Universidade do Porto Faculdade de Farmácia
Mestrado em Tecnologia Farmacêutica
PREPARAÇÃO, CARACTERIZAÇÃO E APLICAÇÃO DE COMPLEXOS DE
INCLUSÃO DE MICONAZOL COM METIL-β-CICLODEXTRINA: ADMINISTRAÇÃO
BUCAL
Andreza Maria Ribeiro
Porto 2008
Andreza Maria Ribeiro
PREPARAÇÃO, CARACTERIZAÇÃO E APLICAÇÃO DE COMPLEXOS DE
INCLUSÃO DE MICONAZOL COM METIL-β-CICLODEXTRINA: ADMINISTRAÇÃO
BUCAL
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação da Faculdade de Farmácia da Universidade do Porto, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Tecnologia Farmacêutica, sob orientação do Prof. Dr. Delfim Fernando Gonçalves dos Santos e co-orientação do Prof. Dr. Francisco Veiga.
Porto 2008
Aos meus pais, Jorge e Inês, por possibilitarem a realização de todos meus sonhos, pelo amor e apoio. As minhas irmãs Emileine e Georgia, e ao meu sobrinho Leonardo a meus grandes amigos, por todas as risadas, pelo carinho e pela paciência. Dedico.
AGRADECIMENTOS
Agradeço à Deus pela presença constante; Ao Prof. Dr. Delfim Fernando Gonçalves Santos pelos conhecimentos, dedicação e amizade, transmitidos durante toda orientação deste trabalho; Ao Prof. Dr. Francisco Veiga, pela possível realização deste trabalho, pela sua orientação e exemplo profissional, pela confiança sempre depositada em mim, amizade e agradável convivência; Ao Laboratório de Tecnologia Farmacêutica da Faculdade de Farmácia da Universidade de Coimbra por toda a estrutura que possibilitou a realização desse trabalho; Ao programa de pós-graduação do Curso de Mestrado em Tecnologia Farmacêutica em especial a Prof.ª Dr.ª Fernanda Bahia, prezada coordenadora, pela oportunidade proporcionada viabilizando este trabalho de pesquisa; Às amigas do Laboratório de Tecnologia Farmacêutica da Faculdade de Farmácia da Universidade de Coimbra, Rita, Claudia, Jucimara, Alexandra e Felipe, entre outros, em especial e com muito carinho a Camile e a Cristina por momentos de distracção entre um experimento e outro, pela amizade e orientações; À Rita Figueiras, com muito carinho, por toda a sua ajuda desde o início deste trabalho científico, pela amizade e sua sempre disposição à orientação; A Janssen Pharmaceutica (Beerse-Bélgica), pelo fornecimento do Miconazol e a Roquettte (Lestrem, France) pelas ciclodextrinas; A Profª. Dr.ª Maria Teresa Vieira do Instituto Pedro Nunes (IPN) pela assistência técnica para realização das técnicas de RX e SEM; Aos professores do mestrado em Tecnologia Farmacêutica da Faculdade de Farmácia da Universidade do Porto em especial a Profª. Drª Maria Helena Amaral pela sua sempre disposição e carinho; Aos meus queridos avós, meus tios e primos, que formam minha amada família, por todo carinho e apoio; Às minhas amigas de graduação pelos momentos mais felizes da faculdade, e a todos meus amigos pelos óptimos finais de semana; Aos meus amigos Eloiso e Lilian pelo apoio, confiança e carinho para que este sonho fosse realizado; A todos que directa ou indirectamente colaboraram na execução deste trabalho.
SUMÁRIO
Agradecimentos iv
Resumo vi
Abstract ix
Abreviaturas xii
Índice de Figuras xiii
Índice de Tabelas xv
Índice Geral xvi
RESUMO
As substâncias activas, na sua maioria, não possuem solubilidade suficiente
em água e as formulações tradicionais para fármacos insolúveis envolvem uma
combinação de solventes orgânicos, tensioactivos, e condições extremas de pH, que
frequentemente podem causar irritações ou outras reacções adversas. Sabe-se que
um fármaco tem que ter um determinado nível de solubilidade em água para ser
prontamente libertado na membrana celular, mas necessita ser bastante hidrofóbico
para atravessar a membrana.
Uma das propriedades das ciclodextrinas é a sua capacidade de promover a
libertação dos fármacos através das membranas biológicas. As moléculas de
ciclodextrinas são relativamente grandes e com uma superfície exterior hidratada. Em
condições normais as moléculas de ciclodextrinas permeiam as membranas biológicas
com considerável dificuldade.
As ciclodextrinas têm sido utilizadas em formulações semi-sólidas para
aumentar a solubilidade e a estabilidade das substâncias em água, bem como
promover a libertação de fármacos em membranas biológicas.
As membranas biológicas por serem relativamente lipofílicas, apresentam uma
baixa afinidade para as moléculas de ciclodextrinas hidrofílicas e, consequentemente
estas tendem a permanecer sob a membrana, por exemplo, em bases aquosas (tais
como cremes ou geles hidrófilos) saliva ou fluido lacrimal. Os promotores de
permeação convencionais, tais como os álcoois e os ácidos gordos, desorganizam as
camadas lipídicas da barreira biológica. As ciclodextrinas, por outro lado, agem como
promotores de absorção aumentando a disponibilidade do fármaco na superfície da
barreira biológica.
As leveduras são fungos oportunistas responsáveis pela maior parte das
infecções fúngicas nos seres humanos. A Candida albicans é considerada uma das
leveduras mais patogénicas para o ser humano, causando um grande número de
infecções oportunistas. A candidiase oral é muito comum em pessoas idosas que
normalmente usam próteses dentárias e em imunodeprimidos. Os agentes
antifúngicos imidazólicos, como o Miconazol (MCZ) são usados nesta terapêutica, e
são activos contra todos os fungos causadores de infecções superficiais de pele e
mucosas. A acção principal de um fármaco imidazólico é localizada ao nível de
membrana celular. A via citocromo P-450, dependente de C14 lanosterol dimetilase, é
inibida, e esta é a responsável pela produção de ergosterol que é um componente
necessário á constituição da parede celular do fungo. A maioria das micoses
superficiais mucocutâneas pode ser tratada com medicamentos tópicos.
Numa primeira parte do trabalho, o objectivo foi complexar o antifúngico,
miconazol, que é insolúvel em água, com uma ciclodextrina modificada, Metil-β-
ciclodextrina (MBCD), e caracterizar os complexos obtidos.
Numa segunda parte, foi desenvolvida uma formulação semi-sólida hidrófila
com uma maior adesividade, usando como promotor de libertação, uma ciclodextrina,
A formulação final destina-se ao tratamento da candidiase oral, facilitando a
administração desse medicamento em pessoas utilizam proteses dentárias. Desta
forma avaliou-se a inclusão do MCZ na β-ciclodextrina modificada, as características
reológicas do gel e a difusão do fármaco bem como a influência da ciclodextrina como
promotora de absorção
Os complexos de inclusão no estado líquido foram preparados pelo método de
solubilidade de fases, segundo Higuchi & Connors, (1965). A estequiometria obtida
para o complexo de inclusão formados em solução foi de 1:1 e 1:2 e as constantes de
estabilidade calculadas foram de 124,84 M-1 e 11,47 M-1, demonstrando uma
adequada associação do fármaco com a ciclodextrina escolhida, tornando-se possível
promover a solubilização em água do MCZ pela inclusão na cavidade da ciclodextrina
seleccionada. As técnicas de malaxagem, co-evaporação, atomização e liofilização
foram utilizadas para a obtenção dos complexos sólidos e as técnicas de calorimetria
diferencial de varrimento (DSC), difração de Raio-X (RX), microscopia electrónica de
varrimento e o espectroscopia de infravermelho, permitiram a caracterização físico-
química dos complexos formados por inclusão do MCZ em MBCD.
A cedência de formulações tópicas ou libertação in vitro pode ser determinada
por estudos em células de difusão equipadas com membranas sintéticas. O teste é
recomendado pela agência americana, Food and Drug Administration (FDA), para
determinação de equivalência entre duas formulações após mudanças específicas,
como fornecedor e equipamentos. A sua aplicação na determinação de uniformidade
entre lotes e no desenvolvimento de formulações também é amplamente aceite.
A quantidade de fármaco presente nas camadas da mucosa dependerá da
eficiência relativa dos processos de libertação do fármaco da formulação semi-sólida
que o contém e de penetração da substância activa.
A difusão do MCZ da formulação desenvolvida e de uma formulação existente
no mercado foi avaliada in vitro, utilizando células de difusão de Franz modificadas.
