Isoflavonas são substâncias fenólicas conhecidas por promoverem diversos efeitos benéficos à pele. Na soja, esses compostos são essencialmente encontrados nas formas glicosiladas. No entanto, as atividades biológicas são principalmente relacionadas com as suas formas agliconas. A presente tese teve como principal objetivo a obtenção de uma fração enriquecida em isoflavonas agliconas e a sua incorporação em formulações tópicas visando o aumento da retenção cutânea de tais compostos. Para tanto, foi realizada primeiramente a extração de soja em meio hidroetanólico seguida de processo clássico hidrolítico (hidrólise ácida) para obtenção das formas livres das isoflavonas. O extrato obtido foi avaliado por um método cromatográfico de ultraeficiência, o qual foi desenvolvido e validado para a determinação quantitativa das isoflavonas agliconas (IA), bem como para avaliação das principais impurezas furânicas formadas. O método mostrou-se específico, linear, preciso, robusto e exato para a quantificação das IA daidzeína, gliciteína e genisteína, e para a quantificação das impurezas hidroximetilfurfural (HMF) e etoximetilfurfural (EMF). Além disso, o método foi concomitantemente validado para a quantificação das IA em diferentes matrizes analíticas e bioanalíticas visando estudos de desenvolvimento de produtos tópicos e estudos de permeação/retenção cutânea. Devido à toxicidade relatada na literatura para o HMF, o presente estudo investigou in vitro o potencial genotóxico e mutagênico do EMF, principal impureza formada após degradação ácida dos açúcares presentes no extrato hidroetanólico de soja. O EMF apresentou potencial genotóxico em linhagem celular do tipo HepG2 nas concentrações próximas ao teor encontrado no extrato. Devido a isso, foi realizada uma investigação de métodos alternativos ao da hidrólise ácida visando à obtenção das IA da soja sem a presença de HMF e EMF, e facilitando, desta forma, os processos de purificação até uma fração enriquecida em IA. Para tanto, foram realizadas otimizações de processos hidrolíticos mais seletivos, tais como hidrólise enzimática com β-glicosidase e fermentação com Saccharomyces cerevisiae. Os processos foram primeiramente avaliados por desenho experimental de Plackett-Burman para determinação dos principais fatores que podem influenciar durante os bioprocessos hidrolíticos. Posteriormente, os métodos foram otimizados por meio de desenho experimental de Box-Behnken. Destaca-se que os processos foram realizados com um extrato equivalente ao extraído de 1,0 g de soja desengordurada. Para o método enzimático, as condições ótimas de processo compreenderam 838 unidades de β-glicosidase, em pH 6.0, durante 4,5 h à 37 ºC. Para o método fermentativo, as condições ótimas de processo hidrolítico compreenderam 1500 mg de fermento comercial contendo Saccharomyces cerevisiae, em pH 7.6, durante 24 h à 33 ºC. Os extratos foram avaliados quanto ao teor de IA, sempre realizando a sua comparação com um extrato não hidrolisado (controle negativo) e com um extrato hidrolisado pela via ácida (controle positivo). O teor de IA após hidrólise enzimática foi estatisticamente semelhante ao controle positivo. No entanto, o processo de fermentação não permitiu completa hidrólise das isoflavonas, sendo necessária a realização de um processo adicional de hidrólise ácida ao final do processo fermentativo. Todos os extratos hidrolisados, ou seja, os obtidos pelas vias ácida, enzimática, fermentativa, fermentativa+ácida, foram avaliados quanto à presença ou ausência de açúcares, compostos furânicos, triterpenos e saponinas. Além disso, todos passaram por processo de partição líquido-líquido com acetato de etila para obtenção de diferentes frações. A fração que apresentou maior pureza e que foi considerada a mais promissora para escalonamento de produção foi obtida após partição do extrato de soja hidrolisado pela via enzimática. Essa fração foi avaliada quanto ao seu potencial in vitro de proliferação de queratinócitos (HaCaT). Após 48 h de tratamento celular, os resultados demonstraram que a fração na concentração de 0,1 μg de IA/mL foi considerada não citotóxica para as células e apresentou promissora atividade proliferativa de queratinócitos. Desta forma, tal fração foi escolhida para ser incorporada em nanoemulsões visando uma futura aplicação tópica durante processos regenerativos de tecidos cutâneos. As formulações foram espessadas, ou não, até hidrogéis de ácido hialurônico. Por fim, foi realizada a avaliação da capacidade de permeação/retenção cutânea das IA a partir das formulações utilizando modelo experimental in vitro com pele de orelha suína. Tanto as nanoemulsões quanto os hidrogéis demonstraram ser promissores sistemas de liberação das IA na pele, aumentando sua retenção em camadas cutâneas consideradas importantes para exercerem seus efeitos benéficos. / Isoflavones are phenolic compounds that promote several benefic effects on the skin. In soybeans, these substances are present in different chemical conformations, mostly as glycoside conjugates. However, the beneficial activities are mainly credited to their aglycone forms. The main goal of this study was the production of an isoflavone aglycone-rich fraction to be incorportated into topical products intended to increase the skin retention of isoflavone aglycones (IA). For that, firstly it was performed a soybean extraction in a hydroethanolic media followed by a classical hydrolysis procedure (acid hydrolysis) to breakdown the conjugated forms until their respective aglycones. To analyze the obtained extract, an ultra-fast liquid chromatography method was developed and validated. The method showed to be specific, linear, precise, robust and accurate for quantification of daidzein, glycitein and genistein, as well as for hydroxymethylfurfural (HMF) and ethoxymethylfurfural (EMF), the main impurities present in the acid hydrolyzed extract. Besides, the method was concomitantly validated for determination of IA in different analytical and bioanalytical matrices during development of topical products and permeation/retention assays. Due to the well-documented toxicity of HMF, this study also investigated in vitro the genotoxic and mutagenic potential of EMF, a sugar degradation product formed after acid hydrolysis of soybean extract. EMF showed to be genotoxic for HepG2 cells at concentrations very close to those present in the extract. So, alternative hydrolysis methods were carried out aiming to obtain the IA from soybeans without the presence of HMF and EMF, and thus facilitating the processes of purification until new IA-rich fractions. For that, procedures with more selectivity properties were accomplished, such as enzymatic hydrolysis with β-glucosidase and fermentation with Saccharomyces cerevisiae. These methods were firstly evaluated by a Plackett-Burman design, to screen the main factors that could be influencing during the hydrolysis of isoflavones present in soybean extract. Further, the methods were optimized by Box-Behnken design. It is important to highpoint that the processes were always carried out with a sample corresponding to the extracted from 1.0 g of defatted soybeans. The highest IA content was achieved under the optimal conditions: enzymatic hydrolysis with 838 units of β-glucosidase, during 4.5 h at pH 6.0 and 37 ºC, or fermentative process with 1500 mg of commercial bakery yeast (Saccharomyces cerevisiae) during 24 h at pH 7.6 and 33 ºC. The extracts were investigated to evaluate the IA content, and the results were always compared with a non-hydrolyzed extract (negative control) and with an acid hydrolyzed extract (positive control). The IA amount after enzymatic hydrolysis was statistically similar than positive control. However, the fermentation did not hydrolyze completely the isoflavones, being necessary an additional acid hydrolysis at end of fermentative process. The extracts obtained by acid, enzymatic, fermentative and fermentative+acid processes were investigated to analyze the presence or absence of sugars, furanic compounds, triterpenes and saponins. Besides, all of them were partitioned with ethyl acetate to obtain IA-rich fractions. The most pure and easily achieved fraction was the one obtained from enzymatic hydrolyzed extract. This fraction was examined to explore its in vitro proliferation ability in keratinocytes cells (HaCaT). After 48 h of cellular treatment, the results showed that the fraction at 0,1 μg de IA/mL was considered non-cytotoxic for cells, and showed a promising proliferative activity. Therefore, this fraction was chosen to be incorporated in nanoemulsions viewing a future topic application during regenerative processes of skin. Moreover, the formulations were thickened, or not, until hyaluronic acid hydrogels. Lastly, it was performed the skin permeation/retention evaluation for IA from formulations using an in vitro experimental model with porcine ear skin. Both nanoemulsions and hydrogels were considered as promisor delivery systems for IA, increasing their retention in skin layers (epidermis and dermis).

