Nanocristais de flubendazol: preparação e caracterização físico-química / Flubendazole nanocrystals: preparation and physical-chemical characterization

Os nanocristais são partículas de fármacos cristalinos, com tamanho médio na faixa de submicrons, geralmente entre 200 e 500 nm, estabilizados por agentes estéricos ou eletrostáticos adsorvidos na superfície das partículas do fármaco. Sua dimensão reduzida proporciona propriedades especiais, como a adesividade às mucosas e o aumento de área superficial e da solubilidade de saturação, o que melhora significativamente a biodisponibilidade de fármacos pouco solúveis em água. Outra aplicação emergente dos nanocristais é na melhoria da entrega e da retenção de fármacos em tecidos e células tumorais. Estudos demonstraram que o flubendazol é um fármaco capaz de induzir a morte celular em tumores malignos e retardar o seu crescimento, por meio da alteração que provoca na estrutura dos microtúbulos e pela inibição da polimerização da tubulina. Foi demonstrada sua atividade antiproliferativa em linhagens de leucemia, mieloma, câncer intestinal, câncer de mama e neuroblastoma. O flubendazol é também um fármaco eficaz contra os helmintos, demonstrando atividade superior na eliminação dos vermes adultos, quando comparado com a dietilcarbamazina. Embora o flubendazol pareça ser uma molécula promissora, é um fármaco praticamente insolúvel em água (0,005 mg/mL). Para atingir o efeito terapêutico desejado, é necessário o desenvolvimento de uma formulação com melhores solubilidade e biodisponibilidade. Nesse sentido, o presente trabalho apresenta o preparo e a caracterização físico-química de nanocristais de flubendazol por meio da microfluidização. Foram realizados ensaios exploratórios para avaliar a performance de diferentes agentes estabilizantes nas suspensões: o polissorbato 80, o polaxamer 188 e o D-α tocoferol polietilenoglicol 1.000 succinato (TPGS). A avaliação da distribuição do tamanho de partícula foi realizada por espalhamento de luz laser (LLS), espalhamento de luz dinâmica (DLS), análise de rastreamento de nanopartículas (NTA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A utilização do TPGS favoreceu a obtenção de uma nanossuspensão com o menor diâmetro hidrodinâmico médio das partículas, de 253,9 ± 3,0 nm. Nos estudos exploratórios, também foram determinados os parâmetros ótimos de moagem do microfluidizador, sendo estabelecidos: 35.000 psi de pressão, temperatura do produto de 30°C (± 5°C) e tempo de recirculação de 2 horas/100 gramas. Objetivando alcançar o menor diâmetro hidrodinâmico médio dos nanocristais, executou-se um planejamento estatístico no qual foi avaliada a influência da concentração de flubendazol (% p/p) e de TPGS (% p/p) na formulação. A análise revelou a significativa influência da concentração do TPGS na redução do tamanho de partícula e na estabilidade físico-química da nanossuspensão. Ensaios complementares de solubilidade demonstraram que o nanocristal proporcionou incremento na solubilidade de 2,3 e 3,2 e 5,2 vezes em HCl 0,1 N, tampão fosfato pH 6,8 e tampão fosfato salino pH 7,4, respectivamente. No ensaio de dissolução conduzido em HCl 0,1 N e 0,1% TPGS, observou-se significativo incremento, de 41% de fármaco dissolvido após 60 minutos, quando comparado com o flubendazol micronizado. As características do estado sólido do nanocristal foram avaliadas por meio de análise térmica (calorimetria exploratória diferencial e termogravimetria) e difratometria de raios X, não sendo observadas significativas alterações da estrutura cristalina. O presente trabalho também avaliou a efetividade dos nanocristais de flubendazol em tumores de pulmão, demonstrando sua expressiva capacidade de retardar o crescimento e diminuir o tamanho desses tumores em camundongos xenotransplantados

