor of phosphodiesterase III. It acts as a vasodilator and antiplatelet agent. It is the main drug for the treatment of intermittent claudication related to peripheral arterial occlusive disease. This drug belongs to the class II of the Biopharmaceutical Classification System (BCS) and shows low solubility and high permeability in gastrointestinal tract. The usual oral dose is 100 mg twice a day, which represents a disadvantage in treatment compliance. Cilostazol is a lipophilic drug and the development of controlled drug delivery systems can improve its bioavailability. The aim this study was to obtain and characterize nanocapsules suspensions prepared from poly(caprolactone) (PCL), poly(D,L-lactic-co-glycolic acid) (PLGA) and blends using polyethylene glycol (PEG), PCL/PEG and PLGA/PEG containing 0 to 3.0 mg.mL-1cilostazol. The analytical method was developed and validated for the quantification of cilostazol into the nanocápsulas by high performance liquid chromatography. All formulations had suitable encapsulation efficiencies (≥99.6%). Nanocapsules showed pH values between 6.0 and 6.4, average size lower than 137 nm, polydispersity index lower than 0.22 and average negative zeta potential of -35.34 mV. The images observed by electron transmission microscopy and scanning electron microscopy, revealed spherical shape with smooth surface. The results achieved by X-ray diffraction demonstrated no crystallinity which indicated the drug amorphization compared to the raw materials. Analyses performed by Fourier transform infrared spectroscopy showed no chemical reactions between drug and polymers. The formulations prepared from blends of PCL/PEG showed the best stability parameters after 60 days of storage. The use of nanoparticles can be a promising strategy for increasing the apparent solubility of cilostazol leading to better dissolution profiles and therapeutical effect. / O cilostazol é um inibidor seletivo da fosfodiesterase III, atuando como antiagregante plaquetário e vasodilatador. É o medicamento de primeira escolha para o tratamento clínico da claudicação intermitente por doença arterial obstrutiva periférica. O fármaco pertence à classe II do Sistema de Classificação Biofarmacêutica, apresentando baixa solubilidade e alta permeabilidade no trato gastrointestinal. A dose usual é de 100 mg, via oral, duas vezes ao dia, o que representa uma desvantagem à adesão ao tratamento. O cilostazol tem característica lipofílica, podendo ser utilizado no desenvolvimento de sistemas de liberação modificada de fármaco, com a finalidade de melhorar sua biodisponibilidade. Assim, com o propósito de se elaborar sistemas de liberação modificada, o objetivo deste trabalho foi obter e caracterizar suspensões de nanocápsulas, a partir do uso dos polímeros poli(caprolactona) (PCL), poli(D,L-ácido lático-co-ácido glicólico) (PLGA) e de blendas com polietilenoglicol (PEG), PCL/PEG e PLGA/PEG, contendo concentrações de 0 a 3,0 mg.mL-1 de cilostazol. O método analítico por cromatografia líquida de alta eficiência foi desenvolvido e validado para a quantificação do cilostazol presente nas nanocápsulas. Todas as formulações apresentaram valores de eficiência de encapsulação adequados (≥99,6%). As nanocápsulas obtidas apresentaram valores de pH entre 6,0 e 6,4, com tamanho médio de partículas inferior a 137 nm, índice de polidispersão menor que 0,22 e potencial zeta negativo de -35,34 mV, devido aos polímeros aniônicos empregados. As imagens obtidas por microscopia eletrônica de transmissão e microscopia eletrônica de varredura revelaram formato esférico com superfície lisa e homogeneidade das nanocápsulas. Os resultados obtidos por difração de raios X revelaram a ausência de cristalinidade das nanocápsulas, evidenciando sua característica amorfa, em comparação aos polímeros e ao fármaco. As análises efetuadas por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier demonstraram que não ocorreram reações químicas entre o fármaco e os polímeros. Em geral, as formulações de cilostazol obtidas a partir de blendas PCL/PEG foram as que apresentaram os melhores parâmetros de estabilidade após 60 dias de armazenamento. O uso de nanopartículas pode ser uma estratégia promissora na promoção do aumento da solubilização aparente do cilostazol melhorando seu perfil de dissolução e, consequentemente, sua ação farmacológica.

