Complexos polieletrólitos de quitosana e xantana carregados com ativos naturais e sintéticos: estudo físico/químico e microbiológico para aplicação de drug delivery / Polyelectrolyte complexes of chitosan and xanthan loaded with natural and synthetic actives: physicochemical and microbiological study for drug delivery application

A eficácia dos implantes osseointegrados é amplamente reconhecida na literatura científica. Contudo, infiltrações bacterianas na junção implante-pilar podem desencadear inflamação nos tecidos circundantes, contribuindo para a evolução de condições mais sérias, como a peri-implantite. O objetivo desse estudo foi produzir complexos polieletrólitos (PECs) de quitosana (Q) e xantana (X) em forma de membranas, carregá-las com ativos naturais e sintéticos antimicrobianos, caracterizálas estruturalmente e avaliá-las frente a degradação enzimática, cinética de liberação e ações antimicrobianas com finalidade de aplicação para drug delivery. Membranas de QX a 1% (m/v) foram produzidas em três proporções, totalizando doze grupos experimentais: QX (1:1); QX (1:2), QX (2:1), QX-P (com própolis) (1:1); QX-P (1:2); QX-P (2:1); QX-C (com canela) (1:1); QX-C (1:2); QX-C (2:1) e CLX (com clorexidina 0,2%) (1:1); CLX (1:2); CLX (2:1). Para os estudos de caracterização foram feitas análises da espessura em estado seco; análises morfológicas superficial e transversal em Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV); análise estrutural de espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR); análise de degradação por perda de massa sob ação da enzima lisozima; e análise da cinética de liberação dos ativos em saliva artificial. Para os testes microbiológicos, análises de verificação de halo de inibição e ação antibiofilme foram feitas contra cepas de Staphylococcus aureus (S. aureus) e Escherichia coli (E. coli). Os resultados demonstraram que a espessura das membranas variou conforme a proporção, sendo que o grupo QX (1:2) apresentou a maior média de 1,022 mm ± 0,2, seguida respectivamente do QX (1:1) com 0,641 mm ± 0,1 e QX (2:1) com 0,249 mm ± 0,1. Nas imagens de MEV é possível observar uma maior presença de fibras, rugosidade e porosidade nos grupos QX (1:2) e QX (1:1) respectivamente, e, no QX (2:1) uma superfície mais lisa, uniforme e fina. No FTIR foram confirmados os picos característicos dos materiais isoladamente, além de observar as ligações iônicas que ocorreram para formação dos PECs. Na análise de degradação, os grupos com ativos naturais adicionados tiveram melhores taxas de sobrevida do que os grupos QX. No teste de liberação, os grupos QX-P tiveram uma cinética mais lenta que os QX-C, cuja liberação acumulada de 100% foi feita em 24 h. Já nos testes do halo inibitório, somente os grupos CLX tiveram ação sobre as duas cepas, e os QX-P tiveram sobre S. aureus. Nas análises antibiofilme, os grupos CLX apresentaram as maiores taxas de redução metabólica nas duas cepas (± 79%); os grupos QX-P apresentaram taxas de redução similares em ambas as cepas, porém com percentual um pouco maior para E. coli (60- 80%) e os grupos QX-C tiveram grande discrepância entre as duas cepas: de 35 a 70% para S. aureus e 14 a 19% para E. coli. Pode-se concluir que, frente as análises feitas, o comportamento do material foi afetado diretamente pelos ativos adicionados a matriz polimérica. As proporções de Q ou X afetaram somente a espessura final. Quanto a aplicação proposta de drug delivery, os dispositivos apresentaram grande potencial, principalmente os grupos CLX e QX-P. (AU)

The effectiveness of osseointegrated implants is widely recognized in scientific literature. However, bacterial infiltrations at the implant-abutment interface may trigger inflammation in surrounding tissues, contributing to the development of more serious conditions, such as peri-implantitis. The aim of this study was to produce chitosan (Q) and xanthan (X) polyelectrolyte complexes (PECs) in the form of membranes, load and evaluate them for enzymatic degradation, release kinetics, and antimicrobial actions for drug delivery applications. QX membranes at 1% (w/v) were produced in three proportions, totaling twelve experimental groups: QX (1:1), QX (1:2), QX (2:1), QX-P (with propolis) (1:1), QX-P (1:2), QX-P (2:1), QX-C (with cinnamon) (1:1), QX-C (1:2), QX-C (2:1), and CLX (with 0.2% chlorhexidine) (1:1), CLX (1:2), CLX (2:1). Characterization studies included analyses of dry state thickness, surface and crosssectional morphology using Scanning Electron Microscopy (SEM), structural analysis by Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy, mass loss degradation analysis under lysozyme action, and active release kinetics analysis in artificial saliva. Microbiological tests included verification analyses of inhibition halos and antibiofilm action against strains of Staphylococcus aureus (S. aureus) and Escherichia coli (E. coli). Results showed that membrane thickness varied according to proportion, with group QX (1:2) presenting the highest average of 1.022 mm ± 0.2, followed by QX (1:1) with 0.641 mm ± 0.1, and QX (2:1) with 0.249 mm ± 0.1. SEM images showed greater presence of fibers, roughness, and porosity in groups QX (1:2) and QX (1:1) respectively, while QX (2:1) exhibited a smoother, more uniform, and thinner surface. FTIR confirmed characteristic peaks of the materials individually, besides showing ionic bonds formed for PECs. Degradation analysis revealed that groups with added natural actives had better survival rates than QX groups. In release tests, QX-P groups exhibited slower kinetics than QX-C, with 100% cumulative release achieved in 24 h. inhibitory halo tests, only CLX groups exhibited action against both strains, while QX-P acted against S. aureus. Antibiofilm analyses showed CLX groups with the highest metabolic reduction rates in both strains (± 79%); QX-P groups showed similar reduction rates in both strains, slightly higher for E. coli (60-80%), and QX-C groups had a significant discrepancy between strains: 35-70% for S. aureus and 14-19% for E. coli. In conclusion, material behavior was directly affected by added actives to the polymeric matrix. Proportions of Q or X only affected final thickness. Regarding proposed drug delivery applications, the devices showed great potential, especially CLX and QX-P groups.(AU)