Dos resultados obtidos, é possível concluir que o hidrogele formulado com o
complexo MCZ/MβCD, através do método de liofilização, garante uma quantidade
semelhante de MCZ disponível no local de acção, quando comparado com a
formulação disponível no mercado Português.
ABSTRACT
Most drugs do not have sufficient solubility in water and the traditional
formulations for insoluble drugs involve a combination of organic solvents, surfactants,
and extreme conditions of pH, which often can cause irritation or other adverse
reactions. It is known that a drug needs to have a certain level of solubility in water to
be promptly released in the cell membrane and yet hydrophobic enough to cross the
membrane.
One of the most interesting properties of the cyclodextrins is their ability to
promote the release of drugs through biological membranes. The molecules of
cyclodextrins are relatively large and with an outer surface hydrated. Hence, under
normal conditions the molecules of cyclodextrins permeate the biological membranes
with considerable difficulty.
The lipophilic membrane has a relatively low affinity for the molecules of
hydrophilic cyclodextrins and therefore they are outside the membrane, for example, in
aqueous bases (such as creams or gels hydrophilics) saliva or fluid tear. Promoters of
conventional penetration, such as alcohols and fatty acids, disrupt the lipid layers of
biological barrier.
The cyclodextrins, on the other hand, act as promoters to the absorption, by
increasing the availability of the drug on the surface of the biological barrier. The
cyclodextrins have been used in semi-solid formulations to increase the solubility and
stability of the substances in water, as well as promote the release of drugs through
biological membranes.
The yeasts are opportunistic fungi responsible for most of fungal infections in
humans. A Candida albicans is considered one of the most pathogenic yeasts to
humans, causing a large number of opportunistic infections.
The oral candidiase is very common in elderly people who often use dental
prostheses and in immuno-compromised. The imidazolic antifungal agents such as
Miconazole (MCZ) are active against all fungi that cause infections of the skin and
mucosal surface. The main action of these imidazolic agents is located at the cell
membrane. Route cytochrome P-450, dependent on C14 lanosterol dimetilase is
inhibited, and this is responsible for the production of ergostero, an essential
component of the fungus cell wall. Most mycoses mucocutaneous surface can be
treated with topical medications.
In the first part of the present work, the water insoluble and antifungal drug,
miconazole was complex with a modified cyclodextrin; methyl-β-cyclodextrin (MBCD),
followed by the characterisation ofthe attained complex.
In the second part, a hydrophilic semi-solid formulation with a greater
adhesiveness was prepared, which incorporated the cyclodextrin as promoter.
This formulation was intended for the treatment of oral candidiase, facilitating
the administration of the miconazole to people who make use of dental prostheses.
Thus evaluate the inclusion of MCZ in β-cyclodextrin modified to methyl-β-cyclodextrin
(MBCD), the rheological characteristics of the gel and the spread of the drug as well as
the influence of cyclodextrin as a promoter of absorption
The complexes of inclusion of MCZ in cyclodextrins were prepared by the
method of solubility of phases, according Higuchi & Connors, (1965). The stechiometry
obtained for the complex was 1:1 and 1:2 and stability constant was calculated from
124.84 M-1 and 11.47 M-1, demonstrating an appropriate combination of the drug with
the chosen cyclodextrin, allowing the water solubilization of the MCZ.
The techniques of kneaded, co-evaporation, atomization and lyophilization were used
to produce the complex solid and the techniques of differential scanning calorimetry
(DSC), the X-ray diffraction (RX), and scanning electron microscopy (SEM) and fourier
transform infrared spectroscopy (FITR), allowed the characterization physic chemistry
of the inclusion complex MCZ / MBCD formed.
The drug release from topical formulations or in vitro release can be determined
through studies in diffusion cells equipped with synthetic membranes. The test is
recommended by the American agency, Food and Drug Administration (FDA) for the
determination of the equivalence between two formulations after specific changes, Its
application in the determination of the uniformity between lots and in the development
of formulations is also widely accepted.
The total amount of drug present in the mucosa layers depends on the
efficiency with which the drug is released from the semi-solid formulation and of the
penetration of the active substance.
The aim of the in vitro evaluation here used was to evaluate the MCZ diffusion
from both formulations, optimized and commercially available, using modified Franz
cells.
The results obtained with this technique showed that the gel formulated with the
complex MCZ/MβCD by lyophilisation demonstrated a similar amount of available MCZ
at the target site, when compared to the commercially available formulation, containing
the non-complexed MCZ.
ABREVIATURAS
Lista de Abreviaturas e Siglas Carb – Carbopol
CD – Ciclodextrina
CDs – Ciclodextrinas
CGTase – Ciclodextrina-α-glicosiltransferase
COE – Co-evaporado
DIMEB – Dimetil-β-ciclodextrina
DSC – Calorimetria Diferencial de Varrimento
EHL – Equilíbrio hidrófilo/lipófilo
FDA - Food and Drug Administration
FTIR - Espectroscopia de Infravermelho com transformadas de Fourier (“Fourier
transform infrared spectroscopy”)
HIV – Vírus da imunodeficiência
HPβCD - Hidroxipropil-β-ciclodextrina
KS – Constante de estabilidade
LF – Liofilização
MCZ – Miconazol
MLX – Malaxagem
MβCD - Metl-β-ciclodextrina
P407 – Polaxamero 407, (Pluronic F127®)
PBS – Tampão fosfato/salina
RDC – Grau relativo de cristalinidade
RMβCD - Randomil-β-ciclodextrina
RX – Difracção de Raio-X
SBEβCD – Sulfobutileter-β-ciclodextrina
SEM - Microscopia electrónica de varrimento (“scanning electron microscopy”)
SIDA – Síndrome da imunodeficiência adquirida
SP – Secagem por pulverização
TRIMEB –Trimetil-β-ciclodextrina
USP - United States Pharmacopoeia
INDICE DE FIGURAS
Figura 01 Possíveis mecanismos através dos quais a quimioterapia agrava a candidiase
oral.
19
Figura 02 Factores locais de risco no desenvolvimento de candidiase orofaringea. 21
Figura 03 Factores sistémicos de risco no desenvolvimento de candidiase orofaringea. 21
Figura 04 Estrutura do Miconazol. 25
Figura 05 Início do artigo de Villier em Comptes Rendus da Academia de Ciências de
1891.
29
Figura 06 A capa do livro de Friedrich Cramer “Einschlussverbindungen” (compostos de
inclusão), publicado em Berlim em 1954, onde são descritos vários tipos de
compostos que podem formar complexos de inclusão, incluindo ciclodextrinas.
30
Figura 07 A primeira página das duas primeiras patentes de ciclodextrinas intitulada “
Métodos para preparação de compostos de inclusão de compostos orgânicos
fisiologicamente activos”. As patentes foram submetidas a 5 de Novembro de
1953 na Alemanha por Karl Freudenberg Friedrich Cramer and Hans Plieninger.
31
Figura 08 Estrutura química da β-Cyclodextrina. 33
Figura 09 Estrutura geral da ciclodextrinas. Os derivados alfa, beta e gama são definidos
por n - 1, 2 e 3, respectivamente.
37
Figura 10 Representação esquemática da estrutura tridimensional das CDs, mostrando as
características estruturais definidas pelo arranjo das unidades de glicose.
37
Figura 11 Diferentes dimensões da α-Cyclodextrina, β-Cyclodestrina e γ-Cyclodextrina. 38
Figura 12 Complexo de inclusão fármaco-α-ciclodextrina. 46
Figura 13 Representação esquemática da formação do complexo de inclusão. O ácido
salicílico é a molécula hóspede.
49
Figura 14 Permeação do fármaco através da membrana biológica em veículo aquoso da
ciclodextrina (C – Ciclodextrina; D – Fármaco).
59
Figura 15 Representação do Diagramas de Fases. 70
Figura 16 Modelos cinéticos que se estabelecem durante a formação, em solução, de
complexos de inclusão. S0 e Sc correspondem respectivamente a solubilidade
da molécula hóspede na ausência de CD e o limite de solubilidade do complexo
formado. Kc representa a constante de estabilidade do complexo formado.
71
Figura 17 Eficiência de complexação de um complexo fármaco-CD de estequiométrica
1:1.
72
Figura 18 Diagrama de solubilidade de fases do sistema MβC/MCZ em água destilada. 77
Figura 19 Diagrama de solubilidade de fases do sistema HPβCD/MCZ em água destilada. 78
Figura 20 Microscopia electrónica de varrimento: (a) MCZ; (b) MβCD; (c) MF; (d) MLX; (e)
COE; (f) SP e (g) LF.
92
Figura 21 Termograma de DSC: (a) MCZ; (b) MβCD; (c) MF; (d) MLX; (e) COE; (f) SP e
(g) LF.
