This study evaluates various techniques for producing mesalamine (5ASA)-loaded particles employing chitosan as a biopolymer: (1) the polyelectrolyte complexation of chitosan with phthalate hypromelose (HP), (2) the chemical crosslinking of chitosan with genipin and (3) the water-in-oil emulsion method associated with chemical crosslinking with genipin. Systems were characterized by dynamic light scattering, zeta potential (ζ), powder X-ray diffraction (PXRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and a drug release profile. Method (1) was efficiently produced unloaded nanoparticles (491 nm, PdI=0.26 and ζ = 23.2), but the conditions for chitosan and HP cross-linking enhanced the precipitation of 5ASA. Method (2) caused the degradation of the drug. Method 3 produced sub-micron and microparticles, thereby varying the agitation method; 3 h magnetic agitation resulted in 2692 nm, Pdi = 0.6 and ζ = 46, while Ultra-Turrax, 5 min produced submicron particles (537 nm, PdI = 0.6). The percentage yield was approximately 50%, which is very satisfactory considering the impossibility of encapsulating 5ASA using other methods. FTIR showed the covalent interaction of chitosan and genipin. The drug release was rapid in acidic fluid, but in neutral pH a slower release was obtained in the initial stage, followed by rapid release, which may ensure the controlled release of 5ASA in the colon.

Abstract Mucoadhesive nanoparticles are particularly interesting for delivery through nasal or pulmonary routes, as an approach to overcome the mucociliary clearance. Moreover, these nanoparticles are attractive for peptide and protein delivery, particularly for insulin to treat diabetes, as an alternative to conventional parenteral administration. Thus, chitosan, a cationic mucoadhesive polysaccharide found in shells of crustaceans, and the negatively-charged dextran sulfate are able to form nanoparticles through ionic condensation, representing a potential insulin carrier. Herein, chitosan/dextran sulfate nanoparticles at various ratios were prepared for insulin loading. Formulations were characterized for particle size, zeta potential, encapsulation efficiency, scanning electron microscopy, differential scanning calorimetry, and in vitro drug release. Moreover, the interaction with mucin and the cytotoxicity against a lung cell line were studied, which altogether have not been addressed before. Results evidenced that a proper selection of polyelectrolytes is necessary for smaller particle size formation and also the composition and zeta potential impact encapsulation efficiency, which is benefited by the positive charge of chitosan. Insulin remained stable after encapsulation as evidenced by calorimetric assays, and was released in a sustained manner in the first 10 h. Positively-charged nanoparticles based on chitosan/dextran-sulfate at the ratio of 6:4 successfully interacted with mucin, which is a prerequisite for delivery to mucus-containing tissues. Finally, insulin-loaded nanoparticles displayed no cytotoxicity effect against lung cells at tested concentrations, suggesting the potential for further in vivo studies.

ABSTRACT Zidovudine (AZT) mucoadhesive solid dispersions (SD) were prepared using a sodium starch glycolate (SSG) and hypromellose phthalate (HPMCP) mixtures as carrier to enhance the intestinal permeability and bioavailability of zidovudine. SDs were prepared using the co-precipitation method followed by solvent evaporation and characterized according to their physicochemical properties such as particle size, crystallinity, thermal behavior, and liquid uptake ability. In vitro drug dissolution, mucoadhesiveness and AZT intestinal permeability were also determined. Thermal behavior and X-ray diffraction patterns demonstrated the amorphous state of AZT in SD systems. The HPMCP polymer restricted the liquid uptake ability in the acid medium; however, this property significantly increased with higher pH values. SDs allowed drug dissolution to occur in a controlled manner. HPMCP decreased the dissolution rates in the acid medium. The mucoadhesiveness of SDs was demonstrated and the permeability of AZT carried in solid dispersions was significantly improved. The effect of the SD carrier polymers on blocking efflux pump can be an important approach to improve the bioavailability of AZT.

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.

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.

Nos últimos tempos, grande destaque tem sido dado no estudo de sistemas bio(muco)adesivos de liberação de fármacos, os quais podem promover um direcionamento e uma retenção mais específica do fármaco incorporado no sistema de liberação, empregando as mais variadas membranas de absorção do organismo. Esta plataforma tecnológica combinada com a nanotecnologia oferece possibilidades como a proteção e o controle da liberação; portanto, são excelentes estratégias para aumentar a biodisponibilidade de fármacos. O objetivo deste trabalho foi estudar as plataformas bio(muco)adesivas poliméricas baseadas em nanotecnologia para liberação controlada de fármacos, enfatizando suas propriedades, metodologias para mensuração e possíveis aplicações para diferentes vias de administração.

