Made available in DSpace on 2017-07-21T14:13:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Clarissa Elize.pdf: 4457240 bytes, checksum: d8f2520757eb456c2ae4c01f7a1f0343 (MD5) Previous issue date: 2015-12-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Skin wounds are interruptions of the normal physiological and anatomical structure of the skin causing damage by loss of barrier function becoming the organism exposed to various types of substances and microorganisms. A fast healing of the wound is essential to avoid the risk of infections and other complications. The aim of this work was to the development of lipid nanoparticles, as solid lipid nanoparticles and lipid-core polymeric nanoparticles containing halcinonide to modulate the inflammatory phase of wound healing, reducing pain, discomfort, edema, exudates and to reduced the drug toxicity. To this end, nanoparticles were obtained and characterized for particle size, physicochemical properties, stability, encapsulation efficiency, scanning electron microscopy by field emission, x-ray diffraction, spectroscopy in the infrared and Raman Fourier Transform, differential scanning calorimetry, thermal gravimetric analysis, study of the in vitro skin permeation and in vivo evaluation of the inflammatory response and drug toxicity. Furthermore, a highperformance liquid chromatography method for quantification of the drug was developed and validated. Nanoparticles had an average diameter ranging from 260-500 nm, polydispersity index below 0.37, zeta potential close to -30 mV, pH between 5.3 and 6.5 and were stability after storage for 60 days. The microscopy images showed spherical shape with smooth surface. The X-ray diffraction analysis showed drug amorphization in the nanostructured systems. By infrared and Raman spectroscopy was identified the characteristic bands of main components of the formulations, indicating no chemical bonding between them. Thermal analysis revealed the melting peaks of the drug and lipids and polymer and the temperature of its degradation. Nanoparticles showed 5.0% of drug permeation in 24 hours. In vivo study showed that the pure halcinonide was toxic; producing systemic adverse effects and nanoparticles containing the drug was able to modulate the inflammation healing, avoiding the edema and exudates formation and however impairing the subsequent stages of the healing process. However, the incorporation of the halcinonide in nanoparticles was able to reduce the drug toxicity due to the control of the drug release. Regarding the samples of lipid nanoparticles, both showed similar results, wherein the lipid-core polymeric nanoparticles showed better retraction of the wound and macroscopic appearance, possibly due to the polymer control associated with the lipid in halcinonide release. / Lesões cutânea são interrupções da sua estrutura anatômica normal e fisiológica que causam danos pela perda da função barreira da pele tornando-a exposta a diversos tipos de substâncias e microrganismos. Dessa forma uma rápida cicatrização desta lesão é fundamental para evitar o risco de infecções e outras complicações. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de nanopartículas lipídicas, na forma de nanopartículas lipídicas sólidas e nanopartículas poliméricas de núcleo lipídico, para veiculação de halcinonida para modulação da fase inflamatória da cicatrização, reduzindo dor, desconforto, edema e exsudato, aliado a redução da toxicidade do fármaco. Para tanto, as nanopartículas foram obtidas e caracterizadas quanto ao tamanho de partícula, propriedades físico-químicas, estabilidade, eficiência de encapsulação do fármaco, microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo, difração de raios x, espectroscopia na região do infravermelho e Raman com Transformada de Fourier, calorimetria diferencial de varredura, análise termogravimétrica, estudo de permeação cutânea in vitro e avaliação in vivo da resposta inflamatória e da toxicidade do fármaco. Além disso, um método para quantificação do fármaco por cromatografia líquida de alta eficiência foi desenvolvido e validado. As nanopartículas apresentaram diâmetro médio variando entre 260 a 500 nm, índice de polidispersão abaixo de 0,37, potencial zeta próximo a -30 mV, pH entre 5,3 e 6,5 e apresentaram estabilidade após armazenamento de 60 dias. As imagens obtidas por microscopia revelaram formato esférico com superfície lisa. A análise de difração de raios x demonstrou a amorfização do fármaco nos sistemas nanoestruturados. Por espectroscopia na região do infravermelho e Raman puderam-se identificar as bandas características dos principais componentes das formulações, indicando que não houve ligação química entre eles. A análise térmica revelou os picos da fusão do fármaco e dos lipídeos e polímero utilizados e a temperatura da sua degradação. As nanopartículas apresentaram 5,0 % do fármaco permeado em 24 horas de estudo. O estudo in vivo revelou que a halcinonida livre foi tóxica, produzindo efeitos adversos sistêmicos e as nanopartículas contendo o fármaco foram capazes de modular a inflamação da cicatrização, evitando a formação de edema e exsudato, porém prejudicando as fases subsequentes do processo de cicatrização. No entanto, a incorporação da halcinonida nas nanopartículas foi capaz de reduzir a toxicidade do fármaco pelo controle da sua liberação. Em relação às amostras, as duas nanopartículas desenvolvidas apresentaram resultados semelhantes,sendo que as nanopartículas poliméricas de núcleo lipídico mostrou melhor retração da ferida e aspecto macroscópico, possivelmente pelo controle polimérico associado ao do lipídeo para liberação da halcinonida.