94
14
Figura 22 Perfil do espectro de FTIR do Miconazol. 98
Figura 23 Perfil dos espectros de FTIR da (a) MβCD, (b) MF; (c) MLX; (d) COE; (e) SP e
(f) LF.
99
Figura 24 Difractogramas de raio X: (a) MCZ; (b) MβCD; (c) MF; (d) MLX; (e) COE; (f) SP
e (g) LF.
100
Figura 25 Solubilidade aquosa do MCZ. 103
Figura 26 Solubilidade do MCZ em PBS 6.8. 103
Figura 27 Termograma de DSC dos polímeros (a) Carbopol; (b) Pluronic; (c)
Carb0,5%Plur20%; (d) Carb1%Plur20% e (e) Carb1,5%Plur20%.
119
Figura 28 Termograma de DSC dos polímeros (a) Liofilizado; (b) Carb1%Plur20% e (e)
Mistura Carb1,0%Plur20% e Complexo Liofilizado.
120
Figura 29 Gráfico da reologia dos hidrogéis de (a) Carbopol 1%; (b) Pluronic 20%; (c)
Pluronic 20%:Carbopol 0,5% e (d) Pluronic 20%:Carbopol 1,0%.
121
Figura 30 Viscosidade do Hidrogele de Carbopol 1%. 122
Figura 31 Viscosidade do Hidrogele de Pluronic 20%. 122
Figura 32 Viscosidade do Hidrogele de Pluronic 20%:Carbopol 0,5%. 123
Figura 33 Viscosidade do Hidrogele de Pluronic 20%:Carbopol 1%. 123
Figura 34 Gráfico da firmeza dos hidrogeles base a 25 ±2ºC. 126
Figura 35 Gráfico da adesividade dos hidrogeles base a 25 ±2ºC. 126
Figura 36 Gráfico da firmeza dos hidrogeles base a 37 ±2ºC. 127
Figura 37 Gráfico da adesividade dos hidrogeles base a 37 ±2ºC. 127
Figura 38 Gráfico da firmeza dos hidrogeles a 25 ±2ºC. 129
Figura 39 Gráfico da adesividade dos hidrogeles a 25 ±2ºC. 129
Figura 40 Gráfico da firmeza dos hidrogeles a 37 ±2ºC. 130
Figura 41 Gráfico da adesividade dos hidrogeles a 37 ±2ºC. 130
Figura 42 Aspectos dos hidrogeles. 131
Figura 43 (A)Ilustração esquemática da célula de Franz; (B) compartimento dador padrão,
(C) compartimento dador célula de Franz modificada.
138
Figura 44 Esquema do sistema fechado de retirada de amostra. 144
Figura 45 Perfil de Libertação in vitro dos hidrogeles em Membrana de Diálise. 148
Figura 46 Perfil de Libertação in vitro do hidrogele em Membrana de Polietersulfona 148
Figura 47 Curva de calibração “A”, de miconazol em etanol/água (1:1), a 272 nm. 156
Figura 48 Curva de calibração “B” de miconazol em PBS/etanol (1:1), a 273 nm. 156
Figura 49 Gráfico distribuição do erro residual, curva “A”. 160
Figura 50 Gráfico distribuição do erro residual, curva “B”. 160
15
INDICE DE TABELAS
Tabela 01 Características das principais formas de candidiase. 22
Tabela 02 Especialidades farmacêuticas contendo complexos de inclusão fármaco -
CD.
36
Tabela 03 Características físico químicas da α-, β- e γ-ciclodextrina. 39
Tabela 04 Exemplos da utilização de ciclodextrinas em transdérmicos. 56
Tabela 05 Exemplos de utilização de derivados de ciclodextrinas em transdémicos. 59
Tabela 06 Solubilidade máxima do MCZ atingido nas soluções de CDs.Parâmetros
derivados dos respectivos diagramas de fases.
79
Tabela 07 Número de onda experimental e teórica (FTIR) do miconazol. 97
Tabela 08 Intensidade dos picos e valores de RDC para os sistemas MCZ/MβCD. 101
Tabela 09 Solubilidade aquosa dos complexos com MCZ a 25ºC ±1 após 48 horas. 103
Tabela 10 Solubilidade dos complexos, em PBS 6.8, a 25ºC ±1 após 48 horas. 103
Tabela 11 Formulação dos hidrogeles I. 116
Tabela 12 Formulação hidrogeles II. 117
Tabela 13 Valores comparativos de (f1) e (f2). 147
Tabela 14. Valores de Eficiência de Dissolução. 147
Tabela 15 Dados utilizados e obtidos para a verificação da precisão do método de UV
para análise do MCZ, para curva A, (Etanol/água).
158
Tabela 16 Dados utilizados e obtidos para a verificação da precisão do método de UV
para análise do MCZ para curva B (PBS/Etanol).
159
16
INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................ 18
PATOLOGIA ............................................................................................................................................ 18 ANTIFÚNGICOS ...................................................................................................................................... 23
Mecanismo de acção ......................................................................................................................... 24 MICONAZOL ........................................................................................................................................... 25 FARMACODINÂMICA .............................................................................................................................. 25
Farmacocinética do gel oral de miconazol ....................................................................................... 26 CICLODEXTRINAS ................................................................................................................................... 29
Generalidades ................................................................................................................................... 32 Propriedades das Ciclodextrinas ...................................................................................................... 37 Factores que influenciam a formação do complexo de inclusão ...................................................... 39 Considerações Toxicológicas ........................................................................................................... 42 Derivados das ciclodextrinas ............................................................................................................ 44 Derivados metilados ......................................................................................................................... 44 Formação de Complexos de Inclusão ............................................................................................... 45 Formação de complexos de inclusão em solução ............................................................................. 51 Degradação, Absorção e Metabolismo das Ciclodextrinas .............................................................. 52 Ciclodextrinas na administração dérmica ........................................................................................ 53 Ciclodextrinas como promotores de absorção.................................................................................. 55
OBJECTIVO GERAL ................................................................................................................................ 60 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................................... 61
FORMAÇÃO DOS COMPLEXOS DE INCLUSÃO EM SOLUÇÃO ................................................ 69
INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................ 69
MATERIAL E MÉTODOS .................................................................................................................. 75 MATERIAL .............................................................................................................................................. 75 MÉTODOS .............................................................................................................................................. 75
Doseamento espectrofotométrico do MCZ ........................................................................................ 75 Diagrama de solubilidade de fases ................................................................................................... 76 Detecção no ultravioleta ................................................................................................................... 76
RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................................................ 77 ESTUDO DE SOLUBILIDADE DE FASES................................................................................................... 77 CONCLUSÃO ..................................................................................................................................... 81 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................................................ 82
PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DOS COMPLEXOS DE INCLUSÃO NO ESTADO SÓLIDO ...................................................................................................... 84
INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................ 84
MATERIAL E MÉTODOS .................................................................................................................. 85 MATERIAL .............................................................................................................................................. 85 MÉTODOS .............................................................................................................................................. 85
Mistura física .................................................................................................................................... 85 Malaxagem........................................................................................................................................ 85 Co-evaporação .................................................................................................................................. 85 Secagem por pulverização ................................................................................................................ 86 Liofilização ....................................................................................................................................... 86 Solubilidade dos complexos de inclusão ........................................................................................... 87
MÉTODOS DE CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUIMICA.............................................................. 87 Microscopia electrónica de varrimento (SEM) ................................................................................. 87 Calorimetria diferencial de varrimento (DSC) ................................................................................. 88 Difracção de raios X (RX) ................................................................................................................ 88 Espectroscopia de infravermelho com transformadas de Fourier (FTIR) ........................................ 89
RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................................................ 89 Preparação dos complexos no estado sólido .................................................................................... 89 Microscopia electrónica de varrimento (SEM) ................................................................................. 90 Calorimetria diferencial de varrimento (DSC) ................................................................................. 93 Espectroscopia de infravermelho com transformadas de Fourier (FTIR) ........................................ 95 Difracção de raios X (RX) ................................................................................................................ 99 Solubilidade aquosa dos complexos de inclusão ............................................................................ 102
17
CONCLUSÃO ................................................................................................................................... 104 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................................................. 105
DESENVOLVIMENTO E ESTUDO REOLOGIA DE UMA FORMULAÇÃO PARA APLICAÇÃO BUCAL ........................................................................................................................... 109
INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................... 109
