ABSTRACT
Polímeros naturais têm sido amplamente utilizados como excipientes farmacêuticos, principalmente por serem biocompatíveis e renováveis. O objetivo deste estudo foi investigar a aplicação da resina poliuretânica derivada do óleo de mamona (RPDOM) em formas farmacêuticas gastrorretentivas de liberação controlada. O trabalho aqui apresentado está dividido em quatro capítulos. O capítulo 1 trata-se de uma visão geral sobre a aplicação dos poliuretanos como sistemas de liberação de fármacos, enfatizando os estudos contendo poliuretanos do óleo de mamona. O capítulo 2 trata-se de uma revisão sistemática sobre sistemas gastrorretentivos de liberação de fármacos. O capítulo 3 trata do desenvolvimento e da caracterização da RPDOM contendo fármaco na sua matriz. Domperidona e cloridrato de verapamil foram escolhidos como fármacos modelos devido ao potencial uso desses em formulações gastrorretentivas. Os estudos físico-químicos mostraram que parte da domperidona interagiu quimicamente com a RPDOM. Visto que não é possível a quebra dessa ligação química durante o estudo de dissolução, parte do fármaco ficou indisponível para liberação. Por outro lado, o verapamil foi incorporado com sucesso na RPDOM pelo método de evaporação do solvente. O verapamil interagiu através de forças intermoleculares com o polímero e esse sistema mostrou um promissor perfil de dissolução. O capítulo 4 trata do desenvolvimento de matrizes monolíticas flutuantes, contendo verapamil como fármaco modelo, espuma de polipropileno como excipiente de baixa densidade e um blend da RPDOM e da celulose microcristalina como sistema matricial. A capacidade de flutuação in vitro das matrizes e o controle da liberação do fármaco foram demonstrados. Por fim, a RPDOM mostrou-se um polímero promissor para o uso em sistemas de liberação controlada de fármacos devido a sua hidrofobicidade e para o uso em sistemas gastrorretentivos flutuantes devido à sua baixa densidade
Natural polymers have been extensively used as pharmaceutical excipients mainly due to their biocompatibility and renewability. The aim of this study was to investigate the application of polyurethane resin from castor oil (PU) in controlled release gastroretentive dosage forms. The work presented herein is divided in four chapters. Chapter 1 is an overview of the application of polyurethanes as drug delivery systems, emphasizing studies containing castor oil-based polyurethanes. Chapter 2 is a systematic review of gastroretentive drug delivery systems. Chapter 3 is about the development and characterization of the PU containing drug in its matrix. Domperidone and verapamil hydrochloride were chosen as model drugs due to their potential use in gastroretentive formulations. Physicochemical studies showed that part of domperidone interacted chemically with PU. Since it is not possible a cleavage of the chemical bond between domperidone and the polyurethane during the dissolution study, part of the drug was not available for release. On the other hand, verapamil was successfully incorporated into PU by solvent evaporation method. Verapamil interacted by intermolecular forces with the polymer and this system showed a promising drug dissolution profile. Chapter 4 shows the development of floating monolithic matrices, containing verapamil as model drug, polypropylene foam as low-density excipient and a blend of PU and microcrystalline cellulose as matrix-forming polymers. The in vitro buoyancy capability of the matrices and the ability to control drug release were demonstrated. Finally, PU proved to be a potential polymer to be used in controlled drug delivery systems due to its hydrophobicity and in gastroretentive floating systems due to its low density
Subject(s)
Polyurethanes/administration & dosage , Drug Liberation , Castor Oil , Verapamil/chemistry , Domperidone/chemistryABSTRACT
Reembasadores resilientes temporários contendo fármacos antifúngicos foram sugeridos como um tratamento adjunto para estomatite protética. No entanto, antes de utilizar clinicamente estes reembasadores modificados em humanos, é importante avaliar a sua biocompatibilidade em modelos animais. Este estudo avaliou a biocompatibilidade in vivo de um reembasador resiliente temporário para base de prótese (Trusoft) modificado por agentes antimicrobianos em suas mínimas concentrações inibitórias (MCIs) para biofilme de Candida albicans. Dispositivos acrílicos intra-orais (DIOs) foram confeccionados individualmente para 60 ratos Wistar. Os ratos foram divididos em 6 grupos (n=5): 3 grupos controle (Negativo: sem DIO; Geral: DIO sem reembasamento; Positivo: DIO reembasado com Trusoft sem fármacos) e 3 grupos experimentais (DIOs reembasados com Trusoft modificados por fármacos em suas respectivas MCIs: 0,032 g de nistatina, 0,064 g de diacetato de clorexidina e 0,128 g de cetoconazol). Os ratos com ou sem os DIOs foram eutanasiados após 7 e 14 dias de avaliação. A análise histopatológica qualitativa foi realizada comparando-se fotomicrografias de secções histológicas, que foram obtidas utilizando um microscópio óptico que abrangeu transversalmente a região intermolares. As alterações morfológicas no epitélio e queratina foram analisadas quantitativamente através da realização de planimetria computadorizada. Os dados quantitativos foram analisados utilizando ANOVA 2-fatores e teste de Tukey (=0,05). A análise quantitativa mostrou que apenas o grupo com DIO contendo cetoconazol diminuiu significativamente a espessura e a área do estrato córneo em comparação com os outros grupos (p<0,05), que não apresentaram diferenças significativas entre si (p>0,05). Estes resultados estiveram de acordo com os obtidos para análise qualitativa. A incorporação de MCIs de nistatina e diacetato de clorexidina no Trusoft não induziram alterações histopatológicas na mucosa palatina de ratos, sugerindo a biocompatibilidade in vivo deste protocolo para o tratamento de estomatite protética.(AU)
Temporary resilient denture liners containing antifungal drugs have been suggested as an adjunct treatment for denture stomatitis. However, before clinically using these modified liners in humans, it is important to assess their biocompatibility in animal models. This study evaluated the in vivo biocompatibility of a temporary soft denture liner (Trusoft) modified by antimicrobial agents at their minimum inhibitory concentrations (MICs) for biofilm formation by Candida albicans. Methods: Acrylic intraoral devices (IODs) were individually made for 60 Wistar rats. The rats were divided into the following 6 groups (n=5): 3 control groups (Negative: without IOD; General: IOD without relining; Positive: IOD relined with Trusoft without drugs) and 3 experimental groups (IOD relined with Trusoft modified by drugs at MICs: 0.032 g for nystatin, 0.064 g for chlorhexidine diacetate, and 0.128 g for ketoconazole). The rats with or without the IODs were sacrificed after 7 or 14 days of evaluation. Histopathological qualitative analysis was performed by comparing photomicrographs of histological sections, which were obtained using an optical microscope that transversely covered the inter-molar region. Morphological changes in the epithelium and keratin were quantitatively analyzed by performing computerized planimetry. Quantitative data were analyzed using 2-way ANOVA and Tukey's test (=0.05). Quantitative analysis showed that only the group with IOD containing ketoconazole significantly decreased the thickness and area of the stratum corneum compared with the other groups (p<0.05), which showed no significant differences between each other (p>0.05). These results were in accordance with those obtained for qualitative analysis. Incorporation of MICs of nystatin and chlorhexidine diacetate in Trusoft did not induce histopathological changes in the palatal mucosa of rats, suggesting the in vivo biocompatibility of this protocol for treating denture stomatitis.(AU)
Subject(s)
Animals , Male , Rats , Anti-Infective Agents/pharmacology , Biocompatible Materials/pharmacology , Denture Liners , Stomatitis, Denture/prevention & control , Materials Testing , Rats, Wistar , Reproducibility of Results , Stomatitis, Denture/pathology , Time Factors , Treatment OutcomeABSTRACT
ABSTRACT Transdermal nicotine patches have been used in smoking cessation therapy, suggested for the treatment of skin disorders with eosinophilic infiltration and have been found to improve attention performance in patients with Alzheimer's disease and age-associated memory impairment. However, skin irritation with extended patch use is still a problem. The aim of this work was to develop a simple to prepare liquid crystalline system containing vitamin E TPGS that would be able to control nicotine delivery and reduce irritation and sensitization problems. The liquid crystalline phases were macroscopically characterized by visual analysis and examined microscopically under a polarized light microscope. Topical and transdermal delivery of nicotine were investigated in vitro using porcine ear skin mounted on a Franz diffusion cell. Nicotine skin permeation from the developed cubic phase followed zero-order kinetics (r = 0.993) and was significantly enhanced after 12 h when compared to the control formulation (nicotine solution) (p < 0.05) (138.86 ± 20.44 and 64.91 ± 4.06 μg/cm2, respectively). Cubic phase was also able to target viable skin layers in comparison to control solution (8.18 ± 1.89 and 2.63 ± 2.51 μg/cm2, respectively). Further studies to evaluate skin sensitization and irritation are now necessary.