Encapsulation of benznidazole in nanostructured lipid carriers and increased trypanocidal activity in a resistant Trypanosoma cruzi strain

Abstract Chagas disease is a neglected parasitic disease caused by Trypanosoma cruzi, whose treatment has remained unsatisfactory for over 50 years, given that it is limited to two drugs. Benznidazole (BZN) is an efficient antichagasic drug used as the first choice, although its poor water-solubility, irregular oral absorption, low efficacy in the chronic phase, and various associated adverse effects are limiting factors for treatment. Incorporating drugs with such characteristics into nanostructured lipid carriers (NLC) is a promising alternative to overcome these limiting obstacles, enhancing drug efficacy and bioavailability while reducing toxicity. Therefore, this study proposed NLC-BZN formulations in different compositions prepared by hot-melt homogenization followed by ultrasound, and the optimized formulation was characterized by FTIR, DRX, DSC, and thermogravimetry. Biological activities included in vitro membrane toxicity (red blood cells), fibroblast cell cytotoxicity, and trypanocidal activity against epimastigotes of the Colombian strain of T. cruzi. The optimized NLC-BZN had a small size (110 nm), negative zeta potential (-18.0 mV), and high encapsulation (1.64% of drug loading), as shown by infrared spectroscopy, X-ray diffraction, and thermal analysis. The NLC-BZN also promoted lower in vitro membrane toxicity (<3% hemolysis), and 50% cytotoxic concentration (CC50) for NLC-BZN in L929 fibroblast cells (110.7 µg/mL) was twice the value as the free BZN (51.3 µg/mL). Our findings showed that the NLC-BZN had higher trypanocidal activity than free BZN against the epimastigotes of the resistant Colombian strain, and this novel NLC-BZN formulation proved to be a promising tool in treating Chagas disease and considered suitable for oral and parenteral administration

Selective photodynamic effects on cervical adenocarcinoma cells provided by F127 Pluronic®-based micelles modulating hypericin delivery

Abstract Cervical cancer is a leading cause of death among women. The endocervical adenocarcinoma (ECA) represents an aggressive and metastatic type of cancer with no effective treatment options currently available. We evaluated the antitumoral and anti-migratory effects of hypericin (HYP) encapsulated on Pluronic F127 (F127/HYP) photodynamic therapy (PDT) against a human cell line derived from invasive cervical adenocarcinoma (HeLa) compared to a human epithelial cell line (HaCaT). The phototoxicity and cytotoxicity of F127/HYP were evaluated by the following assays: colorimetric assay, MTT, cellular morphological changes by microscopy and long-term cytotoxicity by clonogenic assay. In addition, we performed fluorescence microscopy to analyze cell uptake and subcellular distribution of F127/HYP, cell death pathway and reactive oxygen species (ROS) production. The PDT mechanism was determined with sodium azide and D-mannitol and cell migration by wound-healing assay. The treatment with F127/HYP promoted a phototoxic result in the HeLa cells in a dose-dependent and selective form. Internalization of F127/HYP was observed mainly in the mitochondria, causing cell death by necrosis and ROS production especially by the type II PDT mechanism. Furthermore, F127/HYP reduced the long-term proliferation and migration capacity of HeLa cells. Overall, our results indicate a potentially application of F127/HYP micelles as a novel approach for PDT with HYP delivery to more specifically treat ECA.

Diseño y caracterización de un sistema de entrega de fármacos autoemulsificable (SEDDS) de estradiol por diagramas de fases pseudoternarios y pruebas fisicoquímicas

Introducción: el estradiol es una hormona esteroide sexual femenina usada ampliamente como terapia hormonal que presenta una baja biodisponibilidad, debido a su baja solubilidad acuosa y a su alta hidrofobicidad, perteneciendo a la clase II del sistema de clasificación de biofarmacéutica. Objetivos: diseñar y caracterizar un sistema de entrega de fármacos autoemulsificable (SEDDS) para el fármaco estradiol por pruebas fisicoquímicas con el fin de obtener la relación óptima que permitiera mejorar su solubilidad acuosa, velocidad de disolución y potencialmente su biodisponibilidad. Método: estudios de solubilidad en diferentes solventes, diagramas de fases pseudoternarios constituidos por aceites, tensioactivos, cotensioactivos y agua permitieron reconocer las diferentes regiones de formación de SEDDS e identificar los porcentajes de excipientes que conducen a la formación de soluciones isotrópicas; las formulaciones resultantes fueron caracterizadas en tiempo de autoemulsificación, robustez a la dilución, punto de nube y perfil de disolución en capsula dura. Resultados: las formulaciones que contenían Capmul MCM®, Kolliphor® RH40 y Transcutol®, tuvieron un tiempo de autoemulsificación de aproximadamente 1 min; fueron estables en tres distintos pH (1,2; 4,5 y 7,2), en diferentes volúmenes de dilución, exhibiendo una apariencia transparente, ligeramente azulada, sin precipitados, o separación de fases, puntos de nube mayores en comparación de las formulaciones que contenían Gelucire® 44/14. Conclusiones: las estrategias de caracterización empleadas en el desarrollo de esta investigación demostraron ser eficientes para la selección adecuada de excipientes y su proporción óptima para el diseño eficaz de un sistema de entrega de fármaco autoemulsificable (SEDDS).

SUMMARY Introduction: Estradiol is a female sex steroid hormone widely used as hormonal therapy that has low bioavailability, due to its low aqueous solubility and high hydro-phobicity, belonging to class II of the Biopharmaceutical Classification System. Aim: To design and characterize a self-emulsifying drug delivery system (SEDDS) for the drug estradiol by physicochemical tests to obtain the most optimal ratio that would improve its aqueous solubility, dissolution rate, and potentially its bioavailability. Method: Solubility studies in different solvents; pseudo ternary phase diagrams made up of oils, surfactants, co-surfactants, and water, allowed to recognize the different regions of SEDDS formation and identify the percentages of excipients that lead to the formation of isotropic solutions; The resulting formulations were characterized in autoemulsification time, robustness to dilution, cloud point and dissolution profile in a hard capsule. Results: The formulations containing Capmul MCM®, Kolliphor® RH40, and Transcutol®, had an autoemulsification time of approximately 1 minute; were stable at three different pHs (1.2, 4.5 and 7.2), at different dilution volumes, exhibiting a transparent, slightly bluish appearance, without precipitates, or phase separation, higher cloud points compared to the formulations containing Gelucire® 44/14. Conclusions: The characterization strategies used in the development of this research proved to be efficient for the adequate selection of excipients and their optimal ratio for the effective design of a self-emulsifying drug delivery system (SEDDS).