GELES .................................................................................................................................................. 111 PLURONIC ............................................................................................................................................ 113 CARBOPOL .......................................................................................................................................... 114 OBJECTIVO ...................................................................................................................................... 115 MATERIA E MÉTODOS .................................................................................................................. 115
Material .......................................................................................................................................... 115 Métodos ........................................................................................................................................... 115 Preparação dos Hidrogeles ............................................................................................................ 115 Hidrogele de Carbopol (A) ............................................................................................................. 115 Hidrogele Pluronic (B) ................................................................................................................... 115 Hidrogele Pluronic-Carbopol (C1; C2; C3) ................................................................................... 116 Hidrogeles [MCZ 2% (D);MBCD (E), Mistura Física (F) e Complexo (G)] ................................. 116 Estudo da compatibilidade dos excipientes presentes nos hidrogeles ............................................ 117 Caracterização da Viscosidade ...................................................................................................... 117 Análise da Textura .......................................................................................................................... 118 Análise estatística ........................................................................................................................... 118
RESULTADOS E DISCUSSÃO ...................................................................................................... 119 Calorimetria diferencial de varrimento (DSC) ............................................................................... 119 Viscosidade ..................................................................................................................................... 120 Análise da textura dos hidrogeles base ........................................................................................... 123 Textura dos hidrogeles .................................................................................................................... 127 Aspecto ............................................................................................................................................ 130
CONCLUSÃO ................................................................................................................................... 133 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................................................. 134
ESTUDO DE LIBERTAÇÃO ............................................................................................................... 136
INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 136 OBJECTIVO ...................................................................................................................................... 141 MATERIAL ........................................................................................................................................ 141 MÉTODOS ......................................................................................................................................... 142 LIBERTAÇÃO IN VITRO ATRAVÉS DE MEMBRANA SINTÉTICA .............................................................. 142
Meio receptor .................................................................................................................................. 142 Curva de Calibração....................................................................................................................... 142 Preparação das membranas sintéticas ........................................................................................... 143 Membrana de diálise Visking ® ...................................................................................................... 143 Membrana de polieterssulfona........................................................................................................ 143 Montagem das células de difusão de Franz .................................................................................... 143 Análise dos dados da libertação ..................................................................................................... 144
RESULTADOS E DISCUSSÃO ...................................................................................................... 145 CONCLUSÃO ................................................................................................................................... 149 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................................................. 150
ANEXO I ................................................................................................................................................. 155
ANEXO II ............................................................................................................................................ 161
ANEXO III .............................................................................................................................................. 165
ANEXO IV .......................................................................................................................................... 168
Introdução
18
INTRODUÇÃO Patologia
As leveduras são fungos oportunistas, que se apresentam sob a forma unicelular,
responsáveis pela maior parte das infecções fúngicas nos seres humanos. Durante as
últimas décadas, emergiram gerando um aumento da incidência de mortes,
especialmente em doentes com o sistema imunitário comprometido como é o caso dos
doentes com SIDA, doentes à espera de um transplante e que estão passando por
algum tipo de quimioterapia com anti-tumorais (Chang, 2003).
Os factores de risco (Figuras 01, 02 e 03) que predispõem os doentes a este tipo
de infecções incluem a diabetes mellitus, o uso de antibióticos de largo espectro e os
fármacos psicotrópicos, os tratamentos de quimioterapia de duração prolongada, o uso
crónico de corticoterapia por inalação oral, a imunossupressão do sistema imunitário
seguido de um transplante de órgãos, os procedimentos cirúrgicos resultantes de
tratamentos hospitalares intensivos e prolongados, a hemodiálise e a diálise
interperitoneal em doentes imunocomprometidos.
A infecção por leveduras tem também estado associada à utilização de
dispositivos médicos tais como implantes, cateteres vasculares, próteses dentárias,
lentes de contacto, bypasses para o coração, ligações artificiais, discos intervertebrais,
entre outros (Brajtburg, 2003).
Autópsias efectuadas em doentes imunocomprometidos revelaram que pelo
menos metade, estavam infectados com espécies de Cândida sp. Das leveduras mais
patogénicas a Candida albicans é considerada a mais crítica para o ser humano,
causando um grande número de infecções oportunistas que em doentes
imunocomprometidos podem ser fatais. A candidíase oral é uma das mais comuns e
tratáveis das infecções da mucosa oral observadas em pessoas com infecções
humanas pelo Vírus da imunodeficiência (HIV) ou infecção da Síndrome de
Introdução
19
imunodeficiência adquirida (SIDA) e pode ser uma fonte significativa de frequente
desconforto oral, dor, perda do paladar, e aversão aos alimentos (Patton, 2001).
Esta levedura é um organismo comensal estando presente no ser humano sem
causar infecções, coexistindo com o hospedeiro. Normalmente atinge os extremos da
faixa etária (crianças e idosos). Pode colonizar o tracto intestinal, oral, vaginal,
respiratório, urinário, sanguíneo, entre outros. Contudo, num paciente
imunocomprometido, esta levedura pode causar sérias infecções nas mucosas, que
incluem candidiases vaginais e infecções orais ou sistémicas (O'Sullivan, 2000).
Figura 01. Possíveis mecanismos através das quais a quimioterapia agrava a candidiase oral (Adaptado: Samaranayake, 1990).
Doença maligna
Quimioterapia
Medula óssea
Mucosa Oral
Antibioterapia
Neutropenia
↓ Proliferação celular
Redução da flora normal
Atrofia celular
↑ Candidiase
Inflamação e ou ulceração da mucosa
↑ Susceptilidade à Candidiase
Introdução
20
A candidiase representa a condição patológica mais frequente, dentro do grupo de
lesões brancas da mucosa oral (Goodman e Gilman, 1996). A candidiase oral é muito
comum também em pessoas idosas que normalmente usam próteses dentárias. Num
estudo realizado na Dinamarca demonstrou-se que, cerca de 60% dos indivíduos com
mais de 60 anos portadores de placas dentárias sofriam de estomatites dentárias
associadas a candidiase oral (Ellepola, 1998). Estas lesões brancas na orofaringe e
esofaringe, conhecidas popularmente como “sapinho”, podem ser acompanhadas da
queilite angular e glossite oral (Budtz-Jorgensen, 1990a).
A queilite angular é uma variante da candidíase que atinge as comissuras
labiais. É frequente em pacientes idosos que fazem uso de prótese dentária por perda
da dimensão vertical dos lábios. Caracteriza-se clinicamente por presença de áreas de
atrofia e hiperemia das comissuras labiais, às vezes acompanhadas de dor ardor e
sangramento local. O tratamento é feito com antifúngicos de uso tópico, como o
miconazol em gel, e pela correcção da dimensão vertical bucal com melhor adaptação
da prótese dentária (Epstein, 1990).
Os recém nascidos são mais susceptíveis a candidiase orofaríngea em virtude do
seu sistema imunitário ser ainda imaturo. A infecção geralmente é adquirida durante o
parto pela mãe que pode estar com candidíase vaginal, manifestando-se na primeira
semana após o nascimento. A exposição à Candida albicans pelos recém nascidos
pode também ocorrer devido a biberons infectados pela pele das enfermeiras ou da
mãe levando assim a obtenção da candidiase orofaringea. Essa infecção geralmente é
benigna e, em geral, pode ser tratada de forma eficaz com agentes tópicos (Epstein,
1998).
Clinicamente pode apresentar-se nas formas pseudomembranosa, forma mais
comum, atrófica aguda e crónica e hiperplásica. A candidíase mucocutânea manifesta-
se como a forma pseudomembranosa com característica familiar autossômica
recessiva. A tabela 1 caracteriza as principais formas de candidíase.
Introdução
21
Figura 02. Factores locais de risco no desenvolvimento de candidiase orofaringea (Adaptado Budtz-Jorgensen, 1990b)
Figura 03. Factores sistémicos de risco no desenvolvimento de candidiase orofaringea (Adaptado Budtz-Jorgensen, 1990b)
FACTORES LOCAIS
Xerostomia por:Radioterapia; Quimioterapia e Síndrome de Sjogren’s
Antibioterapia de largo espectro e esteróides
Dieta com alto teores de hidratos de carbono
LeucoplasiaCancro oral
Próteses dentárias
Tabagismo
FACTORES SISTÉMICOS
Recém nascidos Idade avançada
Leucemia Agranulocitose
Imunosupressão (Síndrome da Imunodeficiência Adquirida, uso de esteróides)
Deficiência nutricional (vitamina B12, folato, ferro)
Diabetes
Introdução
22
Diversos agentes sistémicos e não-sistémicos (tópicos) estão disponíveis para
tratar candidíase orofarígea. Agentes tópicos são o principal elemento da terapia,
especialmente em casos simples. Sempre que possível as preparações tópicas devem
ser utilizadas antes dos fármacos antifungicos sistémicos (Datry, 1993).
Tabela 01: Características das principais formas de candidiase (Adaptado: Goodman e Gilman, 1996).