Da topische Glucocorticoide im Vergleich zur parenteralen Anwendung weniger systemische (Neben)Wirkungen haben können, werden sie bevorzugt in der Human- und Veterinärmedizin eingesetzt. Jedoch konnte bei vielen Untersuchungen gezeigt werden, dass topische Glucocorticoide je nach Applikationsdauer, -ort, Wirkstoffpotenz, -dosis und Behandlungsfläche ausgeprägte messbare Reaktionen wie Suppression der HHNA und der Immunzellen hervorrufen können. Beim Pferd wurden jedoch dahingehend bisher keine Untersuchungen durchgeführt. Da Glucocorticoide im Pferdesport auch dopingrelevant sind wurde der Frage nachgegangen, ob nach der dermalen Applikation eines niederpotenten Glucocorticoidpräparates auf die Haut gesunder Pferde systemische Effekte auftreten können und ob ein, nach perkutaner Resorption auftretender, Wirkstoffspiegel im Blut gemessen werden kann. Im Rahmen dieser Dissertation standen 10 erwachsene, klinisch gesunde Versuchspferde zur Verfügung. Die Versuchsdurchführung erfolgte in 3 Phasen. Vor Behandlungsbeginn (Tag 0) wurden von jedem Pferd die Kontrolldaten erfasst. Die Applikation der Dexamethasonformulierung erfolgte über einen Zeitraum von 10 Tagen. 2 mal täglich wurden 50 g einer 0,017 %igen Dexamethasonemulsion auf eine definierte Hautfläche (30 x 50 cm) aufgetragen. Die Blutentnahmen zur Gewinnung der Proben erfolgten am 2., 6., 8., und 10. Tag der Behandlung. Die Nachbehandlungsphase erstreckte sich über einen Zeitraum von 20 Tagen ohne die Dexamethasonanwendung. Hier erfolgte die Probengewinnung an den Tagen 3, 7, 11, 14 und 20 nach Absetzen der Behandlung. Aus den gewonnenen Plasmaproben wurden die Konzentrationen von Cortisol, Insulin, T3 und T4 mittels Radioimmunoassay bestimmt, sowie die ACTH-Konzentrationen mittels Chemilumineszenz-Enzymimmunometrischem Assay. Darüber hinaus wurden die hämatologischen und blutchemischen Parameter gemessen. Die Funktion des negativen Feetback-Mechanismus der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse wurde mittels eines ACTH-Stimulationstests überprüft. Während der Behandlung konnte eine ausgeprägte Suppression der Nebennierenrindenfunktion, gekennzeichnet durch die signifkante Abnahme der basalen Cortisolkonzentration, auf weniger als 10 % der Ausgangswerte vor der Behandlung gemessen werden. Auch der ACTH-Stimulationstest am 8. Behandlungstag zeigte einen signifikant geringeren Anstieg des Kortisolspiegels (< 50 %) als vor der Behandlung. Weiterhin kam es während der dermalen Verabreichung von Dexamethason zu einer progressiven, signifikanten Zunahme des Serumglucosespiegels bis um das 1,5 fache des Kontrollwertes. Parallel dazu stieg der Plasmainsulinspiegel um das 3-fache des Ausgangswertes vor Behandlungsbeginn. Die Plasmakonzentration von T3 zeigte einen leichten behandlungsbedingten Abfall, wohingegen der Plasma-T4-Spiegel einen deutlichen Rückgang auf 50 % des Ausgangswertes zeigte. Die endokrinologischen Veränderungen waren nach Absetzen der Behandlung alle reversibel. Weiterhin kam es zu einer signifikanten Reduktion der eosinophilen Granulozyten und der Lymphozyten, während die Zahl der Neutrophilen zunahm. Plasmakonzentrationen von Dexamethason konnten mit einem Maximalwert am 8. Tag der Behandlung (1542,10 ± 567 pg/ml) gemessen werden. Diese Ergebnisse belegen, dass bei der dermalen Applikation von Dexamethason eine perkutane Wirkstoffresorption in einem Umfang stattfindet, dass die typischen systemischen Glucocorticoidwirkungen auftreten. Es kann somit auch davon ausgegangen werden, dass die topische Verabreichung schwach wirksamer Glucocorticoidformulierungen eine gewisse Dopingrelevanz besitzt.