Diversos estudos têm demonstrado a atividade antioxidante de extratos de Achyrocline satureioides. Essa atividade tem sido atribuída à presença de compostos flavonoídicos, em especial, da quercetina. Neste contexto, o objetivo da presente dissertação foi desenvolver nanoemulsões de uso tópico contendo o extrato deste vegetal, bem com o flavonóide quercetina isolado. Numa primeira etapa, nanoemulsões constituídas de octildodecanol, lecitina de gema de ovo, solução extrativa de Achyrocline satureioides (NEE) ou quercetina (NEQ) e água foram preparadas por emulsificação espontânea. O procedimento conduziu à obtenção de nanoemulsões monodispersas (IP<0,2) com um diâmetro médio de gotícula de cerca de 200 e 300 nm e potencial zeta de cerca de -27 e -42 mV, respectivamente, para NEQ e NEE. Esses resultados sugerem a localização de componentes do extrato de Achyrocline satureioides na interface das nanoestruturas, como indicado pelas imagens obtidas por microscopia eletrônica de transmissão. Numa segunda etapa, foi revalidado um método isocrático para a quantificação da quercetina por CLAE, mostrando-se este linear, preciso, exato e específico. A quantidade de quercetina associada com as nanoemulsões foi de 100%, para a concentração de 100 μg/mL de quercetina. Após, foi realizado o estudo de retenção cutânea da quercetina a partir das formulações utilizando pele de orelha suína, em células de difusão de Franz. Os resultados indicam um maior acúmulo de quercetina na pele a partir da NEE (~16 μg/g) em comparação a NEQ (~6 μg/g), após 8 horas de permeação, indicando a influência de componentes do extrato sobre esta propriedade. Finalmente, determinou-se a atividade antioxidante da quercetina através de medidas de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS). Encontrou-se uma menor lipoperoxidação nos testes realizados com o extrato de Achyrocline satureioides (56%) em relação aos testes utilizando quercetina isolada (91%), sem diferença na lipoperoxidação entre a NEQ (27 %) e a NEE (22 %). A proteção oferecida pelas formulações foi determinada nas peles submetidas ao estudo de permeação, sendo detectada uma diminuição da lipoperoxidação no tecido que recebeu tratamento com NEE, contudo, essa atividade não foi detectada para NEQ. Em conclusão, os resultados obtidos nesse estudo demonstram o efeito dos constituintes das formulações sobre propriedades físico-químicas das nanoemulsões, bem como na sua retenção na pele e na atividade antioxidante. / Several studies have demonstrated the antioxidant activity of Achyrocline satureioides extracts. This activity has been attributed to the presence of flavonoids, mainly quercetin. In this context, the aim of the present work was to develop topical nanoemulsions containing extract of this plant, as well as isolated quercetin. In a first step, nanoemulsions composed by octyldodecanol, egg lecithin, Achyrocline satureioides extract (NEE) or quercetin (NEQ) and water were prepared by spontaneous emulsification procedure. This process led to monodisperse nanoemulsions presenting mean droplet size of approximately 200 and 300 nm, and zeta potencial of –27 and –42 mV for NEQ and NEE, respectively. These results suggest that Achyrocline satureioides extract compounds are located in the O/W interface of nanoemulsions, as attested by the transmition electron microscopy. In a second step, an isocratic method for quercetin quantification was revalidated. This showed to be linear, accurate, precise and specific. The amout of quercetin associated with nanoemulsions was close to 100%, for a 100 μg/mL of quercetin. After that, a study of quercetin skin retention from the formulations using pig´s skin ear was performed, in Franz diffusion cell. The results revealed a higher accumulation of quercetin in skin from NEE (~16 μg/g) compared to NEQ (~6 μg/g), after 8h of permeation, indicating the influence of the extract compounds on this property. Finally, the antioxidant activity of quercetin was measured by tiobarbituric acid reactive species (TBA-RS). It shows a minor lipoperoxidation for Achyrocline satureioides extract (56%) than isolated quercetin (91%). No difference for NEQ (27 %) and NEE (22 %) lipoperoxidation was found. The protection against oxidation by the formulations was measured in the skin and it was found a reduction in tissue treated with NEE. This reduction was not observed for NEQ. In conclusion, this study shows the effect of formulation over the physico-chemical properties of nanoemulsion’s formulation, as well as on the skin retention and its antioxidant activity.