Tipo de Lesão Aspectos clínicos Factores associados
Pseudomembranosa Placas brancas e aderentes sobre a
mucosa, destacáveis, deixando o leito
com sangue. Ocorrem principalmente
em mucosa de cavidade oral, orofaringe
e porção lateral do dorso da língua.
Raramente dolorosa.
Factores locais e
sistémicos
Atrófica aguda Eritema local ou difuso, doloroso. Áreas
de despapilação e desqueratinização
em dorso da língua, deixando-a
dolorosa, edemaciada e eritematosa.
Antibioterapia
Atrófica crónica Eritema difuso com superfície
aveludada, associada à forma
pseudomembranosa, ou como queilite
angular.
Afecta 65% da população
geriátrica com prótese
dentária.
Hiperplásica Infecção crónica, aspecto leucoplásico,
espessado, não destacável em mucosa
oral, palato e língua (principalmente)
Não apresentam factores
associados
Introdução
23
Antifúngicos
Os agentes antifúngicos eram pouco conhecidos até 1970, e apresentavam
muitas restrições relativamente ao seu uso, devido à toxicidade, estreito espectro de
actividade, baixa actividade farmacológica e dificuldades na administração parenteral.
Os imidazólicos, uma nova classe de agentes antifúngicos, foi introduzida na
terapêutica, pela sua versatilidade de administração, baixa toxicidade e abrangente
espectro de actividade, sendo pouco frequente, a resistência desenvolvida pelos
fungos a estes agentes (Fitzpatrick et al., 1997).
Os agentes imidazólicos possuem actividade e espectro similar, são activos
contra todos os fungos causadores de infecções superficiais de pele e mucosas. São
muito eficazes, poucos tóxicos e com baixos níveis de resistência (Fuchs, 1998).
A acção principal de um fármaco imidazólico é localizada ao nível de
membrana celular. A via citocromo P-450, dependente de C14 lanosterol dimetilase, é
inibida, e esta é a responsável pela produção de ergosterol que é componente
necessário na constituição da parede celular do fungo (Vanden, 1985).
A terapia com fármacos imidazólicos está comercialmente disponível para uma
variedade de vias de administração: parenteral, intravenosa, oral ou tópica.
Os vários imidazóis e vias de administração, apresentam no entanto diferentes
indicações e toxicidades, dependendo da severidade e do tipo de dermatófito. A
maioria das micoses superficiais mucocutâneas pode ser tratadas com medicamentos
tópicos, sendo necessários produtos sistémicos, apenas em algumas situações
(Pershing, 1994).
Actualmente existem vários tipos de imidazóis tais como o tiabendazol,
miconazol, clotrimazol, econazol, sulconazol e o cetoconazol (Martindale, 1993).
O antifúngico miconazol mostrou-se ser eficaz em pacientes com candidiases
orofaríngea e esofaríngea (Goldstein, 1993). Quando os agentes tópicos não podem
controlar eficazmente a candidíase orofaríngea, combina-se a terapia tópica com um
Introdução
24
agente sistémico, assegurando uma dose mais baixa e menor tempo de tratamento
(Epstein, 1990).
Os compostos imidazólicos, são os mais preferidos nas micoses cutâneas e de
mucosas, mas, uma efectiva terapia requer que a substância activa seja libertada no
sítio de infecção numa adequada concentração para produzir um efeito farmacológico
eficaz (Fuchs, 1998).
Mecanismo de acção
Os azóis têm como alvo a membrana celular dos fungos. Os polienos ligam-se a
uma porção esterol, basicamente o ergosterol, presente na membrana de fungos
sensíveis, formando poros ou canais. O resultado é um aumento na permeabilidade da
membrana que permite o extravasamento de diversas moléculas pequenas, levando à
morte celular. Os azóis são compostos totalmente sintéticos. O mecanismo de acção
destes fármacos baseia-se na inibição da esterol-14-α-desmetilase, um sistema
enzimático microssomal dependente do citocromo P450, prejudicando a síntese do
ergosterol na membrana citoplasmática e levando a uma acumulação de 14-α-
metilesteróis. Esses metilesteróis não possuem a mesma forma e propriedades físicas
que o ergosterol e levam à formação da membrana com propriedades alteradas, que
não desempenha as funções básicas necessárias ao desenvolvimento do fungo. Os
azóis causam menos reacções adversas que a anfotericina B, mas são menos
potentes que esta. Podem ter acção fungistática ou fungicida. O uso excessivo dos
azóis levou ao aparecimento de resistência em espécies susceptíveis. Além disso, os
azóis ainda apresentam a desvantagem da resistência cruzada (Goodman e Gilman,
1996; Williams e Lemke, 2002).
Introdução
25
Miconazol
O Miconazol (MCZ) apresenta-se como um pó branco cristalino, muito pouco
solúvel na água e muito solúvel no clorofórmio, com ponto de fusão entre 83º a 87º
(British Pharmacopoeia, 1998). Possui forma molecular C18H14Cl4N20 e peso molecular
de 416,13 g/mol (Merck Index, 2001). O grupo imidazólico presente na sua estrutura
está sujeito a protonação, com pka de aproximadamente 6,7. A sua estrutura está
representada na Figura 04.
Figura 04.Estrutura do Miconazol
A designação comum do miconazol é 1-[2-(2,4-Diclorofenil)-2-[(2,4-diclorofenil)-
metoxi]-etil]-1H-imidazol (Merck índex, 2001).
Farmacodinâmica
O Miconazol possui atividade antifúngica contra os dermatófitos e leveduras
comuns assim como actividade antibacteriana contra certos bacilos e cocos gram-
positivos.
Introdução
26
A sua actividade é traduzida pel inibição da biossíntese de ergosterol nos
fungos e na mudança da composição dos componentes lipídicos das membranas,
resultando em necrose da célula fúngica.
Farmacocinética do gel oral de miconazol
Absorção
O miconazol possui absorção sistémica após administração sob a forma de gel
oral. A administração da dose de 60 mg de miconazol em gel oral resulta em pico de
concentração plasmática de 31 a 49 ng/mL, ocorrendo aproximadamente duas horas
após a aplicação.
Distribuição
O miconazol absorvido liga-se às proteínas plasmáticas (88,2%),
principalmente à albumina sérica e células vermelhas (10,6%).
Metabolismo e eliminação
A porção absorvida de miconazol é extensivamente metabolizada; menos de
1% da dose administrada é excretada na urina inalterada. A semi-vida final de
miconazol no plasma é de 20 - 25 horas na maioria dos pacientes. A semi-vida de
eliminação é similar nos pacientes com insuficiência renal. A concentração plasmática
de miconazol é reduzida moderadamente (aproximadamente 50%) durante a
hemodiálise.
Interacções medicamentosas
O Miconazol pode inibir o metabolismo de fármacos metabolizados pelo
sistema de enzimas CYP3A4 e CYP2C9 podendo resultar num aumento e/ou
prolongamento dos seus efeitos, incluindo efeitos adversos.
Introdução
27
O Miconazol utilizado por via oral é contra-indicado em co-administração com as
seguintes drogas que são metabolizadas pelo CYP3A4:
- Substâncias que prolongam o intervalo QT: astemizol, bepridil, cisaprida, dofetilida,
halofantrina, mizolastina, pimozida, quinidina, sertindola e terfenadina;
- Alcalóides de ergot; - inibidores de HMG-CoA redutase como sinvastatina e
lovastatina; - triazolam e midazolam oral.
Quando o Miconazol por via oral é co-administrado com os seguintes medicamentos,
deve-se ter cuidado com um possível aumento ou prolongamento dos efeitos
terapêuticos e/ou efeitos adversos. Se necessário, as doses devem ser reduzidas e,
se apropriado, os níveis plasmáticos monitorados:
- Produtos sujeitos ao metabolismo do CYP2C9
- Anticoagulantes orais, como varfarina;
- Hipoglicemiantes orais, como sulfoniluréias;
- Fenitoína.
- Outros medicamentos sujeitos ao metabolismo pelo CYP3A4:
- Inibidores da protease do HIV, como saquinavir,
- Certos agentes antineoplásicos, como alcalóides da vinca, busulfan e docetaxel;
- Certos bloqueadores de canal de cálcio, como diidropiridinas e verapamil;
- Certos agentes imunossupressores: ciclosporina, tacrolimus e sirolimus (rapamicina);
Introdução
28
- Outros: alfentanila, alprazolam, brotizolam, buspirona, carbamazepina, cilostasol,
disopiramida, ebastina, metilprednisolona, midazolam IV, reboxetina, rifabutina,
sildenafil e trimetrexato (Bulário E. Anvisa, 2008)
O miconazol é administrado também por via vaginal, sistémica, dérmica e
quando oral para tratamento das infecções do tracto gastrintestinal. Possui semi-vida
plasmática curta e deve ser administrado de oito em oito horas. Atinge concentrações
terapêuticas nos ossos, nas articulações e no tecido pulmonar, mas não no sistema
nervoso central. É inactivado pelo fígado. Os efeitos adversos são relativamente raros,
e os mais comuns consistem em distúrbios gastrintestinais.
