Percorrer por autor "Castro, Pedro João Neves Miranda de"
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- Association of micro and nanocarriers with thin films for buccal delivery of bioactive moleculesPublication . Castro, Pedro João Neves Miranda de; Pintado, Maria Manuela Estevez; Sarmento, Bruno; Madureira, RaquelVisando o aumento da biodisponibilidade dos compostos bioactivos administrados por via oral (com especial ênfase para a absorção bucal), o plano de trabalhos deste programa doutoral visou a optimização de formulações de filmes orais e de micro- e nanopartículas que, conjugados constituam sistemas inovadores com atividade sinérgica. As moléculas bioactivas seleccionadas para estudar o comportamento e eficácia das formulações optimizadas foram a cafeína e dois péptidos presentes na proteína do soro do leite com actividades antihipertensora (sequência: KGYGGVSLPEW) e relaxante (sequência: YLGYLEQLLR). O processo de optimização das formulações foi iniciado pela seriação e comparação preliminar dos excipientes para a produção de filmes e micro/nanopartículas. No primeiro estudo realizado, foram optimizadas e comparadas duas formulações de filmes (usando-se os polímeros carboximetilcelulose sódica e gelatina tipo A) como veículos para libertação oral de cafeína. Verificou-se, através da análise por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier com reflectância total atenuada (FTIR-ATR), que a estrutura química da cafeína não fora alterada durante o processo de produção dos filmes. Concluiu-se também, através do ensaio de dissolução estabelecido pela Farmacopeia Americana (USP), que os filmes produzidos com gelatina tipo A permitiram uma libertação mais lenta da cafeína ao passo que os filmes de carboximetilcelulose apresentaram um perfil de libertação imediata. Em concordância, o valor de permeabilidade aparente da cafeína, determinada através do ensaio de permeabilidade ex vivo, através de excisões de intestino delgado de origem porcina, verificou-se superior quando esta foi veiculada pelos filmes de carboximetilcelulose, comparativamente com os filmes de gelatina tipo A. O tempo de desintegração de ambas as formulações mostrou-se, contudo, demasiado alto para formulações orodispersíveis, não ocorrendo desintegração completa após 30 segundos. Ainda na sequência da escolha do polímero com melhores características para integrar a composição de filmes orais, uma nova formulação contendo goma-guar foi optimizada por desenho factorial. Os filmes de goma-guar apresentaram características mecânicas e físico-químicas superiores às verificadas para os filmes de carboximetilcelulose e gelatina, tomando-se como factores de decisão a capacidade de absorção de água, a erosão em saliva artificial e o tempo de desintegração apresentados pelos filmes de goma-guar. Procedeu-se também à optimização (por desenho fatorial) de uma formulação de micropartículas de alginato que garantissem, em conjunto com os filmes de goma-guar, uma libertação controlada de cafeína, assim como uma maior biodisponibilidade da mesma. A associação de micropartículas de alginato aos filmes de gomaguar – GfB - não induziu alterações das características químicas da cafeína, de acordo com o verificado por FTIR-ATR, nem toxicidade para as linhas celulares usadas para mimetizar as mucosas bucal (TR146) e intestinal (Caco-2/HT29-MTX), de acordo com os resultados obtidos pelo ensaio de viabilidade celular MTT (Brometo de 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5- Diphenyltetrazólio). Adicionalmente, os perfis de libertação e permeabilidade in vitro (através das linhas celulares TR146 e Caco-2/HT29-MTX cultivadas em camada) e ex vivo (através de epitélio intestinal de origem porcina) mostraram-se mais lentos que os observados para as micropartículas de alginato, filmes de goma-guar ou com a solução controlo de cafeína. A formulação GfB promoveu o aumento do contacto efectivo entre a cafeína e o epitélio bucal, oferecendo uma permeação mais completa ao longo do tempo. De forma a incrementar também a biodisponibilidade do péptido