Isoflavonas são substâncias fenólicas conhecidas por promoverem diversos efeitos benéficos à pele. Na soja, esses compostos são essencialmente encontrados nas formas glicosiladas. No entanto, as atividades biológicas são principalmente relacionadas com as suas formas agliconas. A presente tese teve como principal objetivo a obtenção de uma fração enriquecida em isoflavonas agliconas e a sua incorporação em formulações tópicas visando o aumento da retenção cutânea de tais compostos. Para tanto, foi realizada primeiramente a extração de soja em meio hidroetanólico seguida de processo clássico hidrolítico (hidrólise ácida) para obtenção das formas livres das isoflavonas. O extrato obtido foi avaliado por um método cromatográfico de ultraeficiência, o qual foi desenvolvido e validado para a determinação quantitativa das isoflavonas agliconas (IA), bem como para avaliação das principais impurezas furânicas formadas. O método mostrou-se específico, linear, preciso, robusto e exato para a quantificação das IA daidzeína, gliciteína e genisteína, e para a quantificação das impurezas hidroximetilfurfural (HMF) e etoximetilfurfural (EMF). Além disso, o método foi concomitantemente validado para a quantificação das IA em diferentes matrizes analíticas e bioanalíticas visando estudos de desenvolvimento de produtos tópicos e estudos de permeação/retenção cutânea. Devido à toxicidade relatada na literatura para o HMF, o presente estudo investigou in vitro o potencial genotóxico e mutagênico do EMF, principal impureza formada após degradação ácida dos açúcares presentes no extrato hidroetanólico de soja. O EMF apresentou potencial genotóxico em linhagem celular do tipo HepG2 nas concentrações próximas ao teor encontrado no extrato. Devido a isso, foi realizada uma investigação de métodos alternativos ao da hidrólise ácida visando à obtenção das IA da soja sem a presença de HMF e EMF, e facilitando, desta forma, os processos de purificação até uma fração enriquecida em IA. Para tanto, foram realizadas otimizações de processos hidrolíticos mais seletivos, tais como hidrólise enzimática com β-glicosidase e fermentação com Saccharomyces cerevisiae. Os processos foram primeiramente avaliados por desenho experimental de Plackett-Burman para determinação dos principais fatores que podem influenciar durante os bioprocessos hidrolíticos. Posteriormente, os métodos foram otimizados por meio de desenho experimental de Box-Behnken. Destaca-se que os processos foram realizados com um extrato equivalente ao extraído de 1,0 g de soja desengordurada. Para o método enzimático, as condições ótimas de processo compreenderam 838 unidades de β-glicosidase, em pH 6.0, durante 4,5 h à 37 ºC. Para o método fermentativo, as condições ótimas de processo hidrolítico compreenderam 1500 mg de fermento comercial contendo Saccharomyces cerevisiae, em pH 7.6, durante 24 h à 33 ºC. Os extratos foram avaliados quanto ao teor de IA, sempre realizando a sua comparação com um extrato não hidrolisado (controle negativo) e com um extrato hidrolisado pela via ácida (controle positivo). O teor de IA após hidrólise enzimática foi estatisticamente semelhante ao controle positivo. No entanto, o processo de fermentação não permitiu completa hidrólise das isoflavonas, sendo necessária a realização de um processo adicional de hidrólise ácida ao final do processo fermentativo. Todos os extratos hidrolisados, ou seja, os obtidos pelas vias ácida, enzimática, fermentativa, fermentativa+ácida, foram avaliados quanto à presença ou ausência de açúcares, compostos furânicos, triterpenos e saponinas. Além disso, todos passaram por processo de partição líquido-líquido com acetato de etila para obtenção de diferentes frações. A fração que apresentou maior pureza e que foi considerada a mais promissora para escalonamento de produção foi obtida após partição do extrato de soja hidrolisado pela via enzimática. Essa fração foi avaliada quanto ao seu potencial in vitro de proliferação de queratinócitos (HaCaT). Após 48 h de tratamento celular, os resultados demonstraram que a fração na concentração de 0,1 μg de IA/mL foi considerada não citotóxica para as células e apresentou promissora atividade proliferativa de queratinócitos. Desta forma, tal fração foi escolhida para ser incorporada em nanoemulsões visando uma futura aplicação tópica durante processos regenerativos de tecidos cutâneos. As formulações foram espessadas, ou não, até hidrogéis de ácido hialurônico. Por fim, foi realizada a avaliação da capacidade de permeação/retenção cutânea das IA a partir das formulações utilizando modelo experimental in vitro com pele de orelha suína. Tanto as nanoemulsões quanto os hidrogéis demonstraram ser promissores sistemas de liberação das IA na pele, aumentando sua retenção em camadas cutâneas consideradas importantes para exercerem seus efeitos benéficos. / Isoflavones are phenolic compounds that promote several benefic effects on the skin. In soybeans, these substances are present in different chemical conformations, mostly as glycoside conjugates. However, the beneficial activities are mainly credited to their aglycone forms. The main goal of this study was the production of an isoflavone aglycone-rich fraction to be incorportated into topical products intended to increase the skin retention of isoflavone aglycones (IA). For that, firstly it was performed a soybean extraction in a hydroethanolic media followed by a classical hydrolysis procedure (acid hydrolysis) to breakdown the conjugated forms until their respective aglycones. To analyze the obtained extract, an ultra-fast liquid chromatography method was developed and validated. The method showed to be specific, linear, precise, robust and accurate for quantification of daidzein, glycitein and genistein, as well as for hydroxymethylfurfural (HMF) and ethoxymethylfurfural (EMF), the main impurities present in the acid hydrolyzed extract. Besides, the method was concomitantly validated for determination of IA in different analytical and bioanalytical matrices during development of topical products and permeation/retention assays. Due to the well-documented toxicity of HMF, this study also investigated in vitro the genotoxic and mutagenic potential of EMF, a sugar degradation product formed after acid hydrolysis of soybean extract. EMF showed to be genotoxic for HepG2 cells at concentrations very close to those present in the extract. So, alternative hydrolysis methods were carried out aiming to obtain the IA from soybeans without the presence of HMF and EMF, and thus facilitating the processes of purification until new IA-rich fractions. For that, procedures with more selectivity properties were accomplished, such as enzymatic hydrolysis with β-glucosidase and fermentation with Saccharomyces cerevisiae. These methods were firstly evaluated by a Plackett-Burman design, to screen the main factors that could be influencing during the hydrolysis of isoflavones present in soybean extract. Further, the methods were optimized by Box-Behnken design. It is important to highpoint that the processes were always carried out with a sample corresponding to the extracted from 1.0 g of defatted soybeans. The highest IA content was achieved under the optimal conditions: enzymatic hydrolysis with 838 units of β-glucosidase, during 4.5 h at pH 6.0 and 37 ºC, or fermentative process with 1500 mg of commercial bakery yeast (Saccharomyces cerevisiae) during 24 h at pH 7.6 and 33 ºC. The extracts were investigated to evaluate the IA content, and the results were always compared with a non-hydrolyzed extract (negative control) and with an acid hydrolyzed extract (positive control). The IA amount after enzymatic hydrolysis was statistically similar than positive control. However, the fermentation did not hydrolyze completely the isoflavones, being necessary an additional acid hydrolysis at end of fermentative process. The extracts obtained by acid, enzymatic, fermentative and fermentative+acid processes were investigated to analyze the presence or absence of sugars, furanic compounds, triterpenes and saponins. Besides, all of them were partitioned with ethyl acetate to obtain IA-rich fractions. The most pure and easily achieved fraction was the one obtained from enzymatic hydrolyzed extract. This fraction was examined to explore its in vitro proliferation ability in keratinocytes cells (HaCaT). After 48 h of cellular treatment, the results showed that the fraction at 0,1 μg de IA/mL was considered non-cytotoxic for cells, and showed a promising proliferative activity. Therefore, this fraction was chosen to be incorporated in nanoemulsions viewing a future topic application during regenerative processes of skin. Moreover, the formulations were thickened, or not, until hyaluronic acid hydrogels. Lastly, it was performed the skin permeation/retention evaluation for IA from formulations using an in vitro experimental model with porcine ear skin. Both nanoemulsions and hydrogels were considered as promisor delivery systems for IA, increasing their retention in skin layers (epidermis and dermis).