Introdução
29
Ciclodextrinas
A primeira descrição relacionada com o isolamento de substâncias hoje
conhecidas por ciclodextrinas (CDs) de que há memória data de 1891, tendo sido
realizada por Villiers (Villiers, 1891), (Figura 05. Este investigador francês isolou uma
pequena quantidade de um composto cristalino, a partir de um meio de cultura de
Bacillus amylobacter contendo amido, o qual designou por “cellullosine” devido a forte
semelhança desta substância isolada com a celulose.
Figura 05. Início do artigo de Villier em Comptes Rendus da Academia de Ciências de 1891 (Fonte: Loftsson e Duchêne, 2007)
Quinze anos mais tarde, um microbiologista austríaco, Franz Schardinger,
(Schardinger, 1903) deu um impulso no desenvolvimento das ciclodextrinas, ao
caracterizar a substância cristalina isolada por Villier como sendo uma mistura de dois
oligossacarídeos cíclicos, os quais designou por α-dextrina cristalina e β-dextrina
cristalina, e foi ainda responsável pela primeira descrição detalhada da preparação e
isolamento destes oligossacarídeos cíclicos. Por essa mesma razão, as CDs são
também conhecidas por dextrinas de Schardinger, cicloamiloses ou cicloglucanos
(Bekers et al., 1991;Mosher e Thompson, 2002).
Havia que esperar pela metade da década de trinta para que Freudenberg e
seus colaboradores descrevessem a estrutura cíclica das ciclodextrinas isoladas por
Schardinger (Freudenberg e Cramer, 1948).
Introdução
30
No início da década de 50 dois grupos liderados por French e Cramer
começam a trabalhar intensamente na produção enzimática das ciclodextrinas, no
fraccionamento e na caracterização das suas propriedades físicas e químicas.
French (French, 1957) descobriu a existência de ciclodextrinas compostas por
um maior número de oligossacarídeos, enquanto o grupo de Cramer (Cramer, 1954)
se centrou nos estudos da capacidade de complexação.
No livro “Einschlussverbindungen” (Figura 06), Cramer descreve a estrutura
básica e as características físico-químicas da α-, β-, e γ- ciclodextrina, incluindo a
estrutura química, tamanho da cavidade, solubilidade, reactividade, capacidade de
complexação e o efeito da estabilidade química da molécula hóspede (Loftsson,
Duchene, 2007).
Figura 06. A capa do livro de Friedrich Cramer “Einschlussverbindungen” (compostos de inclusão), publicado em Berlim em 1954, onde são descritos vários tipos de compostos que podem formar complexos de inclusão, incluindo ciclodextrinas (Fonte: Loftsson e Duchêne, 2007).
Freudenberg, Cramer e Plininger apresentam o composto em 1953. Esta
patente (Figura 07) engloba praticamente os aspectos mais importantes da aplicação
Introdução
31
das ciclodextrinas na formulação de medicamentos (Freudenberg et al, 1953). Através
de vários exemplos, mostraram que mediante a complexação era possível proteger
substâncias da oxidação, aumentar a solubilidade de fármacos insolúveis e reduzir o
peso de substâncias voláteis.
Figura 07. A primeira pagina das duas primeiras patentes de ciclodextrinas intitulada “ Métodos para a preparação de compostos de inclusão de compostos orgânicos fisiologicamente activos”. As patentes foram submetidas a 5 de Novembro de 1953 na Alemanha por Karl Freudenberg Friedrich Cramer and Hans Plieninger (Fonte: Loftsson e Duchêne, 2007).
Contudo, até 1970 as CDs apenas eram produzidas, com um baixo grau de
pureza, em quantidades muito reduzidas e os elevados custos de produção destas
moléculas inibiam a sua aplicação generalizada ao nível industrial. Porém, os avanços
biotecnológicos das últimas décadas resultaram numa melhoria significativa na
obtenção de CDs naturais e dos seus derivados, em larga escala, com um elevado
Introdução
32
grau de pureza e a preços competitivos, fomentando uma forte expansão da sua
utilização no sector farmacêutico (Szejtli, 1998).
No final da década de 70 os métodos de preparação das ciclodextrinas em
escala de laboratorial, a sua estrutura, as propriedades físicas e químicas, assim como
as características da complexação já haviam sido elucidados.
Depois dos estudos toxicológicos adequados provou-se que a toxicidade
atribuída às ciclodextrinas deriva das impurezas arrastadas durante o processo de
elaboração, de uma inadequa forma de administração e do emprego de doses
extremamente altas. Desde então o número de publicações relativas as ciclodextrinas
teve um aumento acentuado.
Depois de mais de um século após a sua descoberta e de toda a pesquisa
científica que lhes é inerente, as ciclodextrinas existem em formulações farmacêuticas
nos mercados dos mais diversos países, tais como o Japão, os Estados Unidos, o
Brasil, a Argentina, a Alemanha, a Itália, a França, a Bélgica, a Holanda, a Suiça, a
Suécia, a Dinamarca, a Islândia, a Espanha, Portugal, entre outros (Mosher e
Thompson, 2002). As CDs apresentam actualmente uma boa aceitação e grandes
potencialidades como excipientes nas mais variadas formas farmacêuticas (Loftsson,
1998a).
Generalidades
As ciclodextrinas (CDs) são oligossacarídeos cíclicos (Figura 08), constituídos
por um número variável de unidades de glucose e que se obtêm por acção da enzima
ciclodextrina-α-glicosiltransferase (CGTase) sobre o amido (Szejtli, 1994). As
ciclodextrinas são conhecidas por permitirem a encapsulação molecular de fármacos
com características hidrofóbicas, alterando-lhes a solubilidade, aumentando a
estabilidade e, em alguns casos, melhorando a biodisponibilidade.
Introdução
33
Figura 08. Estrutura química da β-Cyclodextrina (Adaptado de Szejtli, 1994).
A encapsulação molecular de fármacos pelas ciclodextrinas apresenta-se muito
vantajosa sob o ponto de vista tecnológico e biológico na medida em que modifica as
propriedades físicas, químicas e biofarmacêuticas dos fármacos, sendo facilmente
conseguida e menos dispendiosa do que a encapsulação de fármacos por outros
métodos. Apesar das variadas aplicações das ciclodextrinas, aqui serão revistas as
suas aplicações e as vantagens da sua utilização em tecnologia farmacêutica, em
cosmética, na indústria química e alimentar.
As ciclodextrinas têm sido reconhecidas como um novo grupo de excipientes
farmacêuticos úteis (Loftsson e Brewster, 1996). As ciclodextrinas e os seus
complexos de inclusão podem ser utilizados na preparação de formas farmacêuticas
sólidas, líquidas e semi-sólidas com aplicação nas vias de administração oral,
parentérica, pulmonar, nasal, bucal, sublingual, rectal, ocular e dérmica (Mosher e
Thompson, 2002).
Introdução
34
Formas farmacêuticas sólidas
• Aumento da velocidade e extensão de dissolução dos fármacos quando
complexados com CDs hidrófilas em consequência do aumento da sua
solubilidade, molhabilidade e alteração do seu estado cristalino.
• Atenuação de sabores e odores desagradáveis dos fármacos.
Formas farmacêuticas líquidas
• Aumento da estabilidade física das emulsões e suspensões. As CDs presentes
em sistemas termodinamicamente instáveis como as suspensões permitem a
diminuição da velocidade de sedimentação das partículas e inibem a
recristalização de fármacos em cristais polimórficos de menor solubilidade.
Estão, portanto, na origem de um aumento da estabilidade termodinâmica
destes sistemas e exercem também efeitos positivos na deliquescência de
substâncias higroscópicas, fotólise, volatilidade, etc.
• Controlo da natureza tixotrópica de suspensões.
Formas farmacêuticas semi-sólidas
• Modificação das propriedades reológicas, tais como a consistência das
pomadas.
• Aumento da biodisponibilidade tópica através do aumento da libertação do
fármaco a partir da formulação.
• Aumento da capacidade absorvente de água das bases oleosas e emulsões do
tipo A/O por CDs hidrófilas.
• Modificação da capacidade de intumescimento dos geles.
Formas farmacêuticas injectáveis
Introdução
35
• Redução da irritação muscular e hemólise induzida por determinados
fármacos.