Studies using bio(muco)adhesive drug delivery systems have recently gained great interest, which can promote drug targeting and more specific contact of the drug delivery system with the various absorptive membranes of the body. This technological platform associated with nanotechnology offers potential for controlling drug delivery; therefore, they are excellent strategies to increase the bioavailability of drugs. The objective of this work was to study nanotechnology-based polymeric bio(muco)adhesive platforms for controlling drug delivery, highlighting their properties, how the bio(muco)adhesion can be measured and their potential applications for different routes of administration.

Um hidrogel foi desenvolvido a partir de dextrano 70 kDa (DEX-70) e praziquantel incorporado (PZQ) como fármaco modelo. Propriedades biofarmacêuticas, como solubilidade e velocidade de dissolução, foram analisadas no desenvolvimento do hidrogel. Além disso, o hidrogel também foi caracterizado por espectroscopia na região do infravermelho e calorimetria diferencial exploratória (DSC). Testes da taxa de intumescimento mostraram que o hidrogel intumesce lentamente, embora tenha sido mais rápido do que a taxa do polímero livre. Nos testes de dissolução, o hidrogel liberou o fármaco lenta e continuamente. Esta liberação lenta foi semelhante a observada nos testes de intumescimento e resultou em uma liberação controlada do fármaco. Assim, o dextrano 70 kDa é um polímero adequado para o desenvolvimento de hidrogéis como veículos para a liberação controlada de fármacos.

A hydrogel was developed from 70 kDa dextran (DEX-70) and praziquantel (PZQ) incorporated as a model drug. Biopharmaceutical properties, such as solubility and dissolution rate, were analysed in the design of the hydrogel. Furthermore, the hydrogel was also characterized by IR spectroscopy and DSC. Tests of the swelling rate showed that the hydrogel swelled slowly, albeit faster than the rate for the free polymer. In dissolution tests, the hydrogel released the drug slowly and continuously. This slow release was similar to that observed in the swelling tests and resulted in controlled release of the drug. Thus, this dextran is a suitable polymer for the development of hydrogels as vehicles for the controlled release of drugs.

A solubilidade de fármacos ainda é um dos principais desafios no desenvolvimento de formulações farmacêuticas. As dispersões sólidas (DS) apresentam grande potencial para melhorar a solubilidade de fármacos. O praziquantel é o fármaco de primeira escolha no tratamento da esquistossomose, contudo a baixa solubilidade em água restringe seu uso à administração pela via oral. Apesar da baixa solubilidade, o PZQ é bem absorvido através do trato gastrintestinal, mas doses orais elevadas são requeridas para garantir concentrações suficientes de fármaco para o tecido alvo. O objetivo deste estudo foi melhorar a solubilidade, a dissolução e avaliar a absorção do PZQ. As DS foram formuladas com óleo de castor hidrogenado - PEG 60 (CR-60), pelo uso dos métodos de fusão e evaporação do solvente. PZQ puro, mistura física (MF) e DS de CR-60-PZQ (1:2; 1:1; 2:1) foram comparados quanto à solubilidade, dissolução e absorção intestinal. Os resultados experimentais mostraram aumento na solubilidade, na taxa de dissolução e na absorção intestinal do PZQ nas DS. A solubilidade do PZQ foi maior em meio ácido, mostrando uma dependência do pH. O aumento na solubilidade do PZQ nas DS com CR-60 foi atribuída a fatores como aumento da molhabilidade, solubilização local, redução granulométrica e redução da cristalinidade ou, ainda, a ocorrência de uma solução sólida intersticial.

The solubility behavior of drugs remains one of the most challenging aspects in formulation development. Solid Dispersion (SD) has tremendous potential for improving drug solubility. Although praziquantel (PZQ) is the first drug of choice in the treatment of schistosomiasis, its poor solubility has restricted its delivery oral route. In spite of its poor solubility, PZQ is well absorbed in the gastrointestinal tract, but large doses are required to achieve adequate concentration at the target sites. The aim of this study was to improve the solubility and dissolution rate of PZQ and to evaluate its intestinal absorption. SDs were formulated with PEG-60 castor oil hydrogenated (CR-60) using a fusion and evaporation method. Pure PZQ and physical mixtures (PM) and PZQ-CR-60 (2:1; 1:1; 1:2 ratios) were compared as regards their solubility, dissolution and intestinal absorption. The experimental results demonstrated the improvement in the solubility, dissolution rate and intestinal absorption. In addition, the solubility behavior showed pH dependency and that the solubility of PZQ was slower in acidic medium than in neutral and basic mediums. The increase in PZQ solubility of the SD with the CR-60 could be attributed to several factors such as improved wettability, local solubilization, drug particle size reduction and crystalline or, interstitial solid solution reduction.