Introdução: o estradiol é um hormônio esteroide sexual feminino amplamente utilizado como terapia hormonal que apresenta baixa biodisponibilidade devido à sua baixa solubilidade aquosa e alta hidrofobicidade, pertencente à classe II do sistema de classificação biofarmacêutica. Objetivos: projetar e caracterizar um sistema de liberação de drogas autoemulsificante (SEDDS) para o fármaco estradiol por meio de testes físico-químicos a fim de obter a proporção ideal que melhore sua solubilidade aquosa, taxa de dissolução e potencialmente sua biodisponibilidade. Método: estudos de solubilidade em diferentes solventes, diagramas de fases pseudoternários compostos por óleos, tensoativos, cotensoativos e água permitiram reconhecer as diferentes regiões de formação de SEDDS e identificar as porcentagens de excipientes que levam à formação de soluções isotrópicas; as formulações resultantes foram caracterizadas quanto ao tempo de autoemulsificação, robustez à diluição, ponto de turvação e perfil de dissolução da cápsula dura. Resultados: as formulações contendo Capmul MCM®, Kolliphor® RH40 e Transcutol®, tiveram um tempo de autoemulsificação de aproximadamente 1 min; foram estáveis em três diferentes pH's (1,2; 4,5 e 7,2), em diferentes volumes de diluição, apresentando aspecto transparente, levemente azulado, sem precipitados ou separação de fases, pontos de turvação mais elevados em relação às formulações contendo Gelucire® 44/14. Conclusões: as estratégias de caracterização utilizadas no desenvolvimento desta pesquisa mostraram-se eficientes para a seleção adequada de excipientes e sua proporção ideal para o desenho eficaz de um sistema de liberação de fármacos autoemulsificante (SEDDS).

Ensaio clínico cego randomizado comparando MMP®, MMP® com 5-FU e injeção intradérmica de 5-FU para o tratamento da hipomelanose gutata idiopática: um estudo- piloto / A single blind, randomized clinical trial comparing MMP®, MMP® with 5-FU, and 5-FU intradermal injection for the treatment of idiopathic guttate hypomelanosis: a pilot study

Introdução: A hipomelanose gutata idiopática (IGH) é uma manifestação comum de fotoenvelhecimento, ainda sem tratamento padrão, apresentando resultados variados às intervenções. Atualmente, no Brasil, o uso de microagulhamento associado ao 5-fluorouracil (5-FU) tem sido proposto para o tratamento da IGH. Objetivo: Comparar três tratamentos, quais sejam: o uso do MMP® (microinfusão de medicamentos na pele) com 5-FU, MMP® apenas para microagulhamento, e com o 5-FU intralesional injetado com seringa de insulina no tratamento da IGH. Métodos: Em um ensaio clínico randomizado e cego, comparamos o MMP® ao 5-FU com: microagulhamento isolado e com 5-FU intralesional por punção para o tratamento de 180 lesões de IGH no antebraço de nove pacientes. Resultados: Após duas sessões de tratamento, o 5-FU intralesional foi o tratamento mais efetivo, com significância estatística quando comparado ao uso de microagulhamento. A eficácia da MMP + 5-FU foi inferior a 5-FU injetável e superior ao microagulhamento isoladamente, embora sem significância estatística. Conclusões: A aplicação intralesional do 5-FU foi mais eficaz no tratamento da leucodermia solar. O uso de menor quantidade de medicamentos é a grande vantagem da técnica MMP + 5-FU. São necessários mais estudos para padronizar estas técnicas.

Introduction: Idiopathic guttate hypomelanosis (IGH) is a common photoaging manifestation, with no standard treatment and presenting mixed results to interventions. In Brazil, the use of micro-needling associated with 5-fluorouracil (5-FU) has been proposed to treat IGH. Objective: To compare the use of MMP® (micro-infusion of drugs on the skin) with 5-FU, with MMP® only as micro-needling (with no drugs), and intralesional 5-FU injected with an insulin syringe in the treatment of IGH. Methods: In a single blind randomized clinical trial, we compared the three treatments: MMP® versus MMP with 5-FU and intralesional 5-FU injection for 180 IGH lesions in the forearm of nine patients. Results: After two treatment sessions, 5-FU alone was the most effective treatment, with statistical significance, compared with micro-needling alone. MMP+5-FU efficacy was lower than intralesional 5-FU injection and higher than micro-needling alone, although without statistical significance. Conclusions: The intralesional application of 5-FU was more effective in the treatment of solar leukoderma. The use of a smaller quantity of medication is the great advantage of the MMP + 5-FU technique. Further studies are needed to standardize these techniques.

Novel Eudragit® -based polymeric nanoparticles for sustained release of simvastatin

This paper reports on the development of nanoparticles aiming at the in vitro controlled release of simvastatin (SVT). The nanoparticles were prepared by the nanoprecipitation method with polymers Eudragit® FS30D (EDGFS) or Eudragit® NE30D (EDGNE). EDGFS+SVT nanoparticles showed mean size of 148.8 nm and entrapment efficiency of 76.4%, whereas EDGNE+SVT nanoparticles showed mean size of 105.0 nm and entrapment efficiency of 103.2%. Infrared absorption spectra demonstrated that SVT incorporated into the polymer matrix, especially EDGNE. Similarly, the differential scanning calorimeter (DSC) curve presented no endothermic peak of fusion, indicating that the system is amorphous and the drug is not in the crystalline state. The maintenance of SVT in the amorphous state may favors its solubilization in the target release sites. In the in vitro dissolution assay, the SVT incorporated into the EDGFS+SVT nanoparticles showed a rapid initial release, which may be related to the pH of the dissolution medium used. Regarding the EDGNE+SVT nanoparticles, the in vitro release occurred in a bimodal behavior, i.e., an initial "burst" followed by a sustained delivery, with the kinetics of drug release following Baker-Lonsdale's mathematical model. All these features suggest the nanoparticulate system's potential to modulate SVT delivery and enhance its bioavailability.