• Obtenção de produtos solúveis pela preparação de complexos de inclusão por
liofilização. O aumento de solubilidade dos fármacos é induzido directamente
pelo aumento da sua solubilidade intrínseca, por consequência da sua
complexação bem como pela alteração do seu estado cristalino.
• Preparação de suspensões para utilização parentérica com redução do
tamanho de partícula dos fármacos no complexo de inclusão, nomeadamente
pela utilização de técnicas de preparação dos complexos como por exemplo a
secagem por pulverização.
A viabilidade comercial das formulações farmacêuticas é de facto inegável.
Existem numerosas especialidades farmacêuticas contendo complexos fármaco-
ciclodextrina nos mercados dos Estados Unidos, Japão e Europa (Tabela 02). Para
além disso, muitos estudos clínicos estão presentemente em curso, envolvendo
produtos farmacêuticos que contêm complexos fármaco-ciclodextrina, pelo que se
espera num futuro próximo que o número de formulações farmacêuticas contendo CDs
seja ainda francamente superior (Mosher e Thompson, 2002).
Apesar da complexação com CDs resultar geralmente num aumento da
estabilidade física e química dos fármacos complexados, existem situações
particulares em que as CDs potenciam a degradação dos fármacos complexados.
Assim, alguns autores demonstraram que as CDs podem potenciar reacções de
hidrólise de determinados fármacos se os grupos sensíveis da molécula hóspede
sofrerem ataque nucleofílico pelos grupos hidroxílicos da CD (Loftsson e Brewster,
1996).
Introdução
36
Tabela 02. Especialidades farmacêuticas contendo complexos de inclusão fármaco-CD. (Adaptada de Brewster e Thompson, 2007; Brewster e Loftsson, 2007).
Complexo fármaco/CD Nome comercial Forma farmacêutica Laboratório/País
Alprostadil/αCD Caverject Dual® Solução I.V. Pfsier, Europa
PGE1/αCD Prostavastin® Solução I.V. Ono, Japão
PG2/βCD Prostamon E® Comprimido sublingual Ono, Japão
OP-1206/γCD Opalmon® Comprimido Schwartz, Alemanha
Piroxicam/βCD Brexin®, Flogene®,
Cicladon®,..
Comprimido, solução,
granulado, supositório
Chiesi, Itália; Ache, Brasil
Benexate/βCD Ulgut® Cápsula Teikoky, Japão
Meloxicam/ βCD Mobitil® Comprimido, supositório Union Medical
Pharmaceuticals, Egito
Omeprazol/ βCD Omebeta® Comprimido Betafarm, Europa
Iodine/βCD Mena-Gargle® Solução Teikoky, Japão
Dexametasona/βCD Glymesason® Pomada Fulinaga, Japão
Nitroglicerina/βCD Nitropen® Comprimido sublingual Nihon kayaku, Japão
Cefotrima-hexetil/βCD Pansporin T® Comprimido Takeda, Japão
Cefalosporina/βCD Meiact® Comprimido Meiji, Seika, Japão
Ácido tiaprofénico/βCD Surgamyl® Comprimido Roussel-maestrelli, Itália
Difenidramina/βCD Stada-Travel® Comprimido Stada, Alemanha
Cloro-diazepóxido/βCD Trasillium® Comprimido Gador, Argentina
Hidrocortisona/HPβCD Dexocort® Solução Delta, Islândia
Itraconazol/βHPβCD Sporanox® Solução Janssen, Bélgica
Omeprazol/βCD Omebeta® Comprimido Betapharm, Alemanha
Indometacina/HPβCD Indocollyre® Solução oftálmica Chauvin, França
Nimesulide/βCD Mesulid Fast®,
Aulin Beta®, …
Supositório, granulado,
comprimido
Italfarmaco, Boehringer
Mannheim, Itália, …
Aprostadil/αCD Rigidur® Solução I.V. Ferring, Dinamarca
Nicotina/βCD Nicorette® Comprimido sublingual Pharmacia&Upjohn, Suécia
Óleo gárlico/βCD Xund®, Tegra® Drageia Biphax, Hermes, Alemanha
Dextrometorfano/βCD Rynathisol® Xarope Synthelabo, Itália
Cetirizina/βCD Cetirizin® Comprimido LosanPharma, Alemanha
Mitomicina/HPβCD MitoExtra® Solução I.V. Novartis, Suiça
Cloranfenicol/RMβCD Clorocil® Solução oftálmica Oftalder, Portugal
Tc-99 Teobroximeo Cardio Tec® Solução I.V. Bracco (USA)
Diclofenac/HPγCD Voltaren Ophatalmic® Solução oftálmica Ciba Vision, Suiça
17β-estradiol/RMβCD Aerodiol® Spray nasal Servier, França
Cisapride/HPβCD Prepulsid® Supositório Janssen, Bélgica
Aripiprazol/SBEβC Abilitify® Solução Bristol-Myers Squibb (USA);
Otsuka Pharm. (USA)
Maropitant Cerenia® Solução I.V. Pfiser Animal Health (USA)
Ziprasidone/SBEβCD Geodon® Solução I.M. Pfizer, (USA)
Voriconazole/SBEβCD VFend® Solução I.V. Pfizer, (USA)
Introdução
37
Propriedades das Ciclodextrinas
As ciclodextrinas são um grupo de sacarídeos estruturalmente relacionados,
que são produzidos pela ciclização enzimática do amido, catalizada pela enzima
ciclodextrina-glicosil-transferase, formando uma espiral helicoidal de unidades de
glicose unidas por ligações α(1,4) (Szejtli, 1988a). Devido à falta de rotação livre à
volta das pontes de ligação das unidades de glicose, as CDs não são moléculas
cilíndricas, adquirindo a forma tronco-cónica (Figura 09 e 10).
Em consequência da conformação em cadeira das unidades de glicopiranose,
todos os grupos hidroxílicos estão orientados para o exterior da molécula, com os
grupos hidroxilo primários localizados no lado mais estreito e os secundários no lado
mais largo da estrutura, conferindo-lhe hidrofilia (Loftsson e Brewster, 1996; Saltão e
Veiga, 2001).
A cavidade apresenta características hidrofóbas devido ao carácter apolar
determinado pelos dois anéis dos grupos C-H e pelo anel de átomos de oxigénio
incluídos nas ligações glicosídicas. Esta estrutura molecular invulgar confere as
ciclodextrinas propriedades únicas.
Figura 09. Estrutura geral da ciclodextrinas. Os derivados alfa, beta e gama são definidos por n - 1, 2 e 3, respectivamente. Figura 10. Representação esquemática da estrutura tridimensional das ciclodextrinas, mostrando as características estruturais definidas pelo arranjo das unidades de glicose. (Adaptado de Gerbras, 2007).
Introdução
38
As ciclodextrinas naturais mais comuns são a α-ciclodextrina (ciclomato-
hexanose), a β-ciclodextrina (ciclomato-heptanose), a γ-ciclodextrina (ciclomalto-
octanose), contendo respectivamente 6, 7 e 8 unidades de ligações glicopiranose α-
1,4 (Figura 11). Destes três derivados, a β-ciclodextrina (β-CD) parece ser a mais
vantajosa para utilização farmacêutica como agente complexante, devido, entre outras
propriedades, ao tamanho da sua cavidade, disponibilidade e baixo custo (Thompson,
1997).
A complexação ocorre quando uma molécula hóspede preenche totalmente ou
em parte a cavidade interna da ciclodextrina. O interior da cavidade das ciclodextrinas
é relativamente apolar quando comparado com a água, o que propicia às
ciclodextrinas a facilidade em formar complexos de inclusão com compostos orgânicos
(Hodi, 1991).
Segundo Pszczola (1988), devido à sua estrutura, as ciclodextrinas facilmente
formam complexos com compostos sólidos, líquidos e gasosos. Um dos critérios para
complexação é o tamanho da molécula a ser encapsulada, que deve ser compatível
com a cavidade da ciclodextrina. Outro critério é a polaridade da molécula
encapsulada e a sua competição com os restantes compostos presentes no meio. Os
complexos de inclusão são relativamente estáveis e facilmente separados das
soluções devido à sua cristalinidade (Pszczola, 1988).
Figura 11. Diferentes dimensões da α-Cyclodextrina, β-Cyclodestrina e γ-Cyclodextrina. (Adaptado de Uyar, 2005)
Introdução
39
Os três tipos de ciclodextrinas são produzidos industrialmente como
substâncias cristalinas homogéneas (Rendleman Jr., 1992). De entre as ciclodextrinas,
a γ-ciclodextrina é a que apresenta menor solubilidade em água. A solubilidade das
ciclodextrinas varia com a adição das mais diversas misturas de água e solventes
orgânicos (Delbourg, 1991). Os solventes orgânicos foram a primeira alternativa usada
para aumentar a solubilidade das ciclodextrinas, mas não podem ser empregues na
indústria alimentar ou farmacêutica (Saenger, 1980).