Os nanocristais são partículas de fármacos cristalinos, com tamanho médio na faixa de submicrons, geralmente entre 200 e 500 nm, estabilizados por agentes estéricos ou eletrostáticos adsorvidos na superfície das partículas do fármaco. Sua dimensão reduzida proporciona propriedades especiais, como a adesividade às mucosas e o aumento de área superficial e da solubilidade de saturação, o que melhora significativamente a biodisponibilidade de fármacos pouco solúveis em água. Outra aplicação emergente dos nanocristais é na melhoria da entrega e da retenção de fármacos em tecidos e células tumorais. Estudos demonstraram que o flubendazol é um fármaco capaz de induzir a morte celular em tumores malignos e retardar o seu crescimento, por meio da alteração que provoca na estrutura dos microtúbulos e pela inibição da polimerização da tubulina. Foi demonstrada sua atividade antiproliferativa em linhagens de leucemia, mieloma, câncer intestinal, câncer de mama e neuroblastoma. O flubendazol é também um fármaco eficaz contra os helmintos, demonstrando atividade superior na eliminação dos vermes adultos, quando comparado com a dietilcarbamazina. Embora o flubendazol pareça ser uma molécula promissora, é um fármaco praticamente insolúvel em água (0,005 mg/mL). Para atingir o efeito terapêutico desejado, é necessário o desenvolvimento de uma formulação com melhores solubilidade e biodisponibilidade. Nesse sentido, o presente trabalho apresenta o preparo e a caracterização físico-química de nanocristais de flubendazol por meio da microfluidização. Foram realizados ensaios exploratórios para avaliar a performance de diferentes agentes estabilizantes nas suspensões: o polissorbato 80, o polaxamer 188 e o D-α tocoferol polietilenoglicol 1.000 succinato (TPGS). A avaliação da distribuição do tamanho de partícula foi realizada por espalhamento de luz laser (LLS), espalhamento de luz dinâmica (DLS), análise de rastreamento de nanopartículas (NTA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A utilização do TPGS favoreceu a obtenção de uma nanossuspensão com o menor diâmetro hidrodinâmico médio das partículas, de 253,9 ± 3,0 nm. Nos estudos exploratórios, também foram determinados os parâmetros ótimos de moagem do microfluidizador, sendo estabelecidos: 35.000 psi de pressão, temperatura do produto de 30°C (± 5°C) e tempo de recirculação de 2 horas/100 gramas. Objetivando alcançar o menor diâmetro hidrodinâmico médio dos nanocristais, executou-se um planejamento estatístico no qual foi avaliada a influência da concentração de flubendazol (% p/p) e de TPGS (% p/p) na formulação. A análise revelou a significativa influência da concentração do TPGS na redução do tamanho de partícula e na estabilidade físico-química da nanossuspensão. Ensaios complementares de solubilidade demonstraram que o nanocristal proporcionou incremento na solubilidade de 2,3 e 3,2 e 5,2 vezes em HCl 0,1 N, tampão fosfato pH 6,8 e tampão fosfato salino pH 7,4, respectivamente. No ensaio de dissolução conduzido em HCl 0,1 N e 0,1% TPGS, observou-se significativo incremento, de 41% de fármaco dissolvido após 60 minutos, quando comparado com o flubendazol micronizado. As características do estado sólido do nanocristal foram avaliadas por meio de análise térmica (calorimetria exploratória diferencial e termogravimetria) e difratometria de raios X, não sendo observadas significativas alterações da estrutura cristalina. O presente trabalho também avaliou a efetividade dos nanocristais de flubendazol em tumores de pulmão, demonstrando sua expressiva capacidade de retardar o crescimento e diminuir o tamanho desses tumores em camundongos xenotransplantados

Buparvaquone nanostructured lipid carrier development: physicochemical and in vitro leishmanicidal performances / Desenvolvimento de carreadores lipídicos nanoestruturados contendo buparvaquona: caracterização físico-química e avaliação da atividade leishmanicida in vitro