Hidrogéis são macromoléculas tridimensionais formadas por polímeros hidrofílicos, os quais são entrecruzados para manter sua estrutura. Quando expostos a água apresentam grande absorção, porém sem sofrer a dissolução. Nesta tese foram preparados hidrogéis para serem aplicados como materiais de liberação controlada de fertilizantes e condicionadores de solo. Os hidrogéis foram sintetizados através de reações de entrecruzamento de goma gelana (GGHA e GGLA) com (i) quitosana (CH), (ii) Jeffamina (JEF), (iii) L-lisina (LYS), (iv) gelatina (GEL) e alginato (ALG) com quitosana (CH). A formação de redes poliméricas foi confirmada por espectroscopia FT-IR e análises térmicas, também evidenciando a estabilidade térmica dessas amostras acima de 200°C. As morfologias dos hidrogéis liofilizados foram observadas por MEV, evidenciando as estruturas abertas e porosas. Os resultados de hidratação dos hidrogéis mostraram altos valores de absorção de água em relação ao seu peso seco, sendo 218 vezes para GGHA:CH, 164 vezes para GGHA:LYS, 145 vezes para GGHA:JEF, 113 vezes para GGHA:GEL e 80 vezes para ALG:CH. Amostras de GGLA apresentaram baixos valores de absorção de água. Os testes de perda de água dos hidrogéis ALG:CH apresentam tempo 59% maior e os hidrogéis de GGHA:CH 100% maior e, aproximadamente 60% maior para os hidrogéis GGHA:LYS, GGHA:JEF e GGHA:GEL quando comparados com a evaporação de água pura. A liberação completa do fertilizante comercial monopotássio de fosfato (MKP) ocorreu em 8 h de imersão dos hidrogéis em água e foi estimada em aproximadamente 400 mg por um grama de polímero, independente do hidrogel utilizado, enquanto os ensaios de liberação controlada do fertilizante nitrogênio, fósforo e potássio (NPK) revelaram liberação de aproximadamente 300 mg de fertilizante por um grama de hidrogel, também independente do hidrogel utilizado. Os resultados obtidos demonstraram a possível utilização de hidrogéis entrecruzados a base de macromoléculas naturais em sistemas de controle de umidade do solo e liberação controlada de fertilizantes. / New hydrogels based on natural macromolecules such as gellan gum, chitosan, alginate, gelatin and lysine were synthetized and characterized by spectroscopic, thermal and microscopic analysis. The samples were also investigated in terms of water absorption and fertilizers release. The samples were obtained by crosslinking reactions of gellan gum (GGHA and GGLA) with (i) chitosan (CH), (ii) Jeffamine (JEF), (iii) L-lysine (LYS) and (iv) gelatin (GEL). The samples of alginate (ALG) and chitosan (CH) were also obtained and characterized. The formation of polymer networks was confirmed by FT-IR spectroscopy and thermal analysis, which revealed the thermal stability of the samples above 200°C. The morphology of lyophilized hydrogels was observed by SEM presenting open and porous structure. Moreover, the results of swelling showed high water absorption values in relation to the samples dry weight. These values were of 218 times for GGHA:CH, 164 times for GGHA:LYS, 145 times for GGHA:JEF, 113 times for GGHA:GEL and 80 times for ALG:CH. GGLA samples showed lower values of water absorption when compared with other samples. The water retention time of hydrogel ALG:CH hydrogels was 59% higher than pure water. For the sample GGHA:CH the water retention time was 100% higher and about 60% higher for the hydrogels GGHA:LYS, GGHA:JEF and GGHA:GEL. The samples were charged with commercial fertilizers such as phosphate monopotassium (MKP) and phosphate monopotassium (MKP), and they were tested as controlled fertilizer release materials for agriculture. It was observed for all samples that a complete release of MKP occurred after 8 h of its immersion in water and was estimated in about 400 mg per one gram of polymer. The controlled release of NPK was in about 300 mg per one gram of hydrogel, independent of the hydrogel composition. In conclusion, all the obtained results revealed that the natural macromolecules-based hydrogels are very promising alternatives for humidity control system and controlled fertilizers release in agriculture.