Lacrimal Diversion Devices (Sinopsys Lacrimal Stent): Sharing our Experience with Patients with Chronic Rhinosinusitis without Polyposis

Introduction: Chronic rhinosinusitis (CRS) is a highly prevalent pathology in our society. Due to the prevalence of this condition and to the persisting symptoms despite an appropriate medical treatment, surgical techniques are often required. Lately, minimal invasive techniques have been described, such as lacrimal diversion devices (LDDs). This technique offers a fast and convenient choice for delivery of sinus irrigation and topical medication. Objective: We aimed to describe our experience with LDDs and evaluate the safety and effectiveness of the procedure in patients with moderate to severe CRS without nasal polyposis (CRSsNP) and persistent symptomatology despite medical therapy. Methods: A total of 7 patients underwent bilateral lacrimal stents placement in the operating room. A retrospective observational study was conducted. The Sino-Nasal Outcome Test-20 (SNOT-20) survey was performed and the score obtained was compared before and 1 month after the procedure. Results: The LDDs were used for an average of 80 days. During the follow-up, only three patients had a mild complication with the device (granuloma in the punctum, obstruction, and early extrusion). The mean baseline SNOT-20 score dropped significantly ( p = 0.015) from 25.85 to 11.57 (mean: - 14.29) 1 month after the procedure. Conclusion: According to our experience and results, the use of LDD is a novel, feasible, and less invasive technique to treat refractory CRS. It reduces the risk of mucosal stripping, provides short-term outcomes, and the surgical procedure does not require advanced training in endoscopic sinus surgery. Moreover, it can be performed in-office under local anesthesia or sedation (AU)

Sistemas de entrega de fármacos autoemulsificables: una plataforma de desarrollo alternativa para la industria farmacéutica colombiana / Self-emulsifying drug delivery systems (SEDDS): an alternative development platform for the Colombian pharmaceutical industry

RESUMEN Los grandes avances tecnológicos en la industria farmacéutica, que involucran el uso de la química combinatoria y el cribado de alto rendimiento, han conllevado al descubrimiento de muchas entidades químicas candidatas a fármacos que presentan baja solubilidad acuosa, debido a su elevada complejidad molecular, lo que hace difícil el desarrollo de productos con estas sustancias. Los sistemas de entrega de fármacos autoemulsificables (SEDDS) han generado un interés para el desarrollo farmacéutico porque son una alternativa efectiva para mejorar la biodisponibilidad de fármacos poco solubles en agua. Para describir el estado de conocimiento sobre estos sistemas se realizó una revisión sistemática en diferentes bases de datos sobre la literatura relacionada con los SEDDS a nivel nacional e internacional, logrando así describir los aspectos más relevantes sobre los SEDDS (tipos, composición, mecanismos para aumentar biodisponibilidad, caracterización, formulaciones). A pesar de las numerosas investigaciones realizadas durante los últimos años que muestran el potencial de los SEDDS para mejorar la biodisponibilidad de los fármacos poco solubles en agua, se pudo evidenciar que solo algunas sustancias activas han sido incluidas en estos sistemas y comercializadas exitosamente, esto debido a algunas limitaciones que indican la necesidad de un mayor entendimiento sobre estos sistemas.

SUMMARY The great technological advances within the pharmaceutical industry that involve the use of combinatorial chemistry and high-throughput screening have led to the discovery of many chemical entities that are candidates for drugs that have poor water solubility due to their high molecular complexity, which makes it difficult the development of products with these substances. Self-emulsifying Drug Delivery Systems (SEDDS) have gained an interest in pharmaceutical development, showing to be an effective alternative to improve the poorly water-soluble drugs' bioavailability. In order to describe the state of knowledge about these systems, a systematic review was carried out in different databases about the literature related to SEDDS at a national and international level, describing the most relevant issues about SEDDS (types, composition, mechanisms to improve bioavailability, characterization, formulations). Despite the several investigations carried out during past years showing SEDDS potential to improve the bioavailability of poorly water-soluble drugs, it was evident that only a few active substances have been included in these systems and successfully commercialized, due to some limitations that indicate the need for a greater understanding about these systems.

Incorporation of the antitumor drug miltefosine into polymeric micelles / Desenvolvimento de nanoestruturas poliméricas para encapsulação do antitumoral miltefosina

Miltefosine (hexadecylphosphocholine, HePC), a synthetic antitumor designed from natural phospholipids, is clinically approved for cutaneous metastases of breast cancer and cutaneous lymphoma. This drug acts mainly at cellular membrane level, where it accumulates and interferes with lipid metabolism and lipid-dependent signaling pathways leading the cells to apoptosis. However, HePC systemic and peroral administration induces hemolysis and mucosal toxicity, respectively. To overcome these limitations, we investigated the protective properties of colloidal polymeric micelles (PM) composed by Pluronics, triblock copolymers of poly(ethylene oxide) and poly(propylene oxide). We found that both Pluronic composition and concentration modulate the hemolytic profile of incorporated drug (HePC-PM) by increasing the drug amount to cause in vitro hemolysis. Moreover, small-angle X-ray scattering (SAXS) was used to assess structural information of interactions between HePC and PM. Additionally, we showed that HePC-PM prevented mucosal irritation, decreasing bleeding and lysis of blood vessels in a chicken chorioallantoic membrane model. Interestingly, HePC-PM increased the in vitro selective cytotoxicity against cervix tumor cells rather healthy fibroblasts, suggesting a differential uptake of these nanostructures by tumor cells. Furthermore, we also found that HePC induces cytotoxicity and decrease cell survival, migration and proliferation in osteosarcoma cells in vitro. We showed that cytotoxicity by HePC is associated with caspase-3 activation, DNA fragmentation, apoptotic-like bodys formation and inhibition of both constitutive and cytokine-stimulated Akt/PKB phosphorylation. HePC-PM clearly reduces the drug cytotoxic effects. Finally, we demonstrated that Pluronic F127 polymeric micelles are efficient for cargo delivering the encapsulated drug preferentially into tumor cells rather than healthy cells. These findings together suggest that Pluronic F127 PM reduce drug side effects and provide a potential alternative for systemic delivery of HePC, as well as other amphiphilic drugs