Leishmaniases is a group of diseases caused by parasites of the genus Leishmania. The estimated number of deaths from visceral leishmaniases ranges from 20,000 to 50,000 annually. The most common treatment over the past 60 years has been pentavalent antimonials. Besides the doubtful effectiveness, they present several disadvantages such as the need for parenteral administration, large doses, long treatment, severe toxicity and parasite resistance. Buparvaquone (BPQ), a drug used for veterinary treatment of theileriosis, showed promising activity against Leishmania spp. However, due to its low aqueous solubility and bioavailability, it has failed in in vivo tests. The use of nanotechnologies has the potential to overcome these drawbacks due to the following advantages: increase in drug water-solubility, increase in therapeutic efficacy and treatment toxicity reduction. Therefore, the present work aimed the development, optimization, physical-chemical evaluation and in vitro performances of nanostructured lipid carriers (NLC) for BPQ encapsulation. The NLC preparation was performed by high pressure homogenization, and surface response and factorial design were applied to formulation optimization. In vitro dissolution profiles were evaluated in phosphate buffer pH 7.4 with tween 80 0.07% w/v or sodium dodecyl sulfate 1% w/v and simulated body fluid pH 7.4. Cytotoxicity was evaluated in mouse peritoneal macrophages and leishmanicidal activity in L. infantum amastigotes. Six optimized NCL were prepared and they showed solubility improvement from 1.5- fold to 611-fold when compared with free BPQ, depending on the formulation and medium. Dissolution profiles showed the NLC formulation suitability for BPQ regarding oral administration, the release could reach 83.29% of a 4mg dose in 30 minutes for formulation of 175.1 nm, while the free drug could be dissolved only 2.89% of the same dose after 4 hours. Moreover, formulation of 230.7 nm showed 81.42% of drug release in in phosphate buffer pH 7.4 with dodecyl sulfate 1.0% w/v after 30 minutes, while BPQ did not dissolved. Cytotoxicity assay showed the safety of all formulations. The iv CC50 values were close to 500 µM, while the IC50 against amastigotes was only 456.5 nM for free BPQ. Developed NLCs showed an increase in IC50 from 2.0 to 3.1-fold when compared to free drug in the in vitro leishmanicidal evaluation. Therefore, the NLC containing BPQ are a promising alternative for the treatment of leishmaniases as oral and parenteral drug dosage forms. Additionally, they have a potential use for lymphatic targeted drug delivery, which can be an innovative approach for this neglected disease.

Leishmanioses são um grupo de doenças causadas por parasitas do gênero Leishmania. O número estimado de óbitos por leishmaniose visceral varia entre 20.000 e 50.000 por ano. O tratamento mais comum nos últimos 60 anos tem sido os antimônios pentavalentes. Além da eficácia duvidosa, eles apresentam várias desvantagens, como a necessidade de administração parenteral, altas doses, tratamento prolongado, toxicidade severa e resistência parasitária. Buparvaquona (BPQ), um fármaco usado para tratamento veterinário da teileriose, mostrou atividade promissora contra Leishmania donovani. No entanto, devido à sua baixa solubilidade e biodisponibilidade aquosa, falhou em testes in vivo. O uso das nanotecnologias tem o potencial de superar esses obstáculos devido às seguintes vantagens: aumento da solubilidade em água, aumento da eficácia terapêutica e redução da toxicidade do tratamento. Portanto, o presente trabalho objetivou o desenvolvimento, otimização, avaliação físico-química e avaliação do desempenho in vitro de carreadores lipídicos nanoestruturados (NLC) para o encapsulação da BPQ. A preparação do NLC foi realizada por homogeneização de alta pressão e superfície de resposta e planejamento fatorial foram aplicados à otimização das formulações. Os perfis de dissolução in vitro foram avaliados em tampão fosfato pH 7.4 com tween 80 a 0.07% p/v ou dodecilsulfato de sódio 1.0% p/v e fluido corporal simulado pH 7.4. A citotoxicidade foi avaliada em macrófagos peritoneais de camundongos e atividade leishmanicida em amastigotas de L. infantum. Foram preparados quatro NCL otimizados e mostraram melhora da solubilidade de 1,5 a 611 vezes quando comparado com a BPQ livre, dependendo da formulação e do meio. Os perfis de dissolução mostraram a adequação da formulação NLC para BPQ em relação à administração oral. A dissolução pode atingir 83,29% de uma dose de 4.0 mg em 30 minutos para a formulação de 175,1 nm, enquanto o fármaco livre dissolveu apenas vi 2,89% da mesma dose após 4 horas. Além disso, a formulação de 230,7 nm mostrou 81,42% de liberação do fármaco em tampão fosfato pH 7.4 com dodecil sulfato de sódio 1.0% p/v após 30 minutos, enquanto o BPQ não se dissolveu. O teste de citotoxicidade mostrou a segurança de todas as formulações. Os valores CC50 foram próximos de 500 µM, enquanto o IC50 em amastigotas foi de apenas 456,5 nM para BPQ livre. Os NLC desenvolvidos mostraram um aumento no IC50 de 2,0 a 3,1 vezes quando comparado ao;fármaco livre na avaliação leishmanicida in vitro. Logo, as NLC contendo BPQ são uma alternativa promissora para o tratamento de leishmanioses como formas farmacêuticas oral e parenteral. Além disso, eles têm um uso potencial para a sítio-específico ao sistema linfático, o que pode ser uma abordagem inovadora para esta doença negligenciada.