O efeito de fármacos pode ser potencializado através do desenvolvimento de novos sistemas de liberação como os sistemas mucoadesivos. Estes sistemas permanecem em contato íntimo com o tecido de absorção, as mucosas, liberando o fármaco no local de ação, com o consequente aumento da biodisponibilidade, podendo promover efeitos locais e sistêmicos. A mucoadesão, atualmente, é explicada por seis teorias, a eletrônica, da adsorção, da molhabilidade, da difusão, da fratura e a mecânica. Para estudar seus mecanismos e quantificá-la, são propostas várias metodologias in vitro e in vivo. Porém, a mucoadesão ainda não é totalmente compreendida. Esse trabalho tem por objetivo revisar os mecanismos e as teorias envolvidas na mucoadesão, além de descrever as metodologias e os polímeros mais utilizados em sistemas mucoadesivos para liberação de fármacos.

Drug actions can be improved by developing new drug delivery systems, such as the mucoadhesive system. These systems remain in close contact with the absorption tissue, the mucous membrane, releasing the drug at the action site leading to a bioavailability increase and both local and systemic effects. Mucoadhesion is currently explained by six theories: electronic, adsorption, wettability, diffusion, fracture and mechanical. Several in vitro and in vivo methodologies are proposed for studying its mechanisms. However, mucoadhesion is not yet well understood. The aim of this study was to review the mechanisms and theories involved in mucoadhesion, as well as to describe the most-used methodologies and polymers in mucoadhesive drug delivery systems.

Testes em animais são utilizados como modelos em estudos toxicológicos e de pesquisa. Entretanto, tais testes têm sido considerados desumanos, porque causam dor e sofrimento aos animais experimentais, porquanto estes métodos podem, freqüentemente, ser subjetivos. Protestos clamando pela proteção animal têm questionado a eficácia dos testes in vivo e sugerem a introdução de métodos alternativos in vitro. Organizações internacionais, tais como Comitê de Coordenação Interagências de Métodos de Validação Alternativos (ICCVAM), Instituto Nacional de Saúde (NIH), Organização para Cooperação Econômica e Desenvolvimento (OECD), que regulam e desenvolvem novos métodos alternativos aos modelos animais, indicaram a realização de ensaios preliminares e a execução de testes seqüenciais, que consideram as propriedades físico-químicas e os dados dos ensaios in vitro, antes de efetuarem estudos in vivo. Nessa direção, o objetivo do presente artigo foi selecionar métodos alternativos promissores, tais como Corrositex®, BCOP e HET-CAM, com o intuito de aperfeiçoar ou substituir o uso de animais e reduzir seus sofrimento.

Tests in animals are used as models in toxicological and investigative studies. However, such tests have been considered inhumane because they can cause pain and suffering to experimental animals, while these methods can often be subjective. Protests calling for animal protection have questioned the effectiveness of in vivo tests and suggest the introduction of alternative, in vitro methods. International organizations, such as the Interagency Coordinating Committee on the Validation of Alternative Methods (ICCVAM), the National Institute of Health (NIH), the Organization for Economic Co-operation and Development (OECD), that regulate and develop new alternative animal models, have indicated the running of preliminary assays and execution of sequential tests, which consider physical-chemical properties and data of in vitro assays, before performing in vivo studies. Towards this background, the objective of the present article was to select promising alternative methods such as Corrositex®, BCOP and HET-CAM, intended to refine or replace the use of animals and reduce their suffering.