Miltefosina (hexadecilfosfocolina, HePC), um fármaco antitumoral sintético desenvolvido a partir de fosfolipídios naturais, é clinicamente aprovada para o tratamento tópico de metástases de câncer de mama e linfomas cutâneos. Atua principalmente nas membranas celulares, onde se acumula e interfere no metabolismo lipídico e nas vias de sinalização dependentes de lipídios levando as células à apoptose. No entanto, quando administrada sistemicamente ou oralmente a HePC induz hemólise e toxicidade de mucosas, respectivamente. Para superar estas reações adversas investigamos os efeitos protetores conferidos por micelas poliméricas coloidais (PM) compostas por Pluronics, copolímeros tribloco de poli(óxido de etileno) e poli(óxido de propileno). Inicialmente, encontramos que a composição e concentração do Pluronic modulam o perfil hemolítico do fármaco encapsulado (HePC-PM), aumentando a quantidade necessária de HePC para causar hemólise in vitro. Além disso, utilizamos o espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS) para obter informações estruturais das interações entre HePC e PM. Em seguida, mostramos que HePC-PM preveniu a irritação da mucosa, diminuindo a hemorragia e a vasoconstricção em membrana corioalantóica de ovos embrionados. Estudos in vitro demonstraram que a HePC-PM aumentou seletivamente a citotoxicidade contra células de carcinoma HeLa em relação a fibroblastos saudáveis, sugerindo captação diferencial dessas nanoestruturas pelas células tumorais. Além disso, relatamos que, in vitro, a HePC induz citotoxicidade, diminui a sobrevivência, migração e proliferação osteossarcomas. Esta citotoxicidade está associada à ativação da caspase-3, fragmentação do DNA, formação de corpos apoptóticos e inibição da fosforilação de Akt/PKB. Adicionalmente, HePC-PM reduz os efeitos citotóxicos nestas linhagens. Finalmente, demonstramos que as micelas poliméricas de Pluronic F127 são eficientes para a entrega intracelular fármacos preferencialmente em células tumorais, e em menor grau em células saudáveis. Em conjunto, os dados sugerem que este sistema nanoestruturado reduz a toxicidade da HePC e representa uma alternativa potencial para a administração sistêmica deste e de outros fármacos anfifílicos

Drug delevery assistido por lasers: revisão / Drug delevery assistido por lasers: revisão

A via tópica de entrega de medicamentos é essencial na dermatologia. O drug delivery otimiza a penetração de medicamentos e, realizado por lasers, ocorre de forma uniforme e controlada. O grau de evidência do drug delivery está em investigação para diversos medicamentos. Além disso, a técnica é excelente associação com a atuação dos lasers para rejuvenescimento e para tratamento de doenças dermatológicas. Conclusão: O uso de lasers para drug delivery é promissor: enquanto algumas substâncias possuem estudos clínicos que permitem indicar sua realização, outras necessitam de estudos controlados e com maior tempo de seguimento para sua avaliação.

The topical route for the delivery of drugs is essential in dermatology: it optimizes the penetration of medicaments, and when performed with the assistance of lasers, it takes place in a uniform and controlled manner. The degree of evidence of drug delivery is being investigated for many drugs. Moreover, the technique combines outstandingly with lasers for rejuvenation and treatment of skin diseases. It is therefore possible to conclude that the use of lasers for drug delivery is promising. While there are clinical studies on some substances that allow their indication and use, others require further controlled analyses, with longer follow-up periods, aimed at allowing thorough evaluations.

Advances in the use of nanocarriers for cancer diagnosis and treatment / Avanços na utilização de nanocarreadores no tratamento e no diagnóstico de câncer

ABSTRACT The use of nanocarriers as drug delivery systems for therapeutic or imaging agents can improve the pharmacological properties of commonly used compounds in cancer diagnosis and treatment. Advances in the surface engineering of nanoparticles to accommodate targeting ligands turned nanocarriers attractive candidates for future work involving targeted drug delivery. Although not targeted, several nanocarriers have been approved for clinical use and they are currently used to treat and/or diagnosis various types of cancers. Furthermore, there are several formulations, which are now in various stages of clinical trials. This review examined some approved formulations and discussed the advantages of using nanocarriers in cancer therapy.

RESUMO A utilização de nanocarreadores como sistemas de entrega de drogas para agentes terapêuticos ou de imagem pode aumentar as propriedades farmacológicas dos compostos normalmente utilizados no tratamento e diagnóstico de câncer. Avanços em engenharia de superfície de nanopartículas para a acomodação de ligantes alvo têm feito dos nanocarreadores candidatos atrativos para um futuro trabalho envolvendo entrega de droga direcionada. Embora não direcionados, muitos nanocarreadores terapêuticos foram aprovados para uso clínico no tratamento e/ou diagnóstico de vários tipos de câncer. Além disso, há várias outras formulações que se encontram agora em estágio de testes clínicos. Este artigo de revisão examinou algumas formulações aprovadas e discutiu as vantagens da utilização de nanocarreadores na terapia de câncer.

Inhalation therapy in mechanical ventilation / Terapia inalatória em ventilação mecânica

Patients with obstructive lung disease often require ventilatory support via invasive or noninvasive mechanical ventilation, depending on the severity of the exacerbation. The use of inhaled bronchodilators can significantly reduce airway resistance, contributing to the improvement of respiratory mechanics and patient-ventilator synchrony. Although various studies have been published on this topic, little is known about the effectiveness of the bronchodilators routinely prescribed for patients on mechanical ventilation or about the deposition of those drugs throughout the lungs. The inhaled bronchodilators most commonly used in ICUs are beta adrenergic agonists and anticholinergics. Various factors might influence the effect of bronchodilators, including ventilation mode, position of the spacer in the circuit, tube size, formulation, drug dose, severity of the disease, and patient-ventilator synchrony. Knowledge of the pharmacological properties of bronchodilators and the appropriate techniques for their administration is fundamental to optimizing the treatment of these patients.