Development and characterization of hyaluronic acid-lysine nanoparticles with potential as innovative dermal filling

ABSTRACT Skin aging causes changes such as wrinkles and flaccidity leading to a large demand for aesthetic procedures, including dermal filling. A key agent in dermal filling is hyaluronic acid (HA), which is a naturally occurring glycosaminoglycan. However, it is a hydrophilic macromolecule that experiences great difficulty in crossing the skin barrier causing most commercial formulations containing it to be injectable, which in turn brings risks since they involve an invasive technique. In that sense, the aim of this study was to develop and characterize nanoparticles obtained from ionic interaction between HA and lysine (Lys) for use as a potential agent of dermal filling for topical application, increasing and improving its applicability and safety. To this end, nanoparticles were obtained by dripping of Lys over HA under magnetic stirring. A nanometric size was confirmed and a suitable surface charge was obtained by zeta potential. Nanoparticles were almost spherical in shape with a smooth surface. Interaction between raw materials for preparing nanoparticles was studied by FTIR and NMR spectroscopy and an ionic interaction was confirmed. These physicochemical features suggest that obtained nanoparticles can be further used as a topical dermal filling.

Validation of high-performance liquid chromatographic method for analysis of fluconazole in microemulsions and liquid crystals

In recent decades, there has been a significant increase in the incidence of fungal diseases. Certain fungal diseases cause cutaneous lesions and in the usual treatment, generally administred orally, the drug reaches the site of action with difficulty and its concentration is too low. An approach much explored in recent years is the development of nanotechnology-based drug delivery systems, and microemulsions (ME) and liquid crystals (LC) are promising. ME and LC were developed with oleic acid or copaiba oil as the oil phase, propoxyl (5OP) ethoxyl (20 OE) cetyl alcohol as surfactant and water. An analytical method to assess the incorporation of fluconazole (FLU) in the systems under study was validated according to guidelines of the International Conference on Harmonization (ICH) guidelines and the Brazilian Food, Drug and Sanitation Agency (ANVISA). The method was conducted on a C18-RP column (250 × 4.6 mm i.d.), maintained at room temperature. The mobile phase consisted of acetonitrile and water (50:50, v/v), run at a flow rate of 1.0mL/min and using ultraviolet detection at 210nm. The chromatographic separation was obtained with a retention time of 6.3min, and was linear in the range of 20-400 µg/mL (r2=0.9999). The specificity showed no interference of the excipients. The accuracy was 100.76%. The limits of detection and quantitation were 0.057 and 0.172 µg.mL-1, respectively. Moreover, method validation demonstrated satisfactory results for precision and robustness. The proposed method was applied for the analysis of the incorporation of FLU in ME and LC, contributing to improve the quality control and to assure the therapeutic efficacy.

Nas últimas décadas, houve aumento significativo na incidência de doenças fúngicas. Certas doenças fúngicas provocam lesões cutâneas, sendo que no tratamento usual, geralmente administrado por via oral, o medicamento chega ao local de ação com dificuldade, em concentração muito baixa. Uma abordagem muito explorada nos últimos anos é o desenvolvimento de sistemas de administração de fármacos baseados em nanotecnologia, como as microemulsões (ME) e cristais líquidos (LC). ME e LC foram desenvolvidos com o ácido oleico ou óleo de copaíba como fase oleosa, álcool cetílico propoxilado (5 OP) e etoxilado (20 OE) como tensoativo e água. Método analítico para avaliar a incorporação de fluconazol (FLU) nos sistemas em estudo foi validado de acordo com as diretrizes da Conferência Internacional de Harmonização (ICH) e Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). O método foi desenvolvido empregando coluna C18-RP (250 x 4,6 mm id), mantida à temperatura ambiente. A fase móvel consistiu de acetonitrila e água (50:50, v/v), executado a uma taxa de fluxo de 1,0 mL/min e com detecção ultravioleta a 210 nm. A separação cromatográfica foi obtida com o tempo de retenção de 6,3min, e mostrou-se linear no intervalo de 20-400 µg/mL (r2=0,9999). Pelo estudo de especificidade, observou-se não interferência dos excipientes. A precisão foi 100,76%. Os limites de detecção e de quantificação foram 0,057 e 0,172 µg.mL-1, respectivamente. Além disso, a validação do método demonstrou resultados satisfatórios para a precisão e robustez. O método proposto foi aplicado para a análise da incorporação do FLU em ME e cristais líquidos, contribuindo para aumentar o controle de qualidade e garantir a eficácia terapêutica.