Da topische Glucocorticoide im Vergleich zur parenteralen Anwendung weniger systemische (Neben)Wirkungen haben können, werden sie bevorzugt in der Human- und Veterinärmedizin eingesetzt. Jedoch konnte bei vielen Untersuchungen gezeigt werden, dass topische Glucocorticoide je nach Applikationsdauer, -ort, Wirkstoffpotenz, -dosis und Behandlungsfläche ausgeprägte messbare Reaktionen wie Suppression der HHNA und der Immunzellen hervorrufen können. Beim Pferd wurden jedoch dahingehend bisher keine Untersuchungen durchgeführt. Da Glucocorticoide im Pferdesport auch dopingrelevant sind wurde der Frage nachgegangen, ob nach der dermalen Applikation eines niederpotenten Glucocorticoidpräparates auf die Haut gesunder Pferde systemische Effekte auftreten können und ob ein, nach perkutaner Resorption auftretender, Wirkstoffspiegel im Blut gemessen werden kann. Im Rahmen dieser Dissertation standen 10 erwachsene, klinisch gesunde Versuchspferde zur Verfügung. Die Versuchsdurchführung erfolgte in 3 Phasen. Vor Behandlungsbeginn (Tag 0) wurden von jedem Pferd die Kontrolldaten erfasst. Die Applikation der Dexamethasonformulierung erfolgte über einen Zeitraum von 10 Tagen. 2 mal täglich wurden 50 g einer 0,017 %igen Dexamethasonemulsion auf eine definierte Hautfläche (30 x 50 cm) aufgetragen. Die Blutentnahmen zur Gewinnung der Proben erfolgten am 2., 6., 8., und 10. Tag der Behandlung. Die Nachbehandlungsphase erstreckte sich über einen Zeitraum von 20 Tagen ohne die Dexamethasonanwendung. Hier erfolgte die Probengewinnung an den Tagen 3, 7, 11, 14 und 20 nach Absetzen der Behandlung. Aus den gewonnenen Plasmaproben wurden die Konzentrationen von Cortisol, Insulin, T3 und T4 mittels Radioimmunoassay bestimmt, sowie die ACTH-Konzentrationen mittels Chemilumineszenz-Enzymimmunometrischem Assay. Darüber hinaus wurden die hämatologischen und blutchemischen Parameter gemessen. Die Funktion des negativen Feetback-Mechanismus der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse wurde mittels eines ACTH-Stimulationstests überprüft. Während der Behandlung konnte eine ausgeprägte Suppression der Nebennierenrindenfunktion, gekennzeichnet durch die signifkante Abnahme der basalen Cortisolkonzentration, auf weniger als 10 % der Ausgangswerte vor der Behandlung gemessen werden. Auch der ACTH-Stimulationstest am 8. Behandlungstag zeigte einen signifikant geringeren Anstieg des Kortisolspiegels (< 50 %) als vor der Behandlung. Weiterhin kam es während der dermalen Verabreichung von Dexamethason zu einer progressiven, signifikanten Zunahme des Serumglucosespiegels bis um das 1,5 fache des Kontrollwertes. Parallel dazu stieg der Plasmainsulinspiegel um das 3-fache des Ausgangswertes vor Behandlungsbeginn. Die Plasmakonzentration von T3 zeigte einen leichten behandlungsbedingten Abfall, wohingegen der Plasma-T4-Spiegel einen deutlichen Rückgang auf 50 % des Ausgangswertes zeigte. Die endokrinologischen Veränderungen waren nach Absetzen der Behandlung alle reversibel. Weiterhin kam es zu einer signifikanten Reduktion der eosinophilen Granulozyten und der Lymphozyten, während die Zahl der Neutrophilen zunahm. Plasmakonzentrationen von Dexamethason konnten mit einem Maximalwert am 8. Tag der Behandlung (1542,10 ± 567 pg/ml) gemessen werden. Diese Ergebnisse belegen, dass bei der dermalen Applikation von Dexamethason eine perkutane Wirkstoffresorption in einem Umfang stattfindet, dass die typischen systemischen Glucocorticoidwirkungen auftreten. Es kann somit auch davon ausgegangen werden, dass die topische Verabreichung schwach wirksamer Glucocorticoidformulierungen eine gewisse Dopingrelevanz besitzt.