RESUMO Adesivos transdérmicos de nicotina são utilizados para cessação de fumar, tratamento de problemas de pele com infiltração de eosinófilos e para melhorar a atenção em pacientes com doença de Alzheimer e enfraquecimento da memória associada à idade. No entanto, a irritação da pele com o uso prolongado dos adesivos ainda é um problema. O objetivo deste trabalho foi desenvolver sistema líquido cristalino (SLC) de preparo simples contendo vitamina E TPGS capaz de controlar a liberação de nicotina e reduzir os problemas de irritação cutânea. Os SLCs foram caracterizados por análise visual e microscopia de luz polarizada. As administrações tópica e transdérmica de nicotina foram investigadas in vitro utilizando pele de orelha de porco em célula de difusão de Franz. A permeação da nicotina veiculada pela fase cúbica desenvolvida seguiu cinética de ordem zero (r = 0,993) e foi significativamente maior do que o controle (solução de nicotina) após 12 h (p < 0,05) (138,86 ± 20,44 e 64,91 ± 4,06 µg/cm2, respectivamente). A fase cúbica também promoveu aumento da penetração de nicotina nas camadas viáveis da pele quando comparado ao controle (8,18 ± 1,89 e 2,63 ± 2,51 µg/cm2, respectivamente). Estudos futuros para avaliar a sensibilização e irritação da pele são necessários.
Subject(s)
Vitamin E/analysis , Nicotine/pharmacokinetics , Skin/injuries , Transdermal PatchABSTRACT
A zidovudina (AZT) ainda é o fármaco mais empregado no tratamento da AIDS, isoladamente ou em associação a outros antirretrovirais, porém é um fármaco administrado em altas doses e que apresenta efeitos adversos que comprometem a adesão do paciente ao tratamento. Assim, um novo sistema de liberação de zidovudina composto por nanopartículas de poli (n-butil-cianoacrilato) (PBCA) revestidas por ácido hialurônico (AH) foi desenvolvido e caracterizado com o objetivo de prolongar a liberação do fármaco e diminuir sua toxicidade. As nanopartículas têm sido amplamente estudadas como veículo para fármacos por permanecer na circulação por um tempo maior e, portanto, liberar o fármaco de forma prolongada. Para polimerização e, portanto, obtenção das nanopartículas, n-butil-cianoacrilato e Dextran® foram adicionados a HCl 0,1 M (pH 2,5), sob agitação a 800 rpm, por 1 h. O AZT foi adicionado e o processo foi neutralizado com adição de NaOH 0,1M após mais 3 h de agitação. Após filtração as partículas foram revestidas pela adição de uma dispersão aquosa de ácido hialurônico (AH) a baixa rotação. O diâmetro hidrodinâmico médio das nanopartículas não revestidas foi de 152,3 nm, com um índice de polidispersividade médio igual a 0,055. O potencial zeta médio dessas partículas foi -0,678 mV. O diâmetro hidrodinâmico médio das nanopartículas revestidas com AH obtido foi de 196,9 nm, com um índice de polidispersividade médio igual a 0,440. O potencial zeta médio dessas partículas foi de -25,6 mV. Os valores resultantes dessas análises são indicativos da estabilidade das nanopartículas obtidas e da boa reatividade dos monômeros dos cianoacrilatos. Ainda, pelos resultados é possível confirmar a ocorrência do revestimento. Assim, a eficiência do processo de revestimento das nanopartículas pode ser comprovada por meio dos resultados das análises de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e pelos resultados das análises de espectroscopia de absorção na região do infravermelho. Para quantificar o fármaco associado às nanopartículas, um método empregando espectrofotometria derivada (ED1) no UV aplicando a técnica do ponto de anulação foi desenvolvido e validado. Tal método possibilitou a eliminação da interferência dos excipientes, o que permitiu a quantificação do AZT na suspensão de nanopartículas com precisão e exatidão adequadas. A porcentagem de fármaco associado às nanoestruturas obtidas pelo método foi de 64%, considerado satisfatório. As nanopartículas foram incorporadas a uma formulação base de gel de Carbopol® 940 que, apresentou estabilidade após ser submetida a diferentes condições de armazenamento, com incidência de luz e variação da temperatura
Zidovudine (AZT) is still the most widely used drug in the treatment of AIDS, alone or in combination with other antiretroviral drugs, however it is indicated in high doses and has adverse effects that compromise patient compliance to treatment. Thus, a new zidovudine delivery system made of poly (n-butyl-cyanoacrylate) nanoparticles coated with hyaluronic acid (HA) was developed and characterized in order to extend the drug release and reduce its toxicity. The nanoparticles have been widely studied as drug carriers once they remain in circulation for a longer period and, consequently, release the drug gradually. For the polymerization, and, therefore synthesis of nanoparticles, n-butyl-cyanoacrylate and Dextran® were added to 0.1 M HCl (pH 2.5) and stirred at 800 rpm for 1 hour. AZT was added and the reaction was neutralized by the addition of 0.1 M NaOH after 3 more hours of agitation. After filtration the particles were coated by addition of an aqueous dispersion of hyaluronic acid (HA) at low revs. The mean hydrodynamic diameter of non-coated nanoparticles was 152.3 nm with an average polydispersity index of 0.055. The average zeta potential of these particles was -0.678 mV. The average hydrodynamic diameter of the coated nanoparticles was 196.9 nm, presenting an average polydispersity index of 0.440. The average zeta potential of these particles was -25.6 mV. The resulting values of these tests are indicative not only of the stability of the obtained nanoparticles but also the good reactivity of the monomers of cyanoacrylates. Moreover, the results can confirm the occurrence of coating. Thus, the efficiency of the coating process of the nanoparticles can be demonstrated by the results of the analysis of differential scanning calorimetry (DSC) and the results of the absorption spectroscopy in the infrared region. In order to quantify the drug associated with the nanoparticles, a method employing derivative spectrophotometry (ED1) UV applying the zero-crossing technique was developed and validated. This method allowed the elimination of interference of excipientes, allowing the quantification of AZT nanoparticles in suspension with adequate accuracy and precision. The percentage of the drug associated with the obtained nanostructures by the method was 64%. The nanoparticles were incorporated into a Carbopol® 940 gel formulation, which was stable after being subjected to different storage conditions, with incidence of light and temperature variation
Subject(s)
Zidovudine/analysis , Cyanoacrylates , Nanoparticles , Hyaluronic Acid/pharmacokinetics , Calorimetry, Differential Scanning , Acquired Immunodeficiency Syndrome , Technology, Pharmaceutical , /classificationABSTRACT
The consumption of probiotics is constantly growing due to the numerous benefits conferred on the health of consumers. In this context, Microencapsulation is a technology that favors the viability of probiotic cultures in food products, mainly by the properties of protection against adverse environmental conditions and controlled release. Currently there are different procedures for microencapsulation using polymers of various types of natural and synthetic origin. The use of sodium alginate polymers is one of the largest potential application in the encapsulation of probiotics because of their versatility, biocompatibility and toxicity exemption. The aim of this review is to present viable encapsulation techniques of probiotics with alginate, emphasizing the internal ionic gelation and external ionic gelation, with the possibility of applying, as well as promising for improving these techniques.