Diversos estudos têm demonstrado a atividade antioxidante de extratos de Achyrocline satureioides. Essa atividade tem sido atribuída à presença de compostos flavonoídicos, em especial, da quercetina. Neste contexto, o objetivo da presente dissertação foi desenvolver nanoemulsões de uso tópico contendo o extrato deste vegetal, bem com o flavonóide quercetina isolado. Numa primeira etapa, nanoemulsões constituídas de octildodecanol, lecitina de gema de ovo, solução extrativa de Achyrocline satureioides (NEE) ou quercetina (NEQ) e água foram preparadas por emulsificação espontânea. O procedimento conduziu à obtenção de nanoemulsões monodispersas (IP<0,2) com um diâmetro médio de gotícula de cerca de 200 e 300 nm e potencial zeta de cerca de -27 e -42 mV, respectivamente, para NEQ e NEE. Esses resultados sugerem a localização de componentes do extrato de Achyrocline satureioides na interface das nanoestruturas, como indicado pelas imagens obtidas por microscopia eletrônica de transmissão. Numa segunda etapa, foi revalidado um método isocrático para a quantificação da quercetina por CLAE, mostrando-se este linear, preciso, exato e específico. A quantidade de quercetina associada com as nanoemulsões foi de 100%, para a concentração de 100 μg/mL de quercetina. Após, foi realizado o estudo de retenção cutânea da quercetina a partir das formulações utilizando pele de orelha suína, em células de difusão de Franz. Os resultados indicam um maior acúmulo de quercetina na pele a partir da NEE (~16 μg/g) em comparação a NEQ (~6 μg/g), após 8 horas de permeação, indicando a influência de componentes do extrato sobre esta propriedade. Finalmente, determinou-se a atividade antioxidante da quercetina através de medidas de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS). Encontrou-se uma menor lipoperoxidação nos testes realizados com o extrato de Achyrocline satureioides (56%) em relação aos testes utilizando quercetina isolada (91%), sem diferença na lipoperoxidação entre a NEQ (27 %) e a NEE (22 %). A proteção oferecida pelas formulações foi determinada nas peles submetidas ao estudo de permeação, sendo detectada uma diminuição da lipoperoxidação no tecido que recebeu tratamento com NEE, contudo, essa atividade não foi detectada para NEQ. Em conclusão, os resultados obtidos nesse estudo demonstram o efeito dos constituintes das formulações sobre propriedades físico-químicas das nanoemulsões, bem como na sua retenção na pele e na atividade antioxidante. / Several studies have demonstrated the antioxidant activity of Achyrocline satureioides extracts. This activity has been attributed to the presence of flavonoids, mainly quercetin. In this context, the aim of the present work was to develop topical nanoemulsions containing extract of this plant, as well as isolated quercetin. In a first step, nanoemulsions composed by octyldodecanol, egg lecithin, Achyrocline satureioides extract (NEE) or quercetin (NEQ) and water were prepared by spontaneous emulsification procedure. This process led to monodisperse nanoemulsions presenting mean droplet size of approximately 200 and 300 nm, and zeta potencial of –27 and –42 mV for NEQ and NEE, respectively. These results suggest that Achyrocline satureioides extract compounds are located in the O/W interface of nanoemulsions, as attested by the transmition electron microscopy. In a second step, an isocratic method for quercetin quantification was revalidated. This showed to be linear, accurate, precise and specific. The amout of quercetin associated with nanoemulsions was close to 100%, for a 100 μg/mL of quercetin. After that, a study of quercetin skin retention from the formulations using pig´s skin ear was performed, in Franz diffusion cell. The results revealed a higher accumulation of quercetin in skin from NEE (~16 μg/g) compared to NEQ (~6 μg/g), after 8h of permeation, indicating the influence of the extract compounds on this property. Finally, the antioxidant activity of quercetin was measured by tiobarbituric acid reactive species (TBA-RS). It shows a minor lipoperoxidation for Achyrocline satureioides extract (56%) than isolated quercetin (91%). No difference for NEQ (27 %) and NEE (22 %) lipoperoxidation was found. The protection against oxidation by the formulations was measured in the skin and it was found a reduction in tissue treated with NEE. This reduction was not observed for NEQ. In conclusion, this study shows the effect of formulation over the physico-chemical properties of nanoemulsion’s formulation, as well as on the skin retention and its antioxidant activity.

Isoflavonas são substâncias fenólicas conhecidas por promoverem diversos efeitos benéficos à pele. Na soja, esses compostos são essencialmente encontrados nas formas glicosiladas. No entanto, as atividades biológicas são principalmente relacionadas com as suas formas agliconas. A presente tese teve como principal objetivo a obtenção de uma fração enriquecida em isoflavonas agliconas e a sua incorporação em formulações tópicas visando o aumento da retenção cutânea de tais compostos. Para tanto, foi realizada primeiramente a extração de soja em meio hidroetanólico seguida de processo clássico hidrolítico (hidrólise ácida) para obtenção das formas livres das isoflavonas. O extrato obtido foi avaliado por um método cromatográfico de ultraeficiência, o qual foi desenvolvido e validado para a determinação quantitativa das isoflavonas agliconas (IA), bem como para avaliação das principais impurezas furânicas formadas. O método mostrou-se específico, linear, preciso, robusto e exato para a quantificação das IA daidzeína, gliciteína e genisteína, e para a quantificação das impurezas hidroximetilfurfural (HMF) e etoximetilfurfural (EMF). Além disso, o método foi concomitantemente validado para a quantificação das IA em diferentes matrizes analíticas e bioanalíticas visando estudos de desenvolvimento de produtos tópicos e estudos de permeação/retenção cutânea. Devido à toxicidade relatada na literatura para o HMF, o presente estudo investigou in vitro o potencial genotóxico e mutagênico do EMF, principal impureza formada após degradação ácida dos açúcares presentes no extrato hidroetanólico de soja. O EMF apresentou potencial genotóxico em linhagem celular do tipo HepG2 nas concentrações próximas ao teor encontrado no extrato. Devido a isso, foi realizada uma investigação de métodos alternativos ao da hidrólise ácida visando à obtenção das IA da soja sem a presença de HMF e EMF, e facilitando, desta forma, os processos de purificação até uma fração enriquecida em IA. Para tanto, foram realizadas otimizações de processos hidrolíticos mais seletivos, tais como hidrólise enzimática com β-glicosidase e fermentação com Saccharomyces cerevisiae. Os processos foram primeiramente avaliados por desenho experimental de Plackett-Burman para determinação dos principais fatores que podem influenciar durante os bioprocessos hidrolíticos. Posteriormente, os métodos foram otimizados por meio de desenho experimental de Box-Behnken. Destaca-se que os processos foram realizados com um extrato equivalente ao extraído de 1,0 g de soja desengordurada. Para o método enzimático, as condições ótimas de processo compreenderam 838 unidades de β-glicosidase, em pH 6.0, durante 4,5 h à 37 ºC. Para o método fermentativo, as condições ótimas de processo hidrolítico compreenderam 1500 mg de fermento comercial contendo Saccharomyces cerevisiae, em pH 7.6, durante 24 h à 33 ºC. Os extratos foram avaliados quanto ao teor de IA, sempre realizando a sua comparação com um extrato não hidrolisado (controle negativo) e com um extrato hidrolisado pela via ácida (controle positivo). O teor de IA após hidrólise enzimática foi estatisticamente semelhante ao controle positivo. No entanto, o processo de fermentação não permitiu completa hidrólise das isoflavonas, sendo necessária a realização de um processo adicional de hidrólise ácida ao final do processo fermentativo. Todos os extratos hidrolisados, ou seja, os obtidos pelas vias ácida, enzimática, fermentativa, fermentativa+ácida, foram avaliados quanto à presença ou ausência de açúcares, compostos furânicos, triterpenos e saponinas. Além disso, todos passaram por processo de partição líquido-líquido com acetato de etila para obtenção de diferentes frações. A fração que apresentou maior pureza e que foi considerada a mais promissora para escalonamento de produção foi obtida após partição do extrato de soja hidrolisado pela via enzimática. Essa fração foi avaliada quanto ao seu potencial in vitro de proliferação de queratinócitos (HaCaT). Após 48 h de tratamento celular, os resultados demonstraram que a fração na concentração de 0,1 μg de IA/mL foi considerada não citotóxica para as células e apresentou promissora atividade proliferativa de queratinócitos. Desta forma, tal fração foi escolhida para ser incorporada em nanoemulsões visando uma futura aplicação tópica durante processos regenerativos de tecidos cutâneos. As formulações foram espessadas, ou não, até hidrogéis de ácido hialurônico. Por fim, foi realizada a avaliação da capacidade de permeação/retenção cutânea das