Um método simples, rápido, preciso e sensível foi desenvolvido para a análise quantitativa de acetato de dexametasona em microemulsões usando cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Os parâmetros cromatográficos foram: coluna cromatográfica Lichrospher 100 RP-18, (250 mm x 4 mm i.d., 5 μm partícula tamanho), com temperatura de coluna de 30 ± 2 ºC. A fase móvel foi composta de metanol: água (65:35; v/v) com fluxo isocrático de 1 mL.min-1 e volume de injeção de 20 μL. As determinações foram realizadas utilizando detector UV-Vis no comprimento de onda de 239 nm. A curva analítica mostrou-se linear (r² 0,999) em uma ampla faixa de concentração (2,0-30,0 μg.mL-1). A presença de componentes da microemulsão não interferiu nos resultados da análise. O método mostrou precisão adequada, com desvio padrão relativo menor que 3%. A exatidão foi analisada pela adição de padrões do fármaco e valores de recuperação dentro dos limites recomendáveis foram obtidos para todas as concentrações estudadas. O método por CLAE mostrou especificidade e seletividade com linearidade dentro da faixa de concentração utilizada e precisão e exatidão que tornam o método adequado para a análise de dexametasona em microemulsões. O procedimento analítico é fidedigno e oferece vantagens em termos de velocidade e custo de reativos.

A simple, rapid, accurate and sensitive method was developed for quantitative analysis of dexamethasone acetate in microemulsions using high performance liquid chromatography (HPLC) with UV detection. The chromatography parameters were stainless steel Lichrospher 100 RP-18 column (250 mm x 4 mm i.d., 5 μm particle size), at 30 ± 2 ºC. The isocratic mobile phase was methanol:water (65:35; v/v) at a flow rate of at 1.0 mL.min-1. The determinations were performed using UV-Vis detector set at 239 nm. Samples were prepared with methanol and the volume injected was 20 μL. The analytical curve was linear (r² 0.9995) over a wide concentration range (2.0-30.0 μg.mL-1). The presence of components of the microemulsion did not interfere in the results of the analysis. The method showed adequate precision, with a relative standard deviation (RSD) smaller than 3%. The accuracy was analyzed by adding a standard drug and good recovery values were obtained for all drug concentrations used. The HPLC method developed in this study showed specificity and selectivity with linearity in the working range and good precision and accuracy, making it very suitable for quantification of dexamethasone in microemulsions. The analytical procedure is reliable and offers advantages in terms of speed and low cost of reagents.

Nanopartículas poliméricas têm recebido grande atenção como potenciais sistemas de liberação controlada de fármacos. Polímeros biodegradáveis são extensivamente usados no desenvolvimento destes sistemas e os poliésteres como ácido poli-láctico e o glicólico, e seus copolímeros, como o ácido poli(láctico-co-glicólico) são os mais usados considerando sua biocompatibilidade e biodegradação. Técnicas de análise térmicas são usadas para substâncias farmacêuticas há mais de 30 anos e são métodos rotineiros para investigação de interações fármaco-excipiente. O objetivo deste trabalho é usar análise térmica para caracterizar nanopartículas de PLGA contendo um fármaco hidrofóbico, o praziquantel. Os resultados mostram que o fármaco apresenta-se em estado amorfo ou em fase cristalina desordenada de dispersão molecular na matriz polimérica e que o processo de microencapsulação não interfere na estrutura química do polímero e manteve a integridade estrutural do fármaco.

Polymeric nanoparticles have received great attention as potential controlled drug delivery systems. Biodegradable polymers has been extensively used in the development of these drug carriers, and the polyesters such as polylactic acid, polyglycolic acid and their copolymers as poly-lactide-co-glycolide are the most used, considering its biocompatibility and biodegradability. Thermal analysis techniques have been used for pharmaceutical substances for more than 30 years and are routine methods for screening drug-excipient interactions. The aim of this work is to use thermal analysis to characterize PLGA nanoparticles containing a hydrophobic drug, praziquantel. The results show that the drug is in an amorphous state or in disordered crystalline phase of molecular dispersion in the PLGA polymeric matrix and that the microencapsulation process did not interfere with the chemical structure of the polymer, mantaining the structural drug integrity.

A doença periodontal é morbidade com alta prevalência na população mundial. É causada pelo acúmulo de componentes microbianos do biofilme dental no interior das áreas subgengivais do periodonto, desencadeando processo inflamatório que afeta as estruturas de suporte dental, resultando em formação de bolsa periodontal e perda dos dentes, se não tratada. O tratamento convencional consiste de raspagem e alisamento radicular, associado ou não ao uso de antimicrobianos de ação sistêmica, o que implica altas doses, porém com eficácia reduzida, efeitos adversos e dificuldades de adesão ao tratamento por parte do paciente. Nas últimas décadas, o tratamento tem sido otimizado pelo uso de sistemas de liberação de fármaco intrabolsa periodontal, com a vantagem de liberar o fármaco no local de ação, possibilitando prolongar e/ou controlar sua concentração. A presente revisão aborda os principais sistemas de liberação de fármaco intrabolsa periodontal, o potencial de utilização, assim como os protocolos disponíveis para a avaliação da efetividade dos mesmos na terapia periodontal.