O consumo de probióticos está em constante crescimento, devido aos inúmeros benefícios conferidos à saúde dos consumidores. Neste contexto, a microencapsulação é uma tecnologia que favorece a viabilidade das culturas probióticas em produtos alimentícios, principalmente pelas propriedades de proteção contra as condições ambientais adversas e a liberação controlada. Atualmente, existem diversos procedimentos para a microencapsulação, com a utilização de vários tipos de polímeros de origem natural e sintética. O alginato de sódio é um dos polímeros com maior potencial para aplicação na encapsulação de probióticos, devido à sua versatilidade, biocompatibilidade e isenção de toxicidade. O objetivo desta revisão é apresentar técnicas viáveis de encapsulação de probióticos com alginato, enfatizando a gelificação iônica interna e gelificação iônica externa, com a possibilidade de aplicação, bem como as tecnologias promissoras para o melhoramento destas.
ABSTRACT
Sodium alendronate is an antiresorptive drug used for the treatment of postmenopausal osteoporosis. However, its oral administration is associated with low bioavailability and gastroesophageal irritation. This work aimed at developing tablets containing sodium alendronate-loaded microparticles by direct compression to achieve a safe and effective form. The parameters evaluated were average weight, hardness, thickness and drug content.
O alendronato de sódio é um fármaco da classe dos bisfosfonatos, comumente utilizado no tratamento da osteoporose pós-menopausa. Entretanto, sua administração oral está associada à baixa biodisponibilidade e irritação gastroesofágica. Este trabalho objetivou o desenvolvimento de comprimidos contendo micropartículas de alendronato de sódio por compressão direta, a fim de obter uma forma segura e eficaz. Os parâmetros avaliados foram peso médio, dureza, espessura e teor de fármaco. Estudos de liberação
Subject(s)
Humans , Alendronate/administration & dosage , Drug Compounding , Drug Delivery Systems , Chemistry, PharmaceuticalABSTRACT
Bupropion is an antidepressant used in the treatment of smoking. The purpose of this study was to prepare controlled-release hydrogel films for buccal administration of bupropion and investigate its physicochemical and cytotoxic properties. The films were prepared from ultrapure sodium carboxymethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose K4M, and medium-viscosity chitosan. Evaluation of film physicochemical characteristics was based on scanning electron microscopy, bupropion content, mechanical strength (burst strength, relaxation, resilience, and traction), and cytotoxicity. Bupropion content in bilayer films was 121 mg per 9 cm2. The presence of bupropion modified film mechanical strength, but did not compromise the use of this pharmaceutical form. As shown by the cytotoxicity results, films containing bupropion did not cause cellular damage. Bupropion administration in the form of hydrogel films is a potentially useful alternative in the treatment of smoking.
A bupropiona é um antidepressivo utilizado no tratamento do tabagismo. O objetivo deste trabalho foi a preparação de filmes hidrogelatinosos de liberação controlada para administração bucal de bupropiona. Os filmes foram preparados utilizando carboximetilcelulose sódica ultrapurificada, hidroxipropilmetilcelulose K4M e quitosana de média viscosidade. As características físico-químicas dos filmes foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura, teor de bupropiona, resistência mecânica (perfuração, relaxação, resiliência e tração) e citotoxicidade. Os resultados mostraram que os filmes em bicamada apresentaram teor de bupropiona de 121 mg por 9 cm2 de filme e que a bupropiona modifica a resistência mecânica dos filmes, sem, no entanto, inviabilizar o uso desta forma farmacêutica. Os estudos de citotoxicidade mostraram que as formulações dos filmes contendo bupropiona não causam dano celular. Este estudo mostrou que a bupropiona veiculada na forma de filme hidrogelatinoso pode ser uma alternativa útil no tratamento do tabagismo.
Subject(s)
Administration, Buccal , Bupropion/analysis , Tobacco/classification , Drug Liberation , Drug Liberation/drug effectsABSTRACT
Microencapsulation is a process in which active substances are coated by extremely small capsules. It is a new technology that has been used in the cosmetics industry as well as in the pharmaceutical, agrochemical and food industries, being used in flavors, acids, oils, vitamins, microorganisms, among others. The success of this technology is due to the correct choice of the wall material, the core release form and the encapsulation method. Therefore, in this review, some relevant microencapsulation aspects, such as the capsule, wall material, core release forms, encapsulation methods and their use in food technology will be briefly discussed.
A microencapsulação é um processo em que substâncias ativas são revestidas por cápsulas extremamente pequenas. É uma tecnologia nova, a qual tem sido empregada na indústria de cosméticos, farmacêutica, agrotóxicos e alimentícia e, nesta, é utilizada em aromas, ácidos, óleos, vitaminas, micro-organismos, entre outros. O êxito nessa tecnologia deve-se à correta escolha do material encapsulante, da forma de liberação do núcleo e do método de encapsulação. Dessa forma, nesta revisão, serão abordados, sucintamente, alguns aspectos relevantes da microencapsulação, como a cápsula, o material encapsulante, as formas de liberação do núcleo, os métodos de encapsulação, assim como sua utilização na tecnologia de alimentos.