IA a partir das formulações utilizando modelo experimental in vitro com pele de orelha suína. Tanto as nanoemulsões quanto os hidrogéis demonstraram ser promissores sistemas de liberação das IA na pele, aumentando sua retenção em camadas cutâneas consideradas importantes para exercerem seus efeitos benéficos. / Isoflavones are phenolic compounds that promote several benefic effects on the skin. In soybeans, these substances are present in different chemical conformations, mostly as glycoside conjugates. However, the beneficial activities are mainly credited to their aglycone forms. The main goal of this study was the production of an isoflavone aglycone-rich fraction to be incorportated into topical products intended to increase the skin retention of isoflavone aglycones (IA). For that, firstly it was performed a soybean extraction in a hydroethanolic media followed by a classical hydrolysis procedure (acid hydrolysis) to breakdown the conjugated forms until their respective aglycones. To analyze the obtained extract, an ultra-fast liquid chromatography method was developed and validated. The method showed to be specific, linear, precise, robust and accurate for quantification of daidzein, glycitein and genistein, as well as for hydroxymethylfurfural (HMF) and ethoxymethylfurfural (EMF), the main impurities present in the acid hydrolyzed extract. Besides, the method was concomitantly validated for determination of IA in different analytical and bioanalytical matrices during development of topical products and permeation/retention assays. Due to the well-documented toxicity of HMF, this study also investigated in vitro the genotoxic and mutagenic potential of EMF, a sugar degradation product formed after acid hydrolysis of soybean extract. EMF showed to be genotoxic for HepG2 cells at concentrations very close to those present in the extract. So, alternative hydrolysis methods were carried out aiming to obtain the IA from soybeans without the presence of HMF and EMF, and thus facilitating the processes of purification until new IA-rich fractions. For that, procedures with more selectivity properties were accomplished, such as enzymatic hydrolysis with β-glucosidase and fermentation with Saccharomyces cerevisiae. These methods were firstly evaluated by a Plackett-Burman design, to screen the main factors that could be influencing during the hydrolysis of isoflavones present in soybean extract. Further, the methods were optimized by Box-Behnken design. It is important to highpoint that the processes were always carried out with a sample corresponding to the extracted from 1.0 g of defatted soybeans. The highest IA content was achieved under the optimal conditions: enzymatic hydrolysis with 838 units of β-glucosidase, during 4.5 h at pH 6.0 and 37 ºC, or fermentative process with 1500 mg of commercial bakery yeast (Saccharomyces cerevisiae) during 24 h at pH 7.6 and 33 ºC. The extracts were investigated to evaluate the IA content, and the results were always compared with a non-hydrolyzed extract (negative control) and with an acid hydrolyzed extract (positive control). The IA amount after enzymatic hydrolysis was statistically similar than positive control. However, the fermentation did not hydrolyze completely the isoflavones, being necessary an additional acid hydrolysis at end of fermentative process. The extracts obtained by acid, enzymatic, fermentative and fermentative+acid processes were investigated to analyze the presence or absence of sugars, furanic compounds, triterpenes and saponins. Besides, all of them were partitioned with ethyl acetate to obtain IA-rich fractions. The most pure and easily achieved fraction was the one obtained from enzymatic hydrolyzed extract. This fraction was examined to explore its in vitro proliferation ability in keratinocytes cells (HaCaT). After 48 h of cellular treatment, the results showed that the fraction at 0,1 μg de IA/mL was considered non-cytotoxic for cells, and showed a promising proliferative activity. Therefore, this fraction was chosen to be incorporated in nanoemulsions viewing a future topic application during regenerative processes of skin. Moreover, the formulations were thickened, or not, until hyaluronic acid hydrogels. Lastly, it was performed the skin permeation/retention evaluation for IA from formulations using an in vitro experimental model with porcine ear skin. Both nanoemulsions and hydrogels were considered as promisor delivery systems for IA, increasing their retention in skin layers (epidermis and dermis).

Diversos estudos têm demonstrado a atividade antioxidante de extratos de Achyrocline satureioides. Essa atividade tem sido atribuída à presença de compostos flavonoídicos, em especial, da quercetina. Neste contexto, o objetivo da presente dissertação foi desenvolver nanoemulsões de uso tópico contendo o extrato deste vegetal, bem com o flavonóide quercetina isolado. Numa primeira etapa, nanoemulsões constituídas de octildodecanol, lecitina de gema de ovo, solução extrativa de Achyrocline satureioides (NEE) ou quercetina (NEQ) e água foram preparadas por emulsificação espontânea. O procedimento conduziu à obtenção de nanoemulsões monodispersas (IP<0,2) com um diâmetro médio de gotícula de cerca de 200 e 300 nm e potencial zeta de cerca de -27 e -42 mV, respectivamente, para NEQ e NEE. Esses resultados sugerem a localização de componentes do extrato de Achyrocline satureioides na interface das nanoestruturas, como indicado pelas imagens obtidas por microscopia eletrônica de transmissão. Numa segunda etapa, foi revalidado um método isocrático para a quantificação da quercetina por CLAE, mostrando-se este linear, preciso, exato e específico. A quantidade de quercetina associada com as nanoemulsões foi de 100%, para a concentração de 100 μg/mL de quercetina. Após, foi realizado o estudo de retenção cutânea da quercetina a partir das formulações utilizando pele de orelha suína, em células de difusão de Franz. Os resultados indicam um maior acúmulo de quercetina na pele a partir da NEE (~16 μg/g) em comparação a NEQ (~6 μg/g), após 8 horas de permeação, indicando a influência de componentes do extrato sobre esta propriedade. Finalmente, determinou-se a atividade antioxidante da quercetina através de medidas de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS). Encontrou-se uma menor lipoperoxidação nos testes realizados com o extrato de Achyrocline satureioides (56%) em relação aos testes utilizando quercetina isolada (91%), sem diferença na lipoperoxidação entre a NEQ (27 %) e a NEE (22 %). A proteção oferecida pelas formulações foi determinada nas peles submetidas ao estudo de permeação, sendo detectada uma diminuição da lipoperoxidação no tecido que recebeu tratamento com NEE, contudo, essa atividade não foi detectada para NEQ. Em conclusão, os resultados obtidos nesse estudo demonstram o efeito dos constituintes das formulações sobre propriedades físico-químicas das nanoemulsões, bem como na sua retenção na pele e na atividade antioxidante. / Several studies have demonstrated the antioxidant activity of Achyrocline satureioides extracts. This activity has been attributed to the presence of flavonoids, mainly quercetin. In this context, the aim of the present work was to develop topical nanoemulsions containing extract of this plant, as well as isolated quercetin. In a first step, nanoemulsions composed by octyldodecanol, egg lecithin, Achyrocline satureioides extract (NEE) or quercetin (NEQ) and water were prepared by spontaneous emulsification procedure. This process led to monodisperse nanoemulsions presenting mean droplet size of approximately 200 and 300 nm, and zeta potencial of –27 and –42 mV for NEQ and NEE, respectively. These results suggest that Achyrocline satureioides extract compounds are located in the O/W interface of nanoemulsions, as attested by the transmition electron microscopy. In a second step, an isocratic method for quercetin quantification was revalidated. This showed to be linear, accurate, precise and specific. The amout of quercetin associated with nanoemulsions was close to 100%, for a 100 μg/mL of quercetin. After that, a study of quercetin skin retention from the formulations using pig´s skin ear was performed, in Franz diffusion cell. The results revealed a higher accumulation of quercetin in skin from NEE (~16 μg/g) compared to NEQ (~6 μg/g), after 8h of permeation, indicating the influence of the extract compounds on this property. Finally, the antioxidant activity of quercetin was measured by tiobarbituric acid reactive species (TBA-RS). It shows a minor lipoperoxidation for Achyrocline satureioides extract (56%) than isolated quercetin (91%). No difference for NEQ (27 %) and NEE (22 %) lipoperoxidation was found. The protection against oxidation by the formulations was measured in the skin and it was found a reduction in tissue treated with NEE. This reduction was not observed for NEQ. In conclusion, this study shows the effect of formulation over the physico-chemical properties of nanoemulsion’s formulation, as well as on the skin retention and its antioxidant activity.