KGYGGVSLPEW com actividade anti-hipertensora, as micropartículas de alginato foram substituídas por nanopartículas de ácido poli(láctico-co-glicólico) – PLGA - por estas oferecerem uma eficácia de associação superior, assim como um maior potencial de permeação das membranas biológicas, dado o tamanho de partícula ser significativamente inferior. A formulação de nanopartículas de PLGA foi optimizada por desenho factorial. O sistema compreendido pelas nanopartículas de PLGA associadas aos filmes de goma-guar (GfNp) não comprometeu a viabilidade das linhas celulares TR146 e Caco-2/HT29-MTX às concentrações testadas. O sistema desenvolvido promoveu a libertação e permeabilidade controladas do péptido, através das células TR146 e Caco-2/HT29- MTX cultivadas em camada, comparativamente com os filmes e nanopartículas isoladamente, assim como com a solução de péptido livre (controlo). Contudo, a permeabilidade aparente verificou-se superior para a formulação GfNp, comparativamente com as restantes formulações. Estes resultados deveram-se ao contacto íntimo entre o péptido e o epitélio absorptivo, promovido pela formulação GfNp. Verificou-se ainda, através da realização do ensaio in vitro da capacidade de inibição da enzima conversora da angiotensina I, que o péptido transportado por GfNp apresentava a maior actividade anti-hipertensora após ser sujeito à simulação do tracto gastrointestinal, comparativamente com o péptido transportado pelas nanopartículas ou filme, isoladamente, ou com a solução de péptido livre. O sistema previamente optimizado para a libertação do péptido antihipertensor foi também usado de forma a incrementar a biodisponibilidade do péptido relaxante alfa-casozepina (sequência: YLGYLEQLLR). Através do ensaio MTT, foi possível concluir que nenhuma das formulações comprometeu a viabilidade da linha celular TR146 e da co-cultura Caco-2 /HT29- MTX. Por isso, a permeabilidade do péptido, sujeito às condições do tracto gastrointestinal simulado, através dos modelos in vitro bucal e intestinal foi estudada. Verificou-se que a associação de nanopartículas de PLGA com filmes de goma-guar promoveu um aumento da permeabilidade face às nanopartículas e filmes não conjugados, assim como com o péptido em solução (controlo). Estes resultados estão correlacionados com o incremento da mucoadesão conferida pela associação das nanopartículas de PLGA com os filmes de goma-guar, verificada através da análise da adesividade e trabalho de adesão à língua de vaca. Validada a efectividade das formulações para a libertação e permeabilidade de cafeína e péptidos bioactivos, foram realizados estudos preliminares de modo a verificar a estabilidade da formulação GfB e a compreender a opinião de potenciais futuros consumidores face aos produtos desenvolvidos. As formulações foram sujeitas a condições de degradação acelerada (i.e. 40 ºC e 75% de humidade relativa) de acordo com a International Conference of Harmonization (ICH), não se verificando alterações químicas da cafeína em nenhum dos tempos de amostragem (imediatamente após a preparação da formulação e após 3, 6 e 9 meses) através da análise do espectro obtido por ATR-FTIR, assim como dos tempos de retenção em HPLC-UV. Verificou-se ainda um aumento significativo do conteúdo em água de GfB ao longo dos tempos de amostragem. Por fim, um estudo por focus group e um estudo de análise sensorial com um painel naive permitiram compreender a adequabilidade dos sabores propostos, assim como a tolerância à acidez e amargor por parte do consumidor. Observou-se uma ligeira tendência para a aceitação do sabor a menta e alguma tolerância ao amargor e acidez quando a menta foi usada na formulação. Os sistemas para libertação oral de compostos bioactivos, desenvolvidos e optimizados no âmbito desta tese, induziram melhorias significativas no comportamento farmacocinético in vitro dos compostos veiculados. De facto, a associação de filmes orais com micro- ou nanopartículas pode representar um novo sistema de libertação que ofereça maior efectividade e adesão por parte do consumidor/utente.