ABSTRACT
A membrana de látex natural (NRL - Natural Rubber Latex), manipulada a partir do látex extraído da seringueira Hevea brasiliensis, tem apresentado grande potencial de aplicação no campo da biomedicina e dos biomateriais. Graças a sua biocompatibilidade e baixa taxa de rejeição, ela tem sido utilizada para próteses e enxertos, atuando como estimulante da angiogênese, adesão celular e barreira física a agentes infecciosos. Além dessas aplicações, as membranas são utilizadas como matriz de sistemas de liberação para avaliar o comportamento da liberação de fármacos e extratos de origem vegetal que apresentam propriedades medicinais. O sistema extrato-membrana tem como objeto de estudo uma nova abordagem dessas substâncias no tratamento de feridas visando à cicatrização e regeneração do tecido envolvido. Casearia sylvestris, conhecida popularmente como guaçatonga, pertence à família Salicaceae, conhecida na medicina popular pelos seus efeitos antiulcerogênicos, cicatrizantes, antiofídicos, anti-inflamatórios e antissépticos, propriedades já comprovadas por estudos. Trabalhos recentes demonstraram que a liberação controlada de fármacos e extratos utilizando membranas de látex natural é uma alternativa interessante e promissora para aplicações biomédicas. Assim, o objetivo deste projeto foi estudar a liberação do extrato de Casearia sylvestris incorporado à membrana de látex em soluções com diferentes valores de pH, com o propósito de estudar seu comportamento e sua liberação de forma controlada. A taxa de liberação do extrato do sistema extrato-membrana foi monitorada e analisada utilizando-se o método de espectroscopia ótica (UV). O pH básico age desestabilizando a membrana indicando que o polímero possui a habilidade de proteger o extrato de ser liberado em valores de pH ácidos, direcionando sua aplicação para o sítio de melhor absorção. Além disso, a liberação segue uma função bi-exponencial...
Natural Rubber Latex (NRL) membrane, made from latex extracted from the rubber tree Hevea brasiliensis, has shown great potential for use in the biomedicine and biomaterials area. Thanks to its biocompatibility and low rejection rate, it has been used for implants and grafts, acting as a stimulant of angiogenesis and cell adhesion and as a barrier against infectious agents. Besides these applications, the membranes are used as model release systems, to assess the release behavior of drugs and plant extracts that exhibit medicinal properties. The extract-membrane system represents a new approach to studying these substances, as aids to wound healing and tissue regeneration. Casearia sylvestris, popularly known as guaçatonga, belongs to the family Salicaceae, known in popular medicine for its anti-ulcerogenic, wound healing, anti-ophidian, antiinflammatory and antiseptic properties, all of which are proven by scientific studies. Recent studies have also shown that the controlled release of drugs and extracts from natural latex membranes is an interesting and promising process for biomedical applications. The objective of this project was thus to study the release of Casearia sylvestris extract incorporated into natural rubber membranes. The main concern was to study and optimize the controlled release of the extract at various pHs. The rate of release was monitored and analyzed by the method of optical spectroscopy (UV). Basic pHacts to destabilize the membrane, indicating that the polymer has the ability to protect the extract from being released at acidic pH values. The controlled release follows a bi-exponential function...
Subject(s)
Latex/therapeutic use , Prostheses and ImplantsABSTRACT
The objective of this research work was to design, develop and optimize the self micro-emulsifying drug delivery system (SMEDDS) of Felodipine (FL) filled in hard gelatine capsule coated with polymer in order to achieve rapid drug release after a desired time lag in the management of hypertension. Microemulsion is composed of a FL, Lauroglycol FCC, Transcutol P and Cremophor EL. The optimum surfactant to co-surfactant ratio was found to be 2:1. The resultant microemulsions have a particle size in the range of 65-85 nm and zeta potential value of -13.71 mV. FL release was adequately adjusted by using pH independent polymer i.e. ethyl cellulose along with dibutyl phthalate as plasticizer. Influence of formulation variables like viscosity of polymer, type of plasticizer and percent coating weight gain was investigated to characterize the time lag. The developed formulation of FL SMEDDS capsules coated with ethyl cellulose showed time lag of 5-7 h which is desirable for chronotherapeutic application.
O objetivo desse trabalho de pesquisa foi planejar, desenvolver e otimizar sistema de liberação de fármaco auto-microemulsificante(SMEDDS) de felodipino (FL) em cápsulas de gelatina dura revestidas com polímero, a fim de obter liberação rápida após tempo desejado no manejo da hipertensão. A microemulsão é composta de FL, lauroglilcol FCC, Transcutol P e Cremophor EL. A proporção ótima de tensoativo e de co-tensoativo foi de 2:1. As microemulsões resultantes têm tamanho de partícula na faixa de 65-85 nm com potencial zeta de -13,71 mV. A liberação de FL foi ajustada adequadamente, utilizando-se polímero independente de pH, como etilcelulose com ftalato de dibutila como plastificante. A influência das variáveis da formulação, como viscosidade do polímero, tipo de plastificante e ganho percentual de peso do revestimento foi investigada para caracterizar o intervalo de tempo de liberação. A formulação de cápsulas de FL SMEDDS revestidas com etilcelulose mostrou intervalo de tempo de liberação de 5 a 7 horas, o que é desejável para uma aplicação cronoterapêutica.
Subject(s)
Felodipine/pharmacokinetics , Drug Liberation/drug effects , Emulsifying Agents/pharmacokinetics , Emulsions/pharmacokinetics , Drug Chronotherapy , Hypertension/prevention & controlABSTRACT
The objective of the current study was to formulate mucoadhesive controlled release matrix tablets of flurbiprofen and to optimize its drug release profile and bioadhesion using response surface methodology. Tablets were prepared via a direct compression technique and evaluated for in vitro dissolution parameters and bioadhesive strength. A central composite design for two factors at five levels each was employed for the study. Carbopol 934 and sodium carboxymethylcellulose were taken as independent variables. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy studies were performed to observe the stability of the drug during direct compression and to check for a drug-polymer interaction. Various kinetic models were applied to evaluate drug release from the polymers. Contour and response surface plots were also drawn to portray the relationship between the independent and response variables. Mucoadhesive tablets of flurbiprofen exhibited non-Fickian drug release kinetics extending towards zero-order, with some formulations (F3, F8, and F9) reaching super case II transport, as the value of the release rate exponent (n) varied between 0.584 and 1.104. Polynomial mathematical models, generated for various response variables, were found to be statistically significant (P<0.05). The study also helped to find the drug's optimum formulation with excellent bioadhesive strength. Suitable combinations of two polymers provided adequate release profile, while carbopol 934 produced more bioadhesion.