Made available in DSpace on 2018-06-27T18:56:17Z (GMT). No. of bitstreams: 3 Marcia Bruschi.pdf: 1447481 bytes, checksum: 9167778faf308c7c784cba022bf22e92 (MD5) Marcia Bruschi.pdf.txt: 164415 bytes, checksum: 05463637576c35d9cd4085d38b088783 (MD5) Marcia Bruschi.pdf.jpg: 3373 bytes, checksum: b0a58d14b52a24617b54a774ddbef2fc (MD5) Previous issue date: 2010-08-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Acne is a chronic disease with an inflammatory disorder of the pilosebaceous follicle, characterized by open and closed comedones, papules, pustules and nodules. One of the drugs used to treat it is adapalene, which has fewer side effects compared to other retinoids, exerting an appropriate anti-inflammatory and comedolytic activity. Even with these advantages over other retinoids it is relevant the use in the exact site of action, the keratinocytes, focusing an increase of the drug activity and a reduction of side effects. As a result, nanocarrier systems have been extensively studied to improve the selectivity and efficiency of the formulations. This study presents as objective developing, characterize and evaluate the physical and chemical stability as well as the release and skin permeation of a semisolid topical formulation with base of Carbopol 940® containing adapalene-loaded nanocapsules. For this, they were needed physics, chemical, mathematics and pharmacy knowledgements, once Nanoscience presents a multidisciplinary character. All studies were performed comparing adapalene-loaded nanocapsules with the free form. The samples were stored at room temperature (25 ± 2 ° C), refrigerator (-4 ± 2 ° C) and oven (40 ± 2 ° C and 75 ± 5% RH) for 90 days and analyzed at 0, 7, 14, 30, 60 and 90 days in relation to physical-chemical characteristics organoleptic, rheological and drug contents. The average particle size was (201.1 ± 32.8 nm) and was maintained at refrigerator temperature and remained stable during the ninety days of analysis. The values of zeta potential (-23.4 ± 0.2 mV) and pH (5.94 ± 0.16) remained stable for all formulations regardless of storage temperature. The semisolid formulations, independent of the dispersion of the drug, exhibited a non-Newtonian behavior presenting pseudoplastic characteristics and determination of their values (85 a 98 %) remained unchanged during the 90 days of experiment. For release assays and skin permeation it was observed that most of the drug was retained on the surface and stratum corneum of the skin, but the adapalene-loaded nanocapsules obtained a higher permeation into the dermis and epidermis when compared with the free form. Through the results, we can conclude that the incorporation of nanocapsules of adapalene in a semisolid formulation in Carbopol® gels showed satisfactory physical-chemical stability, representing technological feasibility. / A acne é uma doença crônica com desordem inflamatória do folículo pilossebáceo, caracterizada por comedões, pápulas, pústulas e nódulos. Um dos fármacos utilizados para o tratamento é o adapaleno, uma molécula sintética que apresenta menos efeitos colaterais quando comparado a outros retinóides, exercendo uma atividade comedolítica e antiinflamatória apropriada. Mesmo com essas vantagens sobre os demais retinóides, ainda tornase relevante a administração mais direcionada no sítio de ação, os queratinócitos, objetivando um aumento da atividade do fármaco e uma redução dos efeitos colaterais. Em vista disso, sistemas nanocarreadores têm sido bastante estudados com objetivo de melhorar a seletividade e a eficiência das formulações. Este trabalho teve como objetivo desenvolver, caracterizar e avaliar a estabilidade físico-química, bem como a permeação cutânea de uma formulação semissólida com base de Carbopol 940® contendo adapaleno na forma nanoencapsulada. Para isso, foi necessário um conhecimento em física, química, matemática e farmácia, uma vez que a Nanociência apresenta um caráter interdisciplinar. Todos os estudos foram realizados comparando o adapaleno na forma nanoencapsulada com a forma livre. As amostras foram armazenadas à temperatura ambiente (25 ± 2 °C), geladeira (-4 ± 2 °C) e em estufa (40 ± 2 °C e 75 ± 5% UR) durante 90 dias e analisadas em 0, 7, 14, 30, 60 e 90 dias com relação às características físico-químicas, organolépticas, reológicas e teor do fármaco. O tamanho médio das partículas (201,1±32,8 nm) armazenadas em temperatura ambiente e geladeira mantiveram-se estáveis durante os noventa dias de análises. Os valores de potencial zeta (-23,4±0,2 mV) e pH (5,94±0,16) permaneceram estáveis para todas as formulações independente da temperatura de armazenamento. As formulações semissólidas independente da forma de dispersão do fármaco apresentaram fluxo não-newtoniano, comportamento pseudoplástico e mantiveram seus valores de doseamento (85 a 98 %) sem alterações durante os 90 dias de experimento. Para os testes de permeação cutânea, foi observado que a maior parte do fármaco ficou retida na superfície e estrato córneo da pele, porém para o fármaco nanoencapsulado (1,23 &#956;g/cm²) obteve-se uma maior permeação até a derme e epiderme quando comparada com a forma livre (0,84 &#956;g/cm²). Através dos resultados, pode-se concluir que a incorporação das suspensões contendo nanocápsulas de adapaleno em uma formulação semissólida utilizando como veículo o Carbopol 940® apresentou características físico-químicas e estabilidade adequada, representando viabilidade tecnológica.