Pacientes com doenças pulmonares obstrutivas frequentemente necessitam de suporte ventilatório através de ventilação mecânica invasiva ou não invasiva, dependendo da gravidade da exacerbação. O uso de broncodilatadores inalatórios pode reduzir significativamente a resistência das vias aéreas, contribuindo para a melhora da mecânica respiratória e da sincronia do paciente com o respirador. Apesar dos diversos estudos publicados, pouco se conhece sobre a eficácia dos broncodilatadores rotineiramente prescritos para pacientes em ventilação mecânica ou sobre sua distribuição pulmonar. Os agonistas beta-adrenérgicos e as drogas anticolinérgicas são os broncodilatadores inalatórios mais usados em UTIs. Muitos fatores podem influenciar no efeito das drogas broncodilatadoras, entre eles o modo ventilatório, a posição do espaçador no circuito, o tamanho do tubo, a formulação/dose da droga, a gravidade da doença e a sincronia do paciente. O conhecimento das propriedades farmacológicas das drogas broncodilatadoras e das técnicas adequadas para sua administração são fundamentais para otimizar o tratamento desses pacientes.

Nanomedicine and therapy of lung diseases / Nanomedicina e terapia de doenças pulmonares

The use of nanotechnology has significantly increased in different fields of science, including the development of drug delivery systems. Currently, the most modern pharmaceutical nanocarriers, such as liposomes, micelles, nanoemulsions and polymeric nanoparticles, demonstrate extremely useful properties from the point of view of drug therapy. In this context, the development of nanocarriers for pulmonary application has been much debated by the scientific community in recent decades. Although research on the use of nanoparticles for pulmonary application are still in the initial phase, the studies conducted to date suggest that the development of drug delivery systems for systemic or local treatment of diseases that affect the respiratory system may be promising.

O uso da nanotecnologia tem aumentado significativamente em diversas áreas da ciência. Entre elas, está o desenvolvimento de sistemas de liberação de medicamentos. Atualmente, os nanocarreadores farmacêuticos mais modernos, como os lipossomas, as micelas, as nanoemulsões e as nanopartículas poliméricas, demonstram propriedades extremamente úteis do ponto de vista farmacoterápico. Nesse contexto, o desenvolvimento de nanocarreadores para aplicação pulmonar tem sido um tema amplamente debatido pela comunidade científica nas últimas décadas. Embora as pesquisas sobre o uso de nanopartículas para aplicação pulmonar ainda estejam em fase inicial, estudos realizados até hoje sugerem que o delineamento de sistemas de liberação de medicamentos para o tratamento sistêmico ou local de doenças que afetam o sistema respiratório, pode ser promissor no desenvolvimento de novas terapias de doenças pulmonares.

Nanotechnology in Dermatology

The scientific community and general public have been exposed to a series of achievements attributed to a new area of knowledge: Nanotechnology. Both abroad and in Brazil, funding agencies have launched programs aimed at encouraging this type of research. Indeed, for many who come into contact with this subject it will be clear the key role that chemical knowledge will play in the evolution of this subject. And even more, will see that it is a science in which the basic structure is formed by distilling different areas of inter-and multidisciplinary knowledge along the lines of new paradigms. In this article, we attempt to clarify the foundations of nanotechnology, and demonstrate their contribution to new advances in dermatology as well as medicine in general. Nanotechnology is clearly the future. .

Avaliação clínica de duas ke0 no mesmo modelo farmacocinético de propofol: estudo da perda e recuperação da consciência / Clinical evaluation of two ke0 in the same pharmacokinetic propofol model: study on loss and recovery of consciousness / Evaluación clínica de dos ke0 en el mismo modelo farmacocinético de propofol: estudio de la pérdida y de la recuperación de la conciencia

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: A constante de equilíbrio entre o plasma e o sítio efetor (ke0) é utilizada pelos modelos farmacocinéticos para prever a concentração do fármaco em seu local de ação (Ce). Seria interessante que a Ce de propofol fosse semelhante na perda e na recuperação da consciência. O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho clínico de duas diferentes ke0 (rápida = 1,21 min-1 e lenta = 0,26 min-1) com relação à Ce durante a perda e a recuperação da consciência, usando o modelo farmacocinético de Marsh. MÉTODO: Participaram deste estudo 20 voluntários adultos sadios do sexo masculino. Em todos os voluntários, administrou-se propofol em regime de infusão alvo-controlada, modelo farmacocinético de Marsh ke0 rápida e, em outra oportunidade, usou-se o mesmo modelo farmacocinético com a ke0 lenta. Inicialmente, o propofol foi infundido em concentração-alvo plasmática de 3,0µg.mL-1. A perda de consciência e a recuperação de consciência basearam-se na resposta ao estímulo verbal. A Ce foi anotada no momento da perda e da recuperação da consciência. RESULTADOS: Na perda e na recuperação da consciência a Ce pela ke0 rápida foi diferente (3,64 ± 0,78 e 1,47 ± 0,29µg.mL-1, respectivamente, p < 0,0001), enquanto com a ke0 lenta a Ce foi semelhante (2,20 ± 0,70 e 2,13 ± 0,43µg.mL-1, respectivamente, p = 0,5425). CONCLUSÕES: Do ponto de vista clínico, a ke0 lenta (0,26 min-1) incorporada ao modelo farmacocinético de Marsh apresentou melhor desempenho que a ke0 rápida (1,21 min-1), uma vez que a concentração de propofol prevista em seu local de ação na perda e recuperação da consciência foi semelhante.

BACKGROUND AND OBJECTIVE: The constant equilibrium between the plasma and effect site (ke0) is used by pharmacokinetic models to calculate a drug concentration in its site of action (Ce). It would be interesting if Ce of propofol was similar at loss and recovery of consciousness. The objective of this study was to evaluate the clinical performance of two different ke0 (fast = 1.21 min-1, and slow = 0.26 min-1) in relation to Ce during loss and recovery of consciousness using Marsh pharmacokinetic model. METHODS: Twenty healthy adult male volunteers participated in this study. In all volunteers propofol was administered as target-controlled infusion, Marsh pharmacokinetic model for fast ke0 and, at a different time, the same pharmacokinetic model with slow ke0 was used. Initially, propofol was infused with a serum target-controlled infusion of 3.0 µg.mL-1. Loss of consciousness and recovery of consciousness were based on response to verbal stimulus. Ce was recorded at the moment of loss and recovery of consciousness. RESULTS: On loss and recovery of consciousness, the Ce for fast ke0 was different (3.64 ± 0.78 and 1.47 ± 0.29 µg.mL-1, respectively, p < 0.0001), while with slow ke0 the Ce was similar (2.20 ± 0.70 and 2.14 ± 0.43 µg.mL-1, respectively, p = 0.5425). CONCLUSIONS: Clinically, the slow ke0 (0.26 min-1) incorporated in the Marsh pharmacokinetic model showed better performance than the fast ke0 (1.21 min-1), since the calculated concentration of propofol at the effect site on loss and recovery of consciousness was similar.

JUSTIFICATIVA Y OBJETIVOS: La constante de equilibrio entre el plasma y el sitio efector (ke0), se usa por los modelos farmacocinéticos para prever la concentración del fármaco en su región de acción (Ce). Sería interesante que el Ce de propofol fuese similar en la pérdida y en la recuperación de la conciencia. El objetivo de este estudio, fue evaluar el desempeño clínico de dos diferentes ke0 (rápida = 1,21 min-1 y lenta = 0,26 min-1), con relación a la Ce durante la pérdida y la recuperación de la conciencia, usando el modelo farmacocinético de Marsh. MéTODO: Participaron en este estudio, 20 voluntarios adultos sanos del sexo masculino. A todos los voluntarios se les administró propofol en régimen de infusión objeto controlada, modelo farmacocinético de Marsh ke0 rápida y en otro momento, se usó el mismo modelo farmacocinético con a ke0 lenta. Inicialmente, el propofol se infundió en concentración-objeto plasmática de 3,0 µg.mL-1. La pérdida de la conciencia y la recuperación de la conciencia estuvieron basadas en la respuesta al estímulo verbal. La Ce fue anotada en el momento de la pérdida y de la recuperación de la conciencia. RESULTADOS: En la pérdida y en la recuperación de la conciencia, la Ce por la ke0 rápida, fue diferente (3,64 ± 0,78 y 1,47 ± 0,29 µg.mL-1, respectivamente, p < 0,0001), mientras que con la ke0 lenta la Ce fue parecida (2,20 ± 0,70 y 2,13 ± 0,43 µg.mL-1, respectivamente, p = 0,5425). CONCLUSIONES: Desde el punto de vista clínico, la ke0 lenta (0,26 min-1) incorporada al modelo farmacocinético de Marsh, presentó un mejor desempeño que la ke0 rápida (1,21 min-1), pues la concentración de propofol prevista en su región de acción en la pérdida y en la recuperación de la conciencia fue similar.

Administração cutânea de fármacos: desafios e estratégias para o desenvolvimento de formulações transdérmicas / Cutaneous administration of drugs: challenges and strategies for the development of transdermal formulations

O desenvolvimento de formulações para aplicação na pele é uma estratégia interessante para transportar fármacos cuja ação é a própria pele, representando uma alternativa para superar aspectos indesejados relacionados às características farmacocinéticas e farmacodinâmicas dos fármacos. No entanto, a pele apresenta camadas que formam uma barreira à penetração de fármacos. Desse modo, estratégias têm sido pesquisadas e os modernos estudos farmacêuticos apontam para o uso de métodos físicos e químicos, norteados no desenvolvimento de novas formas farmacêuticas, as quais devem apresentar propriedades físico-químicas e parâmetros farmacotécnicos adequados para o uso transdérmico.

The development of formulations for skin application is a good strategy for the delivery of drugs whose target is the skin itself, which avoids some unwanted effects of treatment arising from the pharmacokinetic and pharmacodynamic properties of drugs. However, the skin has layers that resist the penetration of drugs. Thus, new strategies have been researched and the latest pharmaceutical studies point to the use of physical and chemical methods aimed at the development of new drug delivery systems, exhibiting physicochemical properties and pharmaceutical parameters suitable for transdermal administration.

Farmacologia ocular aplicada no tratamento de doenças do vítreo, retina e coróide / Ocular pharmacology in the treatment of vitreous, retina and choroid diseases

As doenças que acometem o vítreo, retina e coróide são frequentes causas de cegueira irreversível em nosso meio. O aprofundamento do conhecimento científico permitiu o desenvolvimento de novos medicamentos com ação específica na patogênese dessas doenças, com resultados clínicos superiores aos obtidos no passado. O desenvolvimento da farmacologia ocular exige do médico oftalmologista conhecimentos específicos de biologia molecular, bioquímica e epidemiologia. Entretanto, o tratamento farmacológico das doenças oculares tem sido limitado às formas convencionais de administração de fármacos. Através de revisão da literatura sobre farmacologia ocular e vias de administração de medicamentos, os autores apresentam atualização de importantes aspectos relacionados à prática clínica.

Retinal diseases are frequently causes of impaired visual acuity and blindness. Recent progress in ocular pharmacology leads to the development of new promising drugs and better functional outcomes. Drug delivery and local management of diseases affecting the choroid and retina should enable better a natomical and functional outcomes. An overview of ocular pharmacology, emerging drug technologies and drug delivery is provided. Some relevant clinical features are discussed.

In vitro fluoride release and tensile bond Strength of a polymeric intra-buccal bioadhesive / Liberación in vitro de flúor y fuerza de tracción de un bioadhesivo polimérico intra-bucal

The intra-buccal polymeric bioadhesive systems that can stay adhered to the oral soft tissues for drug programmed release, with the preventive and/or therapeutic purpose has been employed for large clinical situations. A system based on hydroxypropyl methyl cellulose/Carbopol 934'/magnesium stearate (HPMC/Cp/StMg) was developed having the sodium fluoride as active principle. This kind of system was evaluated according to its resistance to the removal by means of physical test of tensile strength. Swine buccal mucosa extracted immediately after animals' sacrifice was employed as substrate for the physical trials, to obtain 16 test bodies. Artificial saliva with or without mucin was used to involve the substrate/bioadhesive system sets during the trials. Artificial salivas viscosity was determined by means of Brookfield viscometer, showing the artificial saliva with mucin 10.0 cP, and the artificial saliva without mucin 7.5 cP. The tensile strength assays showed the following averages: for the group "artificial saliva with mucin" - 12.89 Pa, and for the group "without mucin" - 12.35 Pa. Statistical analysis showed no significant difference between the assays for both artificial salivas, and it was possible to conclude that the variable mucin did not interfered with the bioadhesion process for the polymeric devices. The device was able to release fluoride in a safe, efficient and constant way up to 8 hours.

Los sistemas bioadhesivos poliméricos intra-bucales pueden permanecer adheridos a los tejidos blandos orales para una liberación programada de fármacos, con finalidad preventiva y/o propósito terapéutico han sido empleados en diversas situaciones clínicas. Un sistema basado en Hidroxipropilmetilcelulosa/Carbopol934Ô/ estearato de magnesio (HPMC/Cp/StMg) fue desarrollado con fluorato de sodio como principio activo. Este tipo de sistema fue evaluado de acuerdo a su resistencia a la eliminación física por medio de pruebas de resistencia a la tracción. Mucosas bucales de cerdos fueron tomadas inmediatamente después del sacrificio de los animales y se utilizaron como sustrato para las pruebas físicas, obteniendo 16 cuerpos de prueba. Saliva artificial con o sin mucina fue utilizada para participar como parte del sistema sustrato/bioadesivo durante los ensayos. La viscosidad de la saliva artificial, se determinó mediante un viscosímetro Brookfield, mostrando la saliva artificial con mucina 10,0 cP y saliva artificial sin mucina 7,5 cP. Las pruebas de resistencia a la tracción mostraron los siguientes promedios: para la "saliva artificial con mucina" - 12,89 Pa, y para el grupo "sin mucina" - 12,35 Pa. El análisis estadístico no mostró diferencias significativas entre las pruebas de saliva artificial, y es posible concluir que la variable de mucina no interfiere con el proceso de bioadhesión del dispositivo polimérico. El dispositivo fue capaz de liberar fluor de forma segura, eficiente y constante durante un máximo de hasta 8 horas.

Sistemas biodegradáveis contendo acetato de prednisolona para administração orbitária / Biodegradable systems containing prednisolone acetate for orbital administration

OBJETIVO: O presente estudo objetivou o desenvolvimento e a avaliação de um sistema biodegradável de liberação de fármacos com característica de liberação prolongada, destinado à administração orbitária de acetato de prednisolona (AP). MÉTODOS: O sistema desenvolvido, na forma de microesferas (MEs) de poli-e-caprolactona (PCL) contendo o AP, foi obtido pelo método de evaporação de solvente. As MEs foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria diferencial exploratória (DSC), avaliação do teor de encapsulação e pelo perfil de liberação in vitro. O perfil de liberação in vivo foi avaliado em coelhos após administração peribulbar de uma suspensão aquosa das MEs. A biocompatibilidade local do sistema foi verificada por meio de análise histopatológica da região de implantação. RESULTADOS: Após obtenção das MEs, a análise morfológica por MEV mostrou a viabilidade do método de obtenção do sistema. O teor de AP encapsulado foi de 43 ± 7 por cento e pode ser considerado bastante satisfatório. A caracterização do sistema por DSC, além de confirmar a sua estabilidade, não indicou a existência de interação entre o fármaco e o polímero. O estudo de liberação in vitro indicou que o sistema apresenta perfil de liberação prolongada. O estudo in vivo confirmou o perfil de liberação prolongado do AP a partir das MEs, sugerindo, também, a viabilidade do sistema devido à ausência de toxicidade local. CONCLUSÃO: O conjunto dos resultados obtidos neste trabalho é relevante e credencia o sistema desenvolvido como uma possível alternativa ao tratamento de orbitopatias inflamatórias.

PURPOSE: The present study aimed to evaluate an injectable extended-release formulation of prednisolone acetate (PA) for orbital administration. METHODS: Microspheres (MEs) of poly-e-caprolactone (PCL) containing PA were developed by the method of solvent evaporation. The MEs obtained were characterized by scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC), encapsulation efficiency and in vitro release profile. The in vivo release profile was evaluated in rabbits after periocular injection of an aqueous suspension of MEs. The local biocompatibility of the system was verified by histopathologic analysis of the deployment region. RESULTS: After MEs preparation, morphological analysis by SEM showed the feasibility of the employed method. The content of PA encapsulated was 43 ± 7 percent and can be considered as satisfactory. The system characterization by DSC technique, in addition to confirm the system stability, did not indicate the existence of interaction between the drug and the polymer. The in vitro release study showed the prolonged-release features of the developed system. Preliminary in vivo study showed the absence of local toxicity and confirmed the prolonged release profile of PA from MEs, suggesting the viability of the developed system for the treatment of orbital inflammatory diseases. CONCLUSION: The results obtained in this work are relevant and accredit the system developed as a possible alternative to the treatment of inflammatory orbitopathy.

Metronidazole-containing gel for the treatment of periodontitis: an in vivo evaluation

The aim of this investigation was to monitor metronidazole concentrations in the gingival crevicular fluid (GCF) collected from periodontal pockets of dogs after treatment with an experimental 15 percent metronidazole gel. Five dogs had periodontitis induced by cotton ligatures placed subgingivally and maintained for a 30-day period. After the induction period, only pockets with 4 mm or deeper received the gel. Each pocket was filled up to the gingival margin by means of a syringe with a blunt-end needle. GCF was collected in paper strips and quantified in an electronic device before and after 15 minutes, 1 h, 6 h, 24 h and 48 h of gel administration. The GCF samples were assayed for metronidazole content by means of a high performance liquid chromatography method. Concentrations of metronidazole in the GCF of the 5 dogs (mean ± SD, in µg/mL) were 0 ± 0 before gel application and 47,185.75 ± 24,874.35 after 15 minutes, 26,457.34 ± 25,516.91 after 1 h, 24.18 ± 23.11 after 6 h, 3.78 ± 3.45 after 24 h and 3.34 ± 5.54 after 48 h. A single administration of the 15 percent metronidazole gel released the drug in the GCF of dogs in levels several-fold higher than the minimum inhibitory concentration for some periodontopathogens grown in subgingival biofilms for up to one hour, but metronidazole could be detected in the GCF at least 48 hours after the gel application.