O objetivo do presente estudo foi formular comprimidos mucoadesivos de flurbiprofeno, de liberação controlada, e otimizar o perfil da liberação do fármaco e a bioadesão, utilizando a metodologia de superfície de resposta. Prepararam-se os comprimidos via técnica de compressão direta, que foram avaliados in vitro quanto aos parâmetros de dissolução e da força bioadesiva. Planejamento com componente central para dois fatores em cinco níveis cada foi empregado para esse estudo. Carbopol 934 e carboximetilcelulose sódica foram tomados como variáveis independentes. Efetuaram-se estudos de espectroscopia por transformada de Fourier (FTIR) para observar a estabilidade do fármaco durante a compressão direta e para avaliar a interação a fármaco-polímero. Aplicaram-se vários métodos cinéticos para avaliar a liberação do fármaco dos polímeros. Gráficos de superfície de contorno e de resposta foram efetuados para retratar a relação entre as variáveis dependentes e a resposta. Os comprimidos mucoadesivos de flurbiprofeno apresentaram cinética de liberação não-fickiana, estendendo para ordem zero, para algumas formulações (F3, F8 e F9), alcançando transporte super caso II, à medida que o valor do expoente (n) de taxa de liberação variou entre 0,584 e 1,104. Modelos matemáticos polinomiais, gerados por diversas variáveis de resposta, foram estatisticamente, significativos (P<0,05). O estudo também auxiliou a encontrar a formulação ótima do fármaco, com excelente força de bioadesão. Combinações adequadas dos dois polímeros resultaram em perfis de liberação adequado, sendo que o Carbopol 934 produziu mais adesão.
Subject(s)
Tablets/analysis , In Vitro Techniques/methods , Flurbiprofen/analysis , Drug Liberation , Methods , Chemistry, Pharmaceutical/classificationABSTRACT
The aim of the present study was to develop tizanidine controlled release matrix. Formulations were designed using central composite method with the help of design expert version 7.0 software. Avicel pH 101 in the range of 14-50% was used as a filler, while HPMC K4M and K100M in the range of 25-55%, Ethylcellulose 10 ST and 10FP in the range of 15 - 45% and Kollidon SR in the range of 25-60% were used as controlled release agents in designing different formulations. Various physical parameters including powder flow for blends and weight variation, thickness, hardness, friability, disintegration time and in-vitro release were tested for tablets. Assay of tablets were also performed as specified in USP 35 NF 32. Physical parameters of both powder blend and compressed tablets such as compressibility index, angle of repose, weight variation, thickness, hardness, friability, disintegration time and assay were evaluated and found to be satisfactory for formulations K4M2, K4M3, K4M9, K100M2, K100M3, K100M9, E10FP2, E10FP9, KSR2, KSR3 & KSR9. In vitro dissolution study was conducted in 900 ml of 0.1N HCl, phosphate buffer pH 4.5 and 6.8 medium using USP Apparatus II. In vitro release profiles indicated that formulations prepared with Ethocel 10 standard were unable to control the release of drug while formulations K4M2, K100M9, E10FP2 & KSR2 having polymer content ranging from 40-55% showed a controlled drug release pattern in the above mentioned medium. Zero-order drug release kinetics was observed for formulations K4M2, K100M9, E10FP2 & KSR2. Similarity test (f 2) results for K4M2, E10FP2 & KSR2 were found to be comparable with reference formulation K100M9. Response Surface plots were also prepared for evaluating the effect of independent variable on the responses. Stability study was performed as per ICH guidelines and the calculated shelf life was 24-30 months for formulation K4M2, K100M9 and E10FP2.
O objetivo do presente estudo foi desenvolver matriz de de tizanidina de liberação controlada. As formulações foram projetadas usando o método do componente, central com a ajuda de software Design expert(r), versão 7.0. Utilizou-se Avicel pH 101, no intervalo de 14-50%, como material de preenchimento, enquanto HPMC K4M e K100M, no intervalo de 25-55%, Etilcelulose 10 ST e 10FP, no intervalo de 15-45% e Kollidon SR, na faixa de 25-60% foram utilizados como agentes de liberação controlada, no planejamento de formulações diferentes. Vários parâmetros físicos, incluindo o fluxo de pó para as misturas e variação de peso, espessura, dureza, friabilidade, tempo de desintegração e liberação in vitro, foram testados para comprimidos. Ensaios dos comprimidos foram, também, realizados, tal como especificado em USP 35 NF 32. Avaliaram-se os parâmetros físicos de ambos, mistura em pó e comprimidos, como índice de compressibilidade, ângulo de repouso, variação de peso, espessura, dureza, friabilidade, tempo de desintegração e de ensaio, considerando-os satisfatórios para as formulações K4M2, K4M3, K4M9, K100M2, K100M3, K100M9, E10FP2, E10FP9, KSR2, KSR3 e KSR9. O estudo de dissolução in vitro foi realizado em 900 mL de HCl 0,1 N, tampão de fosfato pH 4,5 e meio 6,8, usando aparelho USP II. Os perfis de liberação in vitro indicaram que as formulações preparadas com Ethocel 10 padrão não foram capazes de controlar a liberação do fármaco, enquanto as formulações K4M2, K100M9, E10FP2e KSR2, com teor de polímero variando entre 40 e 55% apresentaram padrão de liberação controlada de fármaco no meio anteriormente mencionado. Observou-se cinética de liberação de fármaco de ordem zero para as formulações K4M2 , K100M9, E10FP2 e KSR2. Resultados do teste de similaridade (f 2) para K4M2, E10FP2 e KSR2 foram comparáveis com a formulação de referência K100M9. Gráficos de superfície de resposta também avaliaram o efeito da variável independente sobre as respostas. Estudo de estabilidade foi realizado conforme as diretrizes do ICH e a vida de prateleira calculada foi de 24-30 meses para as formulações K4M2, K100M9 e E10FP2.
Subject(s)
Polymers/analysis , Tablets/analysis , Hydrophobic and Hydrophilic Interactions , Imidazolines/analysisABSTRACT
Devido aos seus efeitos benéficos, os probióticos têm sido incorporados nos mais diversos alimentos, incluindo iogurtes, queijos, sorvetes, leites fermentados e sobremesas congeladas. No entanto, existem ainda diversos problemas com relação à viabilidade e resistência das culturas probióticas nesses alimentos. Neste artigo de revisão, são abordados os aspectos tecnológicos utilizados na microencapsulação de probióticos que permitem aumentar a sua viabilidade durante a fermentação, processamento e utilização nos produtos comerciais. A microencapsulação de bactérias probióticas pode ser utilizada para aumentar a viabilidade durante o processamento, como também para liberá-las de maneira controlada no trato gastrointestinal.
Because of their health benefits, probiotics have been incorporated into a range of dairy products, including yogurts, soft-, semi-hard and hard cheeses, ice cream, milk powders and frozen dairy desserts. However, there are still several problems with respect to the low viability of probiotic bacteria in dairy foods. This review focuses mainly on current knowledge and techniques used in the microencapsulation of probiotic microorganisms to enhance their viability during fermentation, processing and utilization in commercial products. Microencapsulation of probiotic bacteria can be used to enhance the viability during processing, and also for the targeted delivery in gastrointestinal tract.