Inorganic UV filters

Nowadays, concern over skin cancer has been growing more and more, especially in tropical countries where the incidence of UVA/B radiation is higher. The correct use of sunscreen is the most efficient way to prevent the development of this disease. The ingredients of sunscreen can be organic and/or inorganic sun filters. Inorganic filters present some advantages over organic filters, such as photostability, non-irritability and broad spectrum protection. Nevertheless, inorganic filters have a whitening effect in sunscreen formulations owing to the high refractive index, decreasing their esthetic appeal. Many techniques have been developed to overcome this problem and among them, the use of nanotechnology stands out. The estimated amount of nanomaterial in use must increase from 2000 tons in 2004 to a projected 58000 tons in 2020. In this context, this article aims to analyze critically both the different features of the production of inorganic filters (synthesis routes proposed in recent years) and the permeability, the safety and other characteristics of the new generation of inorganic filters.

A preocupação com o câncer de pele hoje em dia vem crescendo cada vez mais principalmente em países tropicais, onde a incidência da radiação UVA/B é maior. O uso correto de protetores solares é a forma mais eficaz de prevenir o aparecimento desta doença. Os ativos utilizados em protetores solares podem ser filtros orgânicos e inorgânicos. Filtros inorgânicos apresentam muitas vantagens em relação aos orgânicos, tais como fotoestabilidade, ausência de irritabilidade e amplo espectro de proteção. Entretanto, em razão de apresentarem alto índice de refração, os ativos inorgânicos conferem aos protetores solares aparência esbranquiçada, diminuindo sua atratividade estética. Muitas alternativas têm sido desenvolvidas no sentido de resolver este problema e dentre elas pode-se destacar o uso da nanotecnologia. Estima-se que o uso de nanomateriais deve crescer das atuais 2000 para 58000 toneladas até 2020. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo fazer a análise crítica abordando diferentes aspectos envolvidos tanto na obtenção de protetores solares inorgânicos (rotas de sínteses propostas nos últimos anos) quanto na permeabilidade, na segurança e em outros aspectos relacionados à nova geração de filtros solares inorgânicos.

Defining nanotechnology.

A confusing array of terms has arisen with the rapid emergence of the subject of nanotechnology. In this article a recently derived framework for definitions of these terms is discussed.

Nanotecnología: presente y futuro de las ciencias de la salud visual / Nanotechnology: The Present and Future of Visual Health Science

La nanotecnología viene perfilándose como una ciencia aplicada a la industria y a la medicina. El rastreo y manipulación de materiales y procesos a escala nanométrica (la mil millonésima parte de un metro), será instrumental en la detección precisa y la intervención oportuna de una variedad de enfermedades oftalmológicas y en el diagnóstico de anomalías visuales. Vitrectomías guiadas por robot, implantes bioeléctricos en retina y nanolentes son sólo algunos de los avances prometedores en el campo de la salud visual.

Development of a model for the representation of nanotechnology-specific terminology.

Nanotechnology is an important, rapidly-evolving, multidisciplinary field. The tremendous growth in this area necessitates the establishment of a common, open-source terminology to support the diverse biomedical applications of nanotechnology. Currently, the consensus process to define and categorize conceptual entities pertaining to nanotechnology is in a rudimentary stage. We have constructed a nanotechnology-specific conceptual hierarchy that can be utilized by end users to retrieve accurate, controlled terminology regarding emerging nanotechnology and corresponding clinical applications.