Os corantes ciânicos com dois cromóforos possuem características espectrais e energéticas vantajosas para aplicação em Terapia Fotodinâmica (TFD) do câncer. Entretanto, sua fotoatividade contra neoplasias não foi ainda estudada nem in vivo nem in vitro. Nesta tese apresentamos os resultados dos estudos in vitro dos mecanismos da fotocitotoxicidade dos corantes ciânicos com dois cromóforos (BCD) com ângulos entre os cromóforos = 1800, 1500 e 900 contra células neoplásicas, com a finalidade de avaliar a potencialidade da aplicação dos BCD como fotossensibilizadores (FS) em TFD. Os estudos foram realizados em comparação com o fotossensibilizador Photogem®,que já está sendo aplicado em TFD. Foram estudados o efeito fototóxico, a distribuição intracelular do BCD e a contribuição de apoptose e necrose na morte celular induzida por ele. Além disso, foi realizada a busca da formulação farmacêutica adequada para aplicação tópica do BCD180. Nos estudos da fotocitotoxicidade foram utilizadas as células neoplásicas de melanoma murino B16F10, melanoma humano C8161, adenocarcinoma de colo retal humano HT29, leucemia T humano (Jurkat) e leucemia mielóde aguda humana Hl-60. A citotoxicidade foi estudada em função da dose da irradiação, da concentração do FS e do tempo de incubação das células com FS. Todos os compostos testados apresentaram baixa citotoxicidade no escuro, quando sob irradiação com luz visível (? > 600 nm) sua citotoxicidade aumentou consideravelmente. Observamos que para todos os tipos de células neoplásicas a fotocitotoxicidade dos BCD, depois de atingir seu máximo na variação do tempo de incubação, é igual ou ultrapassa a fotocitotoxicidade do Photogem® nas mesmas condições experimentais. O estudo comparativo do BCD180 e dos BCD150 e BCD90 mostrou que nas mesmas condições experimentais os dois últimos possuem fotocitotoxicidade maior do que o BCD180. O conjunto dos resultados obtidos mostra que os BCD? podem ser considerados promissores FS para TFD do câncer. Os estudos através de microscopia de fluorescência da distribuição intracelular do BCD180 e dos marcadores fluorescentes das mitocôndrias Mitotracker GreenTM e Rodamina 123 e do núcleo 4\',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) mostraram que o BCD180 se localiza preferencialmente na região das mitocôndrias. Os mecanismos da morte celular induzida pelo BCD180 foram analisados através do estudo da morfologia das células Jurkat, liberação da fosfatidilserina, liberação do citocromo c, ativação da caspase-3 e do efeito na citotoxicidade do BCD180 da proteína Bcl-2 (inibidor do citocromo c). A análise mostrou que a apoptose é a principal responsável pela morte celular induzida pelo BCD180 no escuro, enquanto que, sob irradiação luminosa, tanto a apoptose quando a necrose contribuem para a morte celular, e a contribuição da necrose aumenta com o aumento da concentração do BCD180 e do tempo de pós-irradiação. A apoptose ocorre, provavelmente, pela via intrínseca ou mitocondrial. Além disso, foram realizados os testes de permeação cutânea do BCD180 utilizando várias formulações farmacológicas e foi determinado que a mistura de 10% de monoleína em propilenoglicol possui melhores características entre todas as formulações testadas. / Cyanine dyes with two chromophores possess vantage spectral and energetic characteristics for application in Photodynamic Therapy (PDT) of cancer. At the same time, their photoactivity against neoplasias was not yet studied neither in vivo, nor in vitro. In this thesis, we present the results of in vitro studies of photocytotoxicity mechanisms of cyanine dyes with two chromophores (BCD) with angles = 180,150 and 90 between chromophores against neoplasic cells, with the objective to evaluate BCD potentiality to be applied as photosensitizers (PS) to Photodynamic Therapy (PDT). The studies were realized in comparison with photosensitizer Photogem®, which is already applied to PDT. The BCD? phototoxic effect, their intracellular distribution and contribution of the apoptosis and necrosis in the cell death induced by BCD were studied. Besides, the search of adequate pharmaceutical formulation for BCD180 topic application was realized. The neoplasic cell lines of melanoma B16F10 in mice, human melanoma C8161, human colon adenocarcinoma HT29, human T-cell leukemia (Jurkat) and human leukemia Hl-60, were used in the study of photocytotoxicity, which was studied as a function of irradiation dose, PS concentration and incubation time of cells with PS. All tested compounds demonstrated low cytotoxicity in the darkness, while under irradiation by visible light (? > 600 nm) their cytotoxicity considerably increased. It was observed that for all types of neoplasic cells BCD photocytotoxicity under the same experimental conditions is equal or exceeds that of Photogem® when reaches the maximum with the incubation time variation. The comparative study of BCD180 with BCD150 and BCD90 demonstrated that under the same experimental conditions two latter compounds possess photocytotoxicity exceeding that of BCD180. A set of the results obtained demonstrates that BCD can be considered as promising PS for PDT of cancer. The study of intracellular distribution of BCD180, and of mitochondria and nucleus fluorescence selective probes Mitotracker GreenTM, Rhodamine 123 and 4\',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) show that BCD180 is mostly localized in the region of mitochondria. The mechanisms of the cell death induced by BCD180 were analyzed in the study of Jurkat cells morphology, phosphatidyl serine and cytochrome c liberation, caspase-3 activation, and by protein Bcl-2 (cytochrome c inhibitor) effect on BCD180 cytotoxicity. The analysis demonstrated that apoptosis is the main responsible for the cell death induced by BCD180 in darkness, while under light irradiation both apoptosis and necrosis contribute to the cell death, and necrosis contribution increases with BCD180 concentration and post-irradiation time.The apoptosis is probably realized by an intrinsic or mitochondrial way. Besides, the tests of BCD180 cutaneum permeation were realized using various pharmacological formulations. It was determined that among all formulations tested, the mixture of 10% of monoleine in propylene glycol possesses the best characteristics.