ABSTRACT
A via oral é considerada preferencial para a administração de fármacos, sobretudo no tratamento de doenças crônicas. Entretanto, princípios ativos administrados por essa via podem apresentar biodisponibilidade variável e/ou limitada. Diversos tipos de sistemas de liberação vêm sendo desenvolvidos com o objetivo de melhorar esse parâmetro, dentre os quais se destacam as nanopartículas de poli (alquil-cianoacrilato) (PACA). Pelo exposto, no presente trabalho foram desenvolvidas nanopartículas de poli(n-butilcianoacrilato) (PBCA) contendo aciclovir (ACV), revestidas por N,N,N-trimetilquitosana (TMQ), um promissor promotor de absorção. A TMQ foi sintetizada com elevado rendimento e grau de quaternização de aproximadamente 73%. As nanopartículas de PBCA foram obtidas com rendimento adequado e apresentaram características físico-químicas semelhantes às descritas na literatura. Após o revestimento, foi observado um aumento no diâmetro médio, bem com uma inversão nos valores de potencial zeta. Essas observações podem indicar a ocorrência do revestimento. A partir das análises de DSC, pôde-se comprovar a eficiência do revestimento das nanopartículas pelo derivado sintetizado, já que o comportamento das nanopartículas de PBCA-TMQ foi diferente daquele obtido para a mistura física entre os constituintes da formulação. Nessa mesma perspectiva, análises de FTIR foram conduzidas e a ocorrência do revestimento foi corroborada. Além disso, as análises morfológicas por Microscopia de Força Atômica (AFM) revelaram que as nanopartículas revestidas apresentam baixa tendência à agregação, o que pode ser um indicativo de estabilidade para a formulação desenvolvida. Em relação aos ensaios de citotoxicidade, foi evidenciado que as nanopartículas de PBCA não apresentaram toxicidade significativa frente às células Caco-2, ao passo que a formulação revestida mostrou um efeito tóxico dose-dependente influenciado pelo grau de quaternização. Além disso, as nanopartículas desenvolvidas foram capazes de diminuir, reversivelmente, a Resistência Elétrica Transepitelial (RET) da monocamada de células. A fim de quantificar o fármaco associado às nanopartículas, foi desenvolvido e validado método analítico por espectrofotometria derivada com detecção no UV. Tal método mostrou-se capaz de eliminar a interferência dos excipientes, permitindo a quantificação do ACV na formulação de nanopartículas com precisão e exatidão adequadas. Assim, a porcentagem de fármaco associado às nanoestruturas pode ser calculada, obtendo-se um valor satisfatório. De maneira semelhante, foi desenvolvido e validado método por CLAE para a quantificação do fármaco nos ensaios de permeação. A metodologia proposta mostrou-se adequada considerando-se as recomendações da RE 899/03. Por meio dos ensaios de permeabilidade em células Caco-2, foi constatado que a formulação desenvolvida aumentou em 3 vezes o valor de Permeabilidade aparente (Papp) do fármaco em estudo. Além disso, as nanopartículas revestidas foram capazes de propiciar a liberação controlada do ACV nos ensaios de liberação in vitro utilizando meios com diferentes valores de pH (1,2; 6,8 e 7,4)
The oral route is considered for the administration of drugs, especially in the treatment of chronic diseases. However, drugs administered by this route may have variable and/or limited bioavailability. Various types of delivery systems have been developed with the goal of improving this parameter, among which stand out the nanoparticles of poly (alkylcyanoacrylate) (PACA).Such nanomaterials have been coated to improve stability in the gastrointestinal tract, promote greater solubility or enhance permeation. Therefore, in this work were developed nanoparticles of poly (n-butilcianoacrilato) (PBCA) containing acyclovir (ACV), coated with N,N,N-trimethylchitosan (TMC), a promising absorption promoter. The TMC was synthesized with high-yield and approximately 73% of quaternization. The PBCA nanoparticles presented physico-chemical characteristics similar to those described in the literature. After the coating, it was observed an increase in the average diameter, and a inversion on the values of zeta potential. These observations may indicate the occurrence of coating. DSC analysis could proved the efficiency of the coating of nanoparticles, since the behavior of nanoparticles of PBCA-TMC was different from those obtained for the physical mixture between the constituents of the formulation. In this same perspective, FTIR analyses were conducted and the occurrence of coating was corroborated. In addition, morphological analyses by Atomic Force Microscopy (AFM) showed that nanoparticles coated presented low tendency to aggregate, which can be an indication of stability for the formulation developed. In relation to cytotoxicity assays, it was evidenced that the PBCA nanoparticles showed no significant toxicity against the Caco-2 cells, whereas the coated formulation showed a dose-dependent toxic effect influenced by the degree of quaternization. In addition, the nanoparticles developed were able to decrease, reversibly, Transepitelial Electric Resistance (TEER) of the monolayer. In order to quantify the drug associated with nanoparticles, was developed and validated analytical method by derivative spectrophotometry with UV detection. This method was able to eliminate the interference of excipients, allowing the quantification of ACV in the formulation of nanoparticles with appropriate precision and accuracy. Thus, the percentage of drug associated with nanostructures can be calculated, obtaining a satisfactory value. Similarly, has been developed and validated HPLC method for the quantification of drug permeation tests. The proposed methodology was appropriate considering the recommendations of the RE 899/03. Through the permeability assays in Caco-2 cells, it has been found that the formulation developed increased by 3 times the value os Apparent Permeability (Papp) of ACV. In addition, the nanoparticles were able to provide controlled release of ACV in vitro using media with different pH values (1.2; 6.8 and 7.4)
Subject(s)
Permeability , Cyanoacrylates , Nanoparticles , Administration, Oral , Technology, Pharmaceutical , Electric Impedance , Drug Compounding , Drug LiberationABSTRACT
A utilização terapêutica de peptídeos e proteínas é de grande importância para o tratamento de várias doenças. Entretanto, essas macromoléculas, devido às características intrínsecas, muitas vezes não alcançam o local de ação necessário para exercerem sua atividade. Neste contexto, este artigo de revisão apresenta os principais sistemas poliméricos de liberação em estudo atualmente, tais como micro e nanopartículas poliméricas e hidrogéis, que podem melhorar a efetividade do tratamento de doenças que requerem a administração de peptídeos e proteínas. O artigo, também, cita possíveis modificações químicas, tais como a peguilação, que também podem oferecer vantagens para o uso dessas macromoléculas como entidades terapêuticas.
The therapeutic application of peptides and proteins is of great importance for the treatment of numerous diseases. However, due to intrinsic properties of these macromolecules, they sometimes fail to reach the site of action required to promote their therapeutic effect. In this context, this review presents the main drug delivery systems under study nowadays, such as polymeric micro and nanoparticles and hydrogels, that can improve the effectiveness of the treatment of diseases that require the administration of peptides and proteins. The article also describes possible chemical modifications, such as pegylation, that can offer advantages for the use of these macromolecules as therapeutic agents.