Periodontal disease is very common in the world population. It is caused by the accumulation of microbial components of the dental biofilm inside the subgingival areas, producing an inflammatory process that affects the supporting structures of tooth, periodontal pockets and loss of the teeth, if not treated. The conventional treatment consists of tooth surface mechanical cleaning and root planning, associated or not to the systemic use of high concentrations of antibiotics, but with reduced effectiveness, and adverse effects. The patient compliance to the therapeutic is committed too. In the last decades, the treatment has been optimized for the use of drug delivery systems to the periodontal pocket, with the advantage of delivering the drug in the specific site, sustaining and/or controlling the drug concentration. Recently, the use of new drug delivery systems has been receiving great interest. This review approaches the main delivery systems for the administration of drugs to the periodontal pocket, their usefulness, as well as the available protocols for the evaluation of these systems effectiveness in the periodontal therapy.

A mistura de tensoativos com água, em determinadas proporções, na ausência ou na presença de substâncias lipofílicas pode formar diferentes tipos de agregados, entre os quais agregados polimorfos representados pelas microemulsões (ME) e mesofases liotrópicas - os cristais líquidos (LC), que estão intimamente ligados com a proporção e a natureza dos componentes da mistura. Nesse trabalho, foi discutido o papel desses sistemas na incorporação de fármacos com diferentes propriedades físico-químicas, influenciando fortemente a liberação, assim como a biodisponibilidade dos fármacos. Aspectos sobre a formação e a caracterização de microemulsões e cristais líquidos também foram discutidos. A análise da literatura indicou que, dependendo da polaridade do fármaco, o efeito da ME ou LC pode ser usado para otimizar o efeito terapêutico por meio do controle da velocidade ou do mecanismo de liberação do fármaco.

Depending on the proportions, the mixture of surfactants with water, in the presence or absence of oil, may form different types of supramolecular aggregates. Among these, polymorphic structures represented by microemulsions (ME) and lyotropic mesophases-liquid crystals (LC), closely related with the nature and the proportion of the constituents, can exist. In this work, the role of these systems in the incorporation of drugs with different physico-chemical properties, influencing strongly the drug release as well as the bioavailability of the drugs, was discussed. Aspects about the formation and the characterization of ME and LC were also discussed. The analysis of the literature indicate that depending on the drug polarity the effect of ME or LC can be used to optimizes therapeutic effects through the control of rates and the drug release mechanisms.

Este trabalho avaliou a influência da concentração de amido de milho nas características físicas e na liberação in vitro de paracetamol a partir de comprimidos. Os granulados foram analisados quanto à granulometria e densidades aparentes bruta e compactada e os comprimidos quanto ao peso médio, espessura, dureza, friabilidade, tempo de desintegração. Os comprimidos foram preparados a partir de granulados obtidos por granulação a úmido, utilizando cozimento de amido a 10% como agente granulante, segundo três formulações. Embora os comprimidos obtidos tenham apresentado características dentro dos limites farmacopéicos, os resultados indicam que variações da concentração de amido provocam diferenças nos diversos parâmetros físicos estudados. Concentração mais alta de amido em pó dá origem, provavelmente, à interação entre os componentes da fórmula, interferindo na liberação in vitro do fármaco. Isto demonstra a importância de se otimizar a concentração dos adjuvantes numa formulação de comprimidos, pois, embora uma pequena variação nesta concentração não exerça efeito significativo no tempo de desintegração, a quantidade de fármaco liberado pode ser substancialmente alterada.

This paper describes the influence of maize starch concentration on the physical characteristics and on in vitro release of acetaminophen from compressed tablets. The granulates were analyzed in relation to size distribution and bulk and compacted densities, and the tablets in relation to mean weight, thickness, hardness, friability and disintegration time. The tablets were prepared from granulates made by wet granulation with 10% starch paste in three formulations. Although the tablets obtained have presented characteristics in accordance with pharmacopeial limits, the results indicate that variations on starch concentration cause differences on the several physical parameters studied. Higher starch concentration probably originates an interaction among the ingredients of the formulations, interfering on the in vitro drug release.This fact demonstrates the importance in optimizing the concentration of the adjutants in a tablet formulation, because, although a short variation in this concentration has no significant effect on disintegration time, the amount of released drug can be substantially modified.