Qualitativ unterschiedliche genomische und nichtgenomische Mechanismen vermitteln die starken anti-inflammatorischen und immunmdulatorischen Eigenschaften der Glucocorticoide (GC). Der genomisch vermittelte Mechanismus ist bereits gut untersucht und dokumentiert, während der nichtgenomisch vermittelte Mechanismen noch einen Gegenstand vielseitiger Untersuchungen darstellt. Wir haben uns daher die Frage gestellt, ob Beclometason und Clobetasol besonders geeignet für die topische Applikation sind, weil sie sich in ihrem Wirkungsspektrum von systemisch zu applizierenden GC wie Dexamethason unterscheiden. Wir verglichen dazu die Effekte auf den Sauerstoffverbrauch mittels der Clark-Elektrode (nichtspezifisch nichtgenomischer Mechanismus), auf die IL-6-Synthese mittels ELISA (genomischer Mechanismus) und auf die Apoptose mittels Durchflusszytometrie (nichtgenomischer und genomischer Mechanismus) in ruhenden und stimulierten humanen PBMC. Dabei zeigten Beclometason und Clobetasol in sehr niedrigen Konzentrationen (10-10, 10-8 M) einen stärkeren Effekt auf den Sauerstoffverbrauch, waren aber in hohen Konzentrationen (10-5, 10-4 M) weniger potent im Vergleich zu Dexamethason. Auch hinsichtlich ihrer genomischen Potenz waren die topischen GC in einer Konzentration von 10-10 M und 10-8 M effektiver als Dexamethason, in höheren Konzentrationen unterschieden sie sich aber nicht. Alle drei GC induzierten Apoptose konzentrationsabhängig und unterschieden sich nicht in Konzentrationen zwischen 10-8 M und 10-5 M. In einer Konzentration von 10-4 M war die Induktion von Apoptose durch die topischen GC in PBMC und Jurkat-T-Zellen aber signifikant stärker im Vergleich zu Dexamethason. Diese Ergebnisse zeigen, dass sich topische und systemische GC in ihrer genomischen und nichtgenomischen Potenz signifikant unterscheiden. Es ist daher davon auszugehen, dass nichtgenomische Effekte eine deutlichere klinische Relevanz besitzen als bisher angenommen. / Several different genomic and non-genomic mechanisms mediate the important anti-inflammatory and immunomodulatory effects of glucocorticoids (GCs). The genomic effects are the most important while the clinical relevance of non-genomic actions is still a matter of debate. We therefore investigated whether beclomethasone and clobetasol are particularly suitable for topical application because they differ in their spectrum of activity from systemically administered GCs such as dexamethasone. We compared effects on oxygen consumption as measured with a Clark electrode (nonspecific non-genomic glucocorticoid effects), on interleukin-6 synthesis by means of ELISA (genomic effects) and on apoptosis using flow cytometry (non-genomic and genomic effects) in quiescent and mitogen-stimulated PBMCs. Beclomethasone and clobetasol had stronger effects on the oxygen consumption of quiescent and stimulated cells at lower concentrations (10-10, 10-8 M) but were less potent at higher concentrations (10-5, 10-4 M) in comparison with dexamethasone. Also in terms of genomic potency, topical GCs were more effective than dexamethasone at 10-10 M and 10-8 M but gave similar results at higher concentrations. The ability of all three GCs to induce apoptosis was found to be concentration-dependent and similar at concentrations between 10-8 and 10-5 M but, compared with 10-4 M dexamethasone, 10-4 M beclomethasone or clobetasol was significantly more effective at inducing apoptosis in both PBMCs and Jurkat T cells. These results show that systemic and topical GCs differ significantly in their ability to induce genomic and non-genomic effects. This suggests that non-genomic effects are more therapeutically relevant in certain clinical conditions than currently assumed.