Subject(s)
Polymers , Proteins , Pharmaceutical Preparations/analysis , Drug Delivery Systems/methodsABSTRACT
Avaliaram-se a biocompatibilidade e a biodegradabilidade do sistema de liberação controlada de poli-lactato-co-glicolato (PLGA) no tratamento com ciprofloxacina das ceratites por Staphylococcus aureus em coelhos. Foram utilizados 20 coelhos, distribuídos em quatro grupos (G). Os animais dos G1, G3 e G4 foram inoculados com 2,5µL da bactéria - 108UFC, no estroma corneano. Os do G2 não receberam a aplicação do inóculo. O tratamento foi realizado com solução salina básica para os animais do G1, micropartículas de PLGA contendo ciprofloxacina nos animais dos G2 e G4 e colírio de ciprofloxacina naqueles do G3. Suabe e biópsia da superfície ocular foram coletados para cultura. Apenas um animal do G1 apresentou cultura positiva para S. aureus. Exame histológico revelou a presença bacteriana em todos os animais do G1 e em dois animais do G3. Também foi constatada reação inflamatória no local da aplicação do sistema de liberação controlada. O tratamento com micropartículas de PLGA foi eficiente no tratamento de ceratites bacterianas, ao eliminar por completo a presença do S. aureus, mas entretanto não foi completamente biocompatível e biodegradável após cinco dias.
The biocompatibility and biodegradability of the controlled delivery system of Poly-Latic-Co-Glucolatic (PLGA) in the treatment of Staphylococcus aureus keratitis with ciprofloxacin in rabbits were evaluated. Twenty rabbits divided into four groups (G) were used. G1, G3 and G4 animals were inoculated with bacterial 2.5µL (108CFU) in the corneal stroma, and G2 animals did not receive the application of inoculum. The treatment was performed with basic saline solution in G1 rabbits, micro particles of PLGA containing ciprofloxacin in G2 and G4 animals, and ciprofloxacin eye drops in G3 rabbits. Swab and biopsy of the ocular surface were collected for culture. Only one animal in G1 had positive culture for S. aureus in the processed material. Histological examination showed a bacterial presence in all animals in G1 and two animals in G3. Inflammatory reaction was noted at the application site of the controlled release. Data analysis showed that treatment with micro particles of PLGA was effective in treating bacterial keratitis, completely eliminating the presence of S. aureus, but it was not being completely biocompatible and biodegradable after five days.
Subject(s)
Animals , Rabbits , Keratitis/veterinary , Rabbits/microbiology , Staphylococcus aureus/immunology , Biodegradation, Environmental , Glycolates , Lactic Acid , Materials Testing/veterinaryABSTRACT
The purpose of this research study was to establish ziprasidone HCl NR 40 mg and trihexyphenidyl HCl SR 4mg in the form of bi-layer sustained release floating tablets. The tablets were prepared using sodium HPMC K4M / HPMC K15M as bio-adhesive polymers and sodium bicarbonate acting as a floating layer. Tablets were evaluated based on different parameters such as thickness, hardness, friability, weight variation, in vitro dissolution studies, content of active ingredient and IR studies. The physico-chemical properties of the finished product complied with the specifications. In vitro release from the formulation was studied as per the USP XXIII dissolution procedure. The formulations gave a normal release effect followed by sustained release for 12 h which indicates bimodal release of ziprasidone HCl from the matrix tablets. The data obtained was fitted to Peppas models. Analysis of n values of the Korsmeyer equation indicated that the drug release involved non-diffusional mechanisms. By the present study, it can be concluded that bi-layer tablets of ziprasidone HCl and trihexyphenidyl HCl will be a useful strategy for extending the metabolism and improving the bioavailability of Ziprasidone HCl and Trihexyphenidyl HCl.
O propósito deste trabalho foi preparar ziprasidona. HCl NR 40 mg e triexifenidila.HCl SR 4 mg na forma de comprimidos efervescentes bicamada de liberação controlada. Os comprimidos foram preparados utilizando HPMC K4M / HPMC K15M sódico como polímero bioadesivo e bicarbonato como camada efervescente. Os comprimidos foram avaliados quanto a diferentes parâmetros, como espessura, dureza, friabilidade, variação de peso, dissolução in vitro, conteúdo do ingrediente ativo e estudos de IV. As propriedades físico-químicas dos produtos finais cumprem as especificações. A liberação in vitro da formulação foi estudada de acordo com o procedimento de dissolução da USP XXIII. As formulações resultaram em liberação normal, seguida por liberação controlada por 12 h, o que indica a liberação bimodal de cloridrato de ziprasidona dos comprimidos matriz. Os dados obtidos se adequaram aos modelos de Peppas. A análise de valores de n da equação de Korsmeyer indicou que a liberação do fármaco envolveu mecanismos não difusionais. Por este estudo, pode-se concluir que os comprimidos bicamada de ziprasidona.HCl e de triexifenidila.HCl serão um bom caminho para estender o metabolismo e para melhorar a biodisponibilidade de ziprasidona.HCl e de triexifenidila.HCl.
Subject(s)
Antipsychotic Agents/analysis , Tablets, Enteric-Coated/therapeutic use , Schizophrenia/drug therapy , Drug Delivery Systems/methodsABSTRACT
Neste trabalho, objetivou-se comparar épocas e doses de aplicação do superfosfato triplo (SFT) cloreto de potássio (KCl) com e sem revestimento por polímero no desempenho produtivo da soja em condições edafoclimáticas de cerrado. O experimento foi realizado em Rio Verde, GO, em um Latossolo Vermelho distroférrico. Os tratamentos foram dispostos em delineamento de blocos ao acaso, em esquema fatorial 2x2x2+1. O primeiro fator foi constituído pelos fertilizantes SFT e KCl revestidos ou não por polímeros, o segundo por duas doses de fósforo e potássio (40 + 40 e 80 + 80 kg ha-1 P2O5 e K2O), e o terceiro, por duas épocas de aplicação dos fertilizantes (15 dias antes da semeadura e na semeadura). Inclui-se ainda, um tratamento testemunha sem adubação. Foi avaliada a produção de biomassa, a produtividade de grãos e componentes de produtividade. Houve resposta à aplicação da adubação com P e K na produção de massa fresca e produtividade, sendo a ausência de adubação prejudicial ao desenvolvimento da cultura da soja. A aplicação a lanço de superfosfato triplo e cloreto de potássio, revestidos por polímeros 15 dias antes da semeadura, proporcionou maior produção de massa seca, número de vagens por planta e produtividade de grãos de soja em relação aos fertilizantes convencionais. Quando aplicados na semeadura, os fertilizantes convencionais e fertilizantes revestidos por polímeros conferiram a mesma produção de massa seca e produtividade de grãos de soja.
The objetive of this work was to compare times and application rates of triple superphosphate (TSF) and potassium chloride (KCl) with and without polymer coating on soybean yield performance in the cerrado environmental conditions. The experiment was conducted in Rio Verde, GO, in an Oxisol. Treatments were arranged in a randomized block design, in factorial 2x2x2+1. The first factor consisted by fertilizer TSF and KCl coated or not by polymer, the second by two doses of phosphorus and potassium (40 + 40 and 80 + 80 kg ha-1 P2O5 and K2O, respectively), and the third by two times of application fertilizer (15 days before sowing and at sowing). It also includes a treatment control without fertilization. Biomass yield, grain yield and yield components were evaluated. There was a response to the application of fertilizer P and K in fresh mass production and productivity, with the absence of fertilizer detrimental to the development of soybean. The broadcast application of superphosphate and potassium chloride coated polymer 15 days before sowing promoted dry matter yield, number of pods per plant and grain yield of soybeans compared to conventional fertilizer. When applied at sowing, the conventional fertilizer and slow release fertilizers promoted the same dry matter yield and grain yield of soybeans.