Tabela 03: Características físico químicas da α, β e γ-ciclodextrina. (Adaptado de Mosher e Thompson, 2002).
Factores que influenciam a formação do complexo de inclusão A formação dos complexos de inclusão fármaco-ciclodextrina está
condicionada em grande parte com a estrutura e propriedades físico-químicas do
α β γ
Número de unidades de glicose 6 7 8
Peso molecular 972 1135 1297
Diâmetro da cavidade, Å 4,7 – 5,3 6,0 – 6,5 7,5 – 8,3
Solubilidade a 25ºC (g/100mL):
Água 14,5 1,85 23,2
Metanol i I >0,1
Metanol solução à 50% 0,3 0,3 208
Etanol I i >0,1
Etanol solução à 50% >0,1 1,3 2,1
2-Propanol i I >0,1
Dimetilsulfoxide 2 35
Propilenoglicol 1 2
Glicerina I 4,3
Solubilidade em água (g/100g):
20ºC 0,90 1,64 1,85
25ºC 1,27 1,88 2,56
30ºC 1,65 2,28 3,20
35ºC 2,04 2,83 3,20
40ºC 2,42 3,49 3,90
45ºC 2,85 4,40 4,60
50ºC 3,47 5,27 5,85
55ºC 6,05
Introdução
40
fármaco e da própria ciclodextrina (Loftsson e Brewster, 1997). Para que um complexo
de inclusão se forme, a molécula de fármaco tem que se ajustar total ou parcialmente
ao interior hidrofóbico da cavidade da ciclodextrina. Alguns factores podem intervir no
processo de complexação, como o tamanho da cavidade da ciclodextrina. Para que
ocorra a complexação, o tamanho da cavidade da CD deve ser apropriado para
acomodar uma molécula de fármaco de tamanho particular. A α-CD apresenta uma
cavidade demasiado pequena para a inclusão de moléculas com anéis aromáticos
como o naftaleno, enquanto que a γ-CD pode acomodar moléculas com estruturas de
tamanho comparável à do antraceno. Logo, a α-CD pode ter aplicação para complexar
moléculas de tamanho reduzido ou cadeias laterais de moléculas volumosas, como é
o caso das prostaglandinas. Por sua vez, a β-CD é muito útil na complexação de
moléculas que possuam pelo menos um anel aromático. As CDs formadas por mais de
oito unidades glucopiranósidicas, têm menor capacidade complexante que a β-CD e,
portanto, menor interesse do ponto de vista farmacêutico. (Loftsson e Brewster, 1997).
Nos últimos anos foram desenvolvidos diferentes derivados químicos de
ciclodextrinas naturais, mediante a substituição de algumas ligações de hidrogénio que
formam os grupos hidroxílicos, melhorando assim as propriedades das ciclodextrinas
naturais como a solubilidade, a actividade hemolítica e a nefrotoxicidade.
Entre os derivados hidrofílicos das ciclodextrinas naturais podemos distinguir
dois grupos: as ciclodextrinas neutras (como a HPβCD) e as ionizadas (como a
SBEβCD). De uma forma geral, a eficácia de complexação é maior para as
ciclodextrinas derivadas, relativamente às naturais. As derivadas com menor grau de
substituição apresentam um maior efeito solubilizante e os derivados ionizados podem
ser bons agentes solubilizantes se a carga da molécula estiver na posição mais
afastada da cavidade hidrofóbica (Loftsson e Brewster, 1996).
Comparando com as CDs neutras, a complexação pode ser melhor quando a
CD e o fármaco carregam cargas opostas, mas pode diminuir quando carregam a
mesma carga. Para muitos fármacos ácidos que dão origem a aniões, (2-hidroxi-3-
Introdução
41
[trimetilamônio] propil) -β-CD catiónica agiu como um excelente solubilizante (Loftsson
e Brewster, 1996). No caso de fármacos ionizáveis, a presença da carga pode ter um
papel significativo na complexação de fármacos/CD e uma mudança de pH na solução
pode variar a constante de complexação. Em geral, os fármacos na forma iónica
formam complexos mais fracos do que na forma não-iónica.
As mudanças de temperatura podem afectar a complexação do fármaco/CD.
Na maioria dos casos, aumentar a temperatura diminui o valor da constante aparente
de estabilidade do complexo, e este efeito foi relatado como sendo um possível
resultado da redução das forças de interacção fármaco/CD, tais como as Van der
Waals e as forças hidrofóbicas provocada pelo aumento da temperatura. Entretanto,
mudanças de temperatura podem ter um efeito insignificante quando a interacção
fármaco/CD está predominantemente associada a uma entropia dirigida. O método de
preparação, pode afectar a complexação do fármaco/CD. A eficácia de um método
depende da natureza do fármaco e em muitos casos, a secagem por pulverização, e a
liofilização demonstraram ser os mais eficazes para o complexação de fármacos.
Os polímeros ou os agentes iónicos emparelhados devido à sua participação
directa na complexação do fármaco melhoram as propriedades farmacêuticas e
biológicas dos complexos fármaco/CD, independente das propriedades físico-químicas
do fármaco. Determinados aditivos podem competir com as moléculas do fármaco para
cavidades da CD e assim diminuir a constante de estabilidade aparente do complexo.
Com relação ao grau de substituição sabe-se que as propriedades físico-
químicas das CDs, incluindo a sua habilidade de complexação, podem ser
extremamente afectadas pelo tipo, pelo número e pela posição dos substituintes na
molécula de CD. O “grau de substituição” por si mesmo não caracteriza
excepcionalmente um derivado da β-CD tal como a HP-β-CD. Quando produzidas sob
diferentes condições, as propriedades físico-químicas de amostras de HP-β-CD com o
mesmo grau de substituição também são distintas devido à ocupação possível de
grupos hidroxipropil em diferentes posições na molécula da CD (Rajeswari, 2005).
Introdução
42
Considerações Toxicológicas
O perfil de segurança das três mais comuns ciclodextrinas naturais e alguns
dos seus derivados tem sido recentemente revisto. Em geral, as ciclodextrinas naturais
e os seus derivados hidrofílicos, podem somente permear membranas biológicas
lipofílicas, tais como a córnea do olho, com considerável dificuldade. Mesmo tendo um
carácter lipofílico a β-ciclodextrina metilada aleatoriamente não permeia membranas
lipofílicas embora interaja mais prontamente com membranas do que os outros
derivados de ciclodextrinas hidrofílicas. Todos os estudos de toxicidade têm
demonstrado que as ciclodextrinas administradas oralmente são praticamente atóxicas
devido a não absorção pelo trato gastrintestinal. Além disso, um número de avaliações
de segurança têm demostrado que a γ-ciclodextrina, a 2-hidroxipropil-β-ciclodextrina, a
sulfobutileter β-ciclodextrina, o sulfato β-ciclodextrina e a maltosil β-ciclodextrina
apresentam segurança mesmo quando administradas pela via parenteral. Entretanto,
os estudos toxicológicos têm mostrado que a α e a β-ciclodextrina e β-ciclodextrina
metilada não são apropriadas para administração parenteral (Del Valle, 2004).
α – Ciclodextrina
Trata-se de uma ciclodextrina relativamente irritante por administração
intramuscular. Liga-se a alguns lípidos e origina uma ligeira irritação ocular. Foi
absorvida entre 2 – 3 % de uma dose oral administrada em ratos, não sofrendo
metabolização no tracto intestinal superior, sofrendo hidrólise somente pela flora
intestinal do ceco e cólon. A excreção depois da administração oral em ratos foi de:
60% como CO2 (não se determinou o CO2 exalado em animais criados em ambientes
estéreis), 26 – 33% como metabólitos incorporados e 7 -14% como metabólitos em
fezes e urina. Após administração intravenosa excreta-se principalmente por via renal
Introdução
43
inalterada com t1/2 ratos =25min, DL50 oral ratos> 10.000mg/Kg, DL50 iv,ratos = 500-700 mg/Kg
(Del Valle, 2004).
β–Ciclodextrina
É menos irritante que as α-ciclodextrinas por administração intramuscular. Liga-
se ao colesterol e apresenta uma absorção muito reduzida (1-2%) no tracto intestinal
superior após administração oral. Não sofre metabolismo no tracto intestinal superior,
e é metabolizada por bactérias do ceco e do cólon. Actualmente, é a ciclodextrina mais
empregada em formulