Safety assessment of complex benzoic acid using in vitro permeation assays with pig skin in Franz cells / Evaluación de seguridad del ácido benzoico complejado empleando ensayos de permeación in vitro con piel de cerdo en celdas de Franz

SUMMARY Franz cells are one of the main tools to evaluate the transepithelial permeation of compounds through the performance of in vitro tests, these allows inferring the safety behavior of a compound in the skin. The objective of this research was to determine the permeation behavior of benzoic acid from complexes with polyelectrolytes (EuB 75 Cl 25 EuB 100), compared to benzoic acid without complexing, to infer its safety behavior. In a first phase, skin storage conditions were established comparatively evaluating the diffusion parameters (flow and permeation constant) and transepithelial water loss, using ears skin of freshly slaughtered pigs, stored in 1M NaCl at -2 °C for 3 days; it was worked under infinite doses conditions. Subsequently, the permeation test of two complexes between Eudragit E and benzoic acid, in comparison with benzoic acid, was carried out under finite dose conditions. The benzoic acid quantification was performed with an analytical method validated by HPLC-DAD. The results showed no significant differences showing that biological samples can be stored for 72 h under the conditions described. The permeation behavior of the complexed benzoic acid with respect to the free benzoic acid showed a better safety profile, since there was a lower permeation for the first case. These results show that complexation of benzoic acid could decrease the sensitivity reactions that it normally presents, based on the decrease in its permeation.

RESUMEN Las celdas de Franz son una de las herramientas para evaluar la permeación transe-pitelial de compuestos mediante la realización de ensayos in vitro, estos permiten inferir el comportamiento de seguridad de un compuesto en la piel. El objetivo de esta investigación fue determinar el comportamiento de permeación del ácido benzoico a partir de complejos con polielectrolitos (EuB 75 Cl 25 EuB 100) en comparación con el ácido benzoico sin complejar, para inferir su comportamiento de seguridad. En una primera fase, se establecieron las condiciones de almacenamiento de la piel comparando los parámetros de difusión (flujo y constante de permeación) y pérdida de agua transepitelial, empleando piel de orejas de cerdos recién sacrificados, almacenadas en NaCl 1M a -2°C por 3 días; se trabajó bajo condiciones de dosis infinitas. Posteriormente, se realizó el ensayo de permeación de dos complejos entre ácido benzoico y Eudragit E, en comparación con el ácido benzoico, bajo condiciones de dosis finitas. La cuantificación del ácido benzoico fue realizada con un método analítico validado por HPLC-DAD. Los resultados evidenciaron que las muestras biológicas pueden almacenarse durante 72 h en las condiciones descritas. El comportamiento de permeación del ácido benzoico complejado respecto al ácido benzoico libre demostró tener un mejor perfil de seguridad, puesto que hubo una menor permeación para el primer caso. Estos resultados demuestran que la complejación del ácido benzoico podría disminuir las reacciones de sensibilidad que normalmente este presenta, basándose en la disminución de su permeación.

Desarrollo y validación de un método de cromatografía gaseosa para la determinación de mentol, salicilato de metilo, timol y ácido benzoico en solución antiséptica / Development and validation of a gas chromatographic method for the determination of menthol, methyl salicylate, thymol, and benzoic acid in antiseptic solution

RESUMEN Se desarrolló y validó un método por cromatografía gaseosa para la cuantificación simultánea de mentol (MT), salicilato de metilo (SM), timol (TM) y ácido benzoico (AB) en una solución antiséptica bucal. Se utilizó una columna DB-WAX y dietilenglicol como estándar interno. Se determinó la linealidad en un intervalo de concentraciones de 64,00 a 96,00 µg/mL (MT), 80,00 a 120,00 µg/mL (SM), 96,00 a 144,00 µg/mL (TM) y 48,00 a 72,00 µg/mL (AB), obteniendo coeficientes de correlación superiores a 0,999, y coeficientes de variación de los factores de respuestas de 1,18, 1,95, 3,52 y 1,48%, respectivamente. Se establecieron límites de detección de 0,51; 1,14; 3,34 y 1,402 ng/mL para el MT, SM, TM y AB, respectivamente, mientras los límites de cuantificación fueron de 1,45, 3, 43, 9, 73 y 4, 36 ng/mL en cada caso. Los porcentajes de recuperación fueron de 100,03, 99, 31, 99, 92 y 100,12; con coeficientes de variación de 0,42, 0,79, 0,66 y 0,76% para cada caso. El método fue lineal, exacto, preciso y selectivo para la determinación de los analitos en el control de calidad.

SUMMARY A method was developed and validated by gas chromatography for the simultaneous quantification of menthol (MT), methyl salicylate (SM), thymol (TM) and benzoic acid (AB) in an oral antiseptic solution. A DB-WAX column and diethylene glycol was used as internal standard. Linearity was determined in a concentration range of 64.00 to 96.00 µg/mL (MT), 80.00 to 120.00 µg/mL (SM), 96.00 to 144.00 µg/mL (TM) and 48.00 to 72.00 µg/mL (AB) achieving correlation coefficients greater than 0.999, and coefficients of variation of the response factors of 1.18, 1.95, 3.52 and 1.48%, respectively. Detection limits were established: 0.51, 1.14, 3.34 and 1.402 ng/mL for MT, SM, TM, and AB, respectively, while the quantification limits were 1.45, 3.43, 9.73 and 4.36 ng/mL in each case. Recovery percentages were 100.03, 99.31, 99.92 and 100.12; with coefficients of variation of 0.42, 0.79, 0.66 and 0.76% for each case. The method was linear, accurate, precise, and selective for the determination of analytes in quality control.

Análisis por FTIR y DSC de complejos polielectrolito entre Eudragit® E100 y ácido benzoico como evidencia de hidrólisis de los grupos éster del polímero / FTIR and DSC analysis of polyelectrolyte complexes between Eudragit® E100 and benzoic acid as evidence of hydrolysis of the polymer ester groups

RESUMEN La obtención de complejos polielectrolito entre el polímero catiónico Eudragit® E100 y moléculas aniónicas, con neutralización adicional de un ácido inorgánico, ha sido una práctica recurrente en el área de investigación de estos sistemas de liberación controlada. En el presente trabajo se buscó estudiar el efecto de la adición del ácido fuerte en el polímero, para ello se llevó a cabo la obtención por evaporación de solvente de diez complejos (de diferente composición entre Eudragit® E100 y ácido benzoico o ácido clorhídrico) y de cuatro ionómeros (sin el activo), a los cuales se les realizó análisis por FTIR y DSC. Los resultados demostraron la obtención de los respectivos complejos polielectro-lito y de los ionómeros; además los espectros de FTIR revelaron la relación directa entre la reacción de hidrólisis de los grupos ésteres del polímero y la proporción de HCl adicionada. Los termogramas, por su parte, evidenciaron la existencia de una reacción en el polielectrolito (PE), la cual se favoreció en aquellas composiciones en las que el proceso de hidrólisis ocurrió en mayor magnitud. El proceso de hidrólisis que se describe en el presente estudio debe tenerse en consideración en las futuras investigaciones en el campo, ya que su ocurrencia podría tener implicaciones en las diversas variables que se evalúan en este tipo de sistemas.

SUMMARY Polyelectrolyte complexes obtention between Eudragit® E100 (cationic polymer) and anionic molecules with additional neutralization of inorganic acids is a common practice in the development of these systems. In the present work the addition of strong acid effect on polymer structure was evaluated through FTIR and DSC analysis of a set of ten complexes with different composition (between Eudragit® E100 and benzoic acid) and four ionomers (without the preservative) obtained by solvent evaporation technique. Results demonstrated the complexes and ionomers formation. FTIR spectra revealed direct relationship between polymer ester groups hydrolysis reaction and the amount of HCl added. The thermograms, on the other hand, evidenced the existence of a reaction in the polyelectrolyte, which was favored in those compositions with more hydrolysis process. The degradation reaction described in this study should be taken into consideration in future research, since its occurrence could have implications in variables evaluated in this type of systems.

Validación de una metodología analítica por HPLC-DAD para la cuantificación de ácido benzoico complejado, en un ensayo de permeación transdérmica in vitro empleando piel de cerdo / Validation of an analytical methodology by HPLC-DAD for the quantification of complexed benzoic acid, in an in vitro transdermal permeation assay using pig skin

RESUMEN En el presente estudio se realizó la validación de una metodología analítica por cromatografía líquida de alta eficiencia con detector de arreglo de diodos (HPLC-DAD) para la cuantificación del ácido benzoico en complejos polielectrolíticos, obtenidos con Eudragit® E100. Para ello se evaluaron las características de desempeño determinando que la metodología es selectiva; lineal en el rango de concentraciones de 2 a 10 fíg/mL; precisa con un RSD inferior a un 2%; exacta con un porcentaje de recuperación de un 98,7% y se establecieron límites de cuantificación (LOQ) de 0,72 y de 1,56 (g/mL para el sistema y método respectivamente. De acuerdo a estos resultados, la metodología analítica es adecuada para evaluar la permeación in vitro, del ácido benzoico incluido en los complejos polielectrolíticos a través de piel porcina, empleando celdas de Franz.

SUMMARY This paper presents the studies carried out about the validation of an analytical methodology by high performance liquid chromatography with diode array detector (HPLC-DAD) for the quantification of benzoic acid in polyelectrolyte complexes obtained with Eudragit® E100. Performance characteristics of the methodology were evaluated, finding that this is selective; linear in the concentration range of 2 to 10 (g / mL; accurate with a RSD of less than 2%, exact with a recovery percentage of 98.7% and quantification limits of 0.72 and 1.56 fig / mL were established for the system and method respectively. According with this results, the analytical methodology is adequate to evaluate the in vitro permeation of benzoic acid, in polyelectrolyte complexes, through porcine skin in Franz cells.

Estandarización de celdas de Franz para la realización de ensayos de liberación de fármacos a partir de complejos con polielectrolitos / Standardization of Franz cells to evaluate drugs release from drug-polyelectrolyte complexes

En el presente estudio se realizó la estandarización de las condiciones de operación de algunas celdas de Franz, sistema que permite realizar la evaluación de la liberación de compuestos biológicamente activos como una de sus aplicaciones. Para ello se seleccionaron y caracterizaron dos complejos obtenidos entre Eudragit® y ácido benzoico como modelos a emplear, de acuerdo con su solubilidad. Se evaluó su comportamiento de liberación en diferentes condiciones operacionales del ensayo y los resultados se evaluaron empleando el modelo de Korsmeyer-Peppas y el análisis estadístico correspondiente. El análisis de Korsmeyer-Peppas demostró que el mecanismo de liberación del ácido benzoico se ajusta a la ley de difusión de Fick, en algunos casos. Las condiciones operacionales definidas para el ensayo de liberación en las celdas de Franz fueron las siguientes: la concentración del ácido benzoico en la dispersión de complejo en el compartimento donor, 0,07%; la velocidad de agitación, 400 rpm; el volumen de muestreo, 1 mL y la frecuencia de muestreo según un esquema determinado. Se demostró la reproducibilidad del ensayo de liberación en las condiciones operacionales definidas, mediante análisis de varianza.

This paper presents the studies carried out about the standardization of the operational conditions of some Franz Cells; this system allows evaluating the drug release, among others. To this purpose, two Eudragit E- benzoic acid complexes were selected and characterized, as models due to their solubility. After that, the outstanding operational variables were established and evaluated at different levels. The delivery profiles analysis applying the Korsmeyer-Peppas model showed that the release mechanism of benzoic acid was Fick diffusion, in some cases. The operational conditions: benzoic concentration in the complex dispersion in the donor compartment, 0,07%; agitation speed, 400 rpm; volume (1 mL) and frequency sampling according to specific scheme, were determined. The delivery assay reproducibility was demonstrated in the established operational conditions by statistically analysis (ANOVA).

Porcas lactantes alimentadas com dietas contendo silagem de grãos úmidos de milho e ácidos orgânicos / Lactating sows fed with high moisture corn diets and organic acids

Um experimento foi realizado para avaliar o desempenho de porcas lactantes e suas leitegadas alimentadas com dietas contendo silagem de grãos úmidos de milho com ou sem ácidos orgânicos. Foram utilizadas 15 porcas híbridas em um delineamento de blocos ao acaso com três tratamentos (dieta controle, dieta com adição de 0,5% de ácido benzóico e dieta com adição de 0,5% de ácido fumárico) com cinco repetições cada. As dietas elaboradas com silagem de grãos úmidos de milho com ácido benzóico ou ácido fumárico não alteraram (P>0,05) a espessura de toucinho e o consumo médio diário de ração. O ganho médio diário (0,22kg) e o peso vivo médio ao desmame (6,2kg) dos leitões não diferiram (P>0,05) entre os tratamentos. A adição dos ácidos fumárico e benzóico nas dietas elaboradas com silagem de grãos úmidos de milho não altera os desempenhos de porcas lactantes e de suas leitegadas.

An experiment was carried out to evaluate the performance of lactating sows and their piglets fed with high moisture corn diets with or without organic acids. Fifteen sows were used in a randomized complete block with three treatments (control diet; control diet with 0.5% of benzoic acid; control diet with 0.5% of fumaric acid) with five replications each. The diets were elaborated within a 24h period. Diets elaborated with high moisture corn with benzoic or fumaric acids did not modify (P>0.05) the backfat thickness and the average daily feed intake. The average daily weight gain (0.22kg) and average weaning live weight (6.2kg) of piglets were not influenced (P>0.05) between treatments. The addition of organic acids in diets containing high moisture corn does not alter the performance of lactating sows and piglets.

Control of brown spot pathogen of rice (Bipolaris oryzae) using some phenolic antioxidants / Controle da macha-parda do arroz (Bipolaris oryzae) pelo emprego de antioxidantes fenólicos

Bipolaris oryzae is the causal agent of rice brown spot disease and is responsible for significant economic losses. In order to control this disease, three phenolic antioxidants were tested (salicylic acid, benzoic acid and hydroquinone). The antifungal activity of the tested substances were investigated against B. oryzae at different concentrations in vitro, as well as the efficacy of their exogenous application in controlling rice brown spot disease under field conditions. In vitro, benzoic acid or salicylic acid at 9 mM completely inhibited the growth of B. oryzae. Under field conditions, spraying of benzoic acid at 20 mM led to a significant reduction in disease severity (DS) and disease incidence (DI) on the plant leaves, in addition to a significant increase in the grain yield and its components. Some biochemical responses were also detected, where the application of the previous treatment led to a significant increase in the total photosynthetic pigments (chlorophyll a and b and carotenoids) in rice leaves and in the total carbohydrate and protein contents of the yielded grains.

Bipolaris oryzae é o agente causador da doença mancha-parda do arroz e é responsável por significativas perdas econômicas. Três antioxidantes fenólicos (ácido salicílico, ácido benzóico e hidroquinona) foram avaliados para o controle dessa doença do arroz. A atividade antifúngica destes compostos foi avaliada in vitro contra B. oryzae em diferentes concentrações e a eficiência de sua aplicação exógena no controle da mancha-parda foi avaliada em condições de campo. Nos ensaios in vitro, os ácidos benzóico e salicílico a 9 mM inibiram completamente a multiplicação de B. oryzae. Em condições de campo, a aspersão de ácido benzóico a 20 mM causou uma redução significativa na gravidade e incidência da doença na folhas da planta, além de aumentar significativamente o rendimento dos grãos e seus componentes. Algumas respostas bioquímicas foram também observadas, verificando-se que a aplicação do tratamento prévio causou um aumento significativo nos pigmentos fotossintéticos totais (clorofila a e b e carotenóides) nas folhas e no conteúdo de carboidratos e proteínas nos grãos.

Níveis de conservadores intencionais em sucos naturais de frutas comercializadas no Brasil / Levels of preservative substances intencionally added to natural fruit juices sold in Brazil

Quatrocentos e setenta e três amostras de sucos naturais de frutas do tipo integral, correspondentes a 19 diferentes sabores de 28 marcas comercializadas no Brasil, foram analisadas para a determinação dos níveis de dióxido de enxofre e de ácido benzoico. Os teores de dióxido de enxofre variaram desde valores abaixo de 10mg/kg (limite de detecção do método analítico empregado) até 1,439mg/kg. Cinquenta e um por cento das amostras analisadas encontravam-se em desacordo com as disposições legais em vigor por apresentarem teores de dióxido de enxofre superiores ao limite máximo tolerado pela legislação brasileira, que é de 200mg/kg. Com respeito ao conservador, ácido benzoico, somente 6 amostras apresentaram teores ligeiramente superiores ao limite permitido, de 1.000mg/kg (AU).