A hipovitaminose de vitamina D é um problema global de saúde e a sua deficiência compromete funções importantes ao corpo humano. A suplementação oral, políticas de fortificação em alimentos e mudanças dos hábitos de vida são medidas efetivas para solucionar este problema. Porém, pessoas com doença de Crohn, celíaca, fibrose cística, bypass gástrico e que fazem uso de medicamentos sequestradores de ácido biliares possuem a absorção intestinal de vitamina D comprometida. A via transdérmica pode ser uma alternativa de administração de vitamina D3, porém poucas referências bibliográficas abordam sobre o assunto. A proposta do presente estudo é o desenvolvimento de sistemas transdérmicos com a combinação de promotores de permeação químicos: lecitina de soja, palmitato de isopropila, etoxidiglicol (Transcutol® CG), propilenoglicol e etanol, acrescidos do ingrediente ativo vitamina D3, a validação analítica para quantificação do ativo em Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE), a avaliação da estabilidade, segurança, retenção e permeação cutânea. A validação do método analítico de quantificação da vitamina D3 em CLAE foi considerada específica, linear, precisa e exata. O limite de detecção foi 20 ng/mL e de quantificação 40 ng/mL. Os testes de estabilidade foram realizados (preliminar, acelerado e normal) e a melhor condição de armazenamento foi a geladeira (5,0 ± 2,0 ºC) durante 90 dias. A condição de radiação luminosa foi a menos adequada, o que indica que o armazenamento deve ser realizado em frascos protegidos da luz (âmbar). No teste de segurança de irritação (HET-CAM) as formulações testadas foram consideradas não irritantes. No teste de retenção e permeação cutânea a solubilidade da vitamina D3 foi avaliada para garantir a sink condition do líquido receptor escolhido: Phosfate Buffer Saline (PBS) com etanol a 50% e a integridade da pele foi garantida com o teste de perda de água transepidérmica (TEWL). A formulação desenvolvida com a presença de todos os promotores de permeação avaliados (F1) e o controle, apenas com a presença do etanol e o propilenoglicol, foram avaliados. A F1 permaneceu na superfície da pele, por possuir maior afinidade com a fase oleosa da formulação e houve tendência de hidratação desta formulação. O controle demonstrou uma retenção cutânea em 4 h no estrato córneo e em 24 h na epiderme e derme. Concluiu-se que a formulação desenvolvida é estável, segura e a vitamina D3 ficou retida na pele, o que indica o uso tópico da mesma. A alta lipofilicidade foi a justificativa dos resultados apresentados e futuros estudos podem ser realizados com derivados menos lipofílicos da vitamina D para avaliar a via transdérmica. / Hypovitaminosis D is a global health issue and vitamin D deficiency compromises important functions to the human body. Oral supplementation, fortification food and changes in live style are effective measures to solve this problem. However, people with Crohn\'s disease, celiac disease, cystic fibrosis, gastric bypass and who use bile acid-binding medications have compromised intestinal vitamin D absorption. The transdermal route may be an alternative for vitamin D3 administration, but few references refer to the subject. The purpose of the present study is the development of transdermal systems with the combination of penetrations enhancers (soybean lecithin, isopropyl palmitate, ethoxydiglycol (Transcutol® CG), propylene glycol and ethanol) with vitamin D3, the analytical validation for quantification of the active in High Performance Liquid Chromatography (HPLC), stability assessment, safety, skin retention and permeation. The validation of the analytical method for quantification of vitamin D3 in HPLC was considered specific, linear, precise and accurate. The limit of detection was 20 ng/mL and 40 ng/mL. Stability assessment was performed and the appropriate storage condition was the refrigerator (5.0 ± 2.0 ° C) for 90 days. The indirect solar radiation condition was not adequate, which indicates that the storage should be performed in light-protected bottles (amber). In the irritation safety test (HET-CAM) the formulations tested were considered non-irritant. In the skin permeation and retention test the solubility of vitamin D3 was evaluated to guarantee the sink condition of the receptor fluid: Phosfate Buffer Saline (PBS) with 50% ethanol and skin integrity was guaranteed with Transepidermal Water Loss (TEWL). The developed formulation with the presence of all penetrations enhancers evaluated (F1) and the control formulation with the presence of ethanol and propylene glycol were assessed. F1 remained on the surface of the skin, because it had greater affinity with the oily phase of the formulation and there was tendency of hydration to this formulation. The control formulation demonstrated skin retention in 4 hours in the stratum corneum and in 24 hours in the epidermis and dermis. The study concluded that the formulation developed is stable, safe and vitamin D3 was retained in the skin, which indicates the topical use. High lipophilicity was the explanation of the presented results and future studies can be carried out with less lipophilic derivatives of vitamin D to evaluate the transdermal route.

Estudos in vitro de absorção percutânea são uma importante ferramenta para avaliação de formulações semissólidas e transdérmicas. Embora haja um grande número de agências reguladoras preocupadas com a harmonização metodológica, em muitos parâmetros elas permanecem flexíveis e isto é possível verificar na ampla variedade e divergências encontradas na literatura. O objetivo do trabalho foi avaliar parâmetros ainda flexíveis a respeito dos estudos in vitro como modo de separação das camadas da pele, permeabilidade da pele congelada (tempo de armazenamento) e diferença de permeabilidade dos locais anatômicos. Os estudos foram conduzidos utilizando células de Franz, pele suína como membrana e formulações (comercializada e inovadora) contendo penciclovir. Inicialmente, nanoemulsões foram preparadas utilizando técnica de homogeneização a alta pressão, caracterizadas, incorporadas em gel de carbômero 940 e avaliadas quanto à liberação tópica em pele suína. Simultaneamente ao desenvolvimento da formulação foi desenvolvido e validado método analítico para quantificação do fármaco nas formulações e nas camadas da pele suína. As nanoemulsões apresentaram-se monodispersas com diâmetro de gotícula em torno de 180-200 nm, potencial zeta de -27 mV e teor de penciclovir de 98% mantendo sua estrutura após a incorporação em carbômero 940. A metodologia analítica demonstrou ter alta sensibilidade (LoQ 0,05 μg/mL), especificidade e uma adequada recuperação do fármaco a partir das matrizes biológicas (90 – 104%). Quanto aos estudos in vitro de comparação de metodologias, foi possível observar que, dependendo da solubilidade do fármaco em água e das características da formulação, o método clássico de separação das camadas da pele por imersão em água não é o mais indicado. Já para permeabilidade da pele suína congelada, os resultados obtidos indicam um aumento significativo na penetrabilidade e permeabilidade após um mês de congelamento. Dentre os locais anatômicos testados, não houve diferença entre abdômen e orelha suína desde que obtidos antes do procedimento de escaldo. / In vitro percutaneous absorption studies are an important tool for evaluation of semisolid and transdermal formulations. Although there are a large number of official guides concerned with methodological harmonization in many parameters they remain flexible and it is possible to see the wide variety and differences reported in the literature. The aim of study was to evaluate some parameters regarding the in vitro studies as the mode of skin layers separation, skin frozen stability and permeability difference of anatomical sites. These studies were conducted with porcine skin and formulations (conventional and novel) using penciclovir as model drug. Initially, nanoemulsions were prepared using high pressure homogenization, characterized and incorporated into carbomer 940 gel and evaluated for topical delivery using porcine skin. Simultaneously with the development of the formulation, analytical method for quantification of the drug in the formulations and porcine skin layers was developed and validated. The nanoemulsions presented themselves monodisperse with droplet diameter of 180-200 nm, zeta potential of about -27 mV and penciclovir content of 98% maintaining their structure after incorporation into carbomer 940. The analytical methodology was shown to have high sensitivity (LOQ 0.05 μg/mL), specificity and adequate recovery of drug from the biological matrices (90-104%). Regarding the in vitro comparison methodologies, it was observed that, depending on the solubility of the drug in water and the characteristics of the formulation, the classical separation is not the most suitable for separation of the skin layers. For the stability of frozen porcine skin, the results indicate a significant increase in permeability and penetrability after one month of freezing. Within the anatomical sites tested, there was no difference between the abdomen and ear porcine skin since obtained before the scald procedure.