ABSTRACT
INTRODUÇÃO: Os nanotubos de carbono (NTCs) são os nanomateriais mais promissores para aplicação terapêutica em doenças neurodegenerativas. Aplicações potenciais incluem sistemas de liberação controlada de fármacos, interfaces elétricas e substratos para crescimento celular. OBJETIVO: Descrever o estado da arte e as perspectivas e desafios da aplicação dos NTCs nas neurociências. MÉTODO: Procedeu-se a uma busca sistemática nos indexadores Medline, Lilacs e SciELO, utilizando os descritores "carbon nanotubes", "drug delivery", "electrical interface", "tissue regeneration", "neuroscience", "biocompatibility" e "nanotechnology", devidamente agrupados. RESULTADOS: A revisão da literatura evidenciou controvérsias nos estudos relativos à biocompatibilidade dos NTCs, embora tenha ratificado o seu potencial para a neuromedicina e neurociências. CONCLUSÃO: Os dados obtidos apontam a necessidade de estudos padronizados sobre as aplicações e interações dessas nanoestruturas com os sistemas biológicos.
BACKGROUND: Carbon nanotubes (CNTs) are the most promising nanomaterials for therapeutic application in neurodegenerative diseases. Potential applications include systems for controlled drug delivery, electrical interfaces and substrates for cell growth. OBJECTIVE: To describe the state of art, prospects and challenges of applying CNTs in neuroscience. METHODS: There has been systematic search in Medline, Lilacs and SciELO, using the keywords "carbon nanotubes", "drug delivery", "electrical interface", "tissue regeneration", "neuroscience", "nanotechnology" and "biocompatibility", properly grouped. RESULTS: The literature review showed controversies in studies on the biocompatibility of CNTs, although it has ratified its potential for neuromedicine and neuroscience. DISCUSSION: These results highlight the need for modeling studies on the applications and interactions of nanostructures with biological systems.
Subject(s)
Pharmaceutical Trade , Tissue Engineering , Nanotubes, Carbon , Neurobiology , Neurosciences/trendsABSTRACT
Uma série de oito derivados porfirínicos monocatiônicos, na forma de base-livre e metalados com Zn(II), e tendo grupos metila ou [Ru(bipy)2Cl]+ ligados ao átomo de nitrogênio do substituinte piridil em uma das posições meso do anel, foram sintetizadas e caracterizadas, visando sua aplicação como fotossensibilizadores no tratamento de tumores de pele por TFD. Além de possuírem características anfifílicas que favorecem a sua interação com membranas biológicas, os compostos apresentaram um elevado rendimento quântico de formação de oxigênio singlete, principalmente os derivados metilados das porfirinas base-livre. A baixa solubilidade em meio aquoso, fator limitante da utilização como fotossensibilizadores, foi superada por meio do encapsulamento dos mesmos em micro e nanocápsulas poliméricas, pelo método de coacervação. Duas formulações, uma baseada em hidroxietilcelulose (HEC) e outra na mistura atelocolágeno marinho/goma xantana (ACM), foram preparadas e suas eficiências fotodinâmicas e citotoxicidade frente à células HeLa determinadas. As formulações de ACM mostraram ser não-tóxicas, enquanto os preparados com HEC apresentaram uma pequena, mas significativa citotoxicidade no escuro. Por outro lado, todas as formulações se tornaram tóxicas quando irradiadas com laser de 650 nm ou luz branca proveniente de lâmpada de mercúrio. Dentre as formulações preparadas, as mais ativas foram aquelas preparadas com os derivados porfirínicos base-livre metilados em ACM, provavelmente em virtude da maior eficiência de entrega do composto fotoativo em relação ao sistema polimérico de HEC, aliado aos elevados rendimentos quânticos de formação de oxigênio singlete em relação aos demais compostos. Além disso, o encapsulamento influenciou significativamentente a interação e citolocalização dos fotossensibilizadores, e consequentemente a taxa e o mecanismo de morte celular. Os estudos por microscopia de fluorescência confocal, evidenciaram que as nanocápsulas de ACM são capazes de penetrar na membrana das células, alcançando o citoplasma e liberando gradativamente o composto fotoativo no seu interior. Quando não encapsulada, em solução de dmso, a porfirina se acumula preferencialmente na membrana celular. Consequentemente, neste caso a irradiação levou ao comprometimento da integridade da mesma e o desencadeamento da necrose celular, indesejável na terapia por ocasionar inflamação nos tecidos. Em contrapartida, o tratamento com formulações de fotossensibilizadores nanoencapsulados promoveram menos danos mas favoreceram a apoptose, um mecanismo de morte programada que geralmente leva a regeneração rápida e total dos tecidos, e ausência de processos inflamatórios
A series of eight monocationic porphyrins derivatives as free-base and Zn(II) complexes, with methyl or [Ru(bipy)2Cl]+ groups bond to the nitrogen atom of the meso-pyridyl substituent, were synthesized and characterized aiming their application as photosensitizers in the treatment of skin tumors by Photodynamic Therapy (PDT). Those compounds, especially the methylated derivatives of the free-base porphyrins, are potentially useful because showed higher quantum yields for the photoinduced formation of singlet oxygen and amphiphilic character, that enhanced their interaction with biological membranes. The low solubility in aqueous media, a limiting factor for use as photosensitizers, was overcome by encapsulating them in polymeric micro-and nanocapsules using the coacervation method. Two formulations, one based on hydroxyethyl cellulose (HEC) and another in the marine atelocollagen/xanthan gum (MAC) mixture were prepared and their photodynamic efficiencies and cytotoxicity against HeLa cells determined. The MAC formulations were shown to be non-toxic, while the HEC presented a small but significant cytotoxicity in the dark. On the other hand, all formulations become toxic when irradiated with 650 nm laser or white light from a mercury lamp source. The most actives, among all formulations, were those prepared using the methylated free-base porphyrin derivatives and MAC, probably due to the higher delivery efficiency of the photosensitizers in relation to the formulations prepared with HEC, associated with their higher quantum yields of photoinduced formation of singlet oxygen of those species as compared with the other compounds. In addition, the encapsulation influenced the interaction and cytolocalization of the photosensitizers, and consequently the rate and mechanism of cell death. The MAC nanocapsules were shown to penetrate the cell membrane by confocal fluorescence microscopy, reaching the cytoplasm where gradually released the photoactive compound. However, the porphyrin derivatives preferentially accumulated in the cell membrane when in DMSO solution. Consequently, the irradiation compromised the membrane integrity leading to necrosis, an undesirable process since cause tissue inflammation. In contrast, the treatment with encapsulated photosensitizer formulations promoted a much lower level of photoinduced damage and apoptosis, a more desirable death mechanism characterized by a complete and rapid regeneration of tissues and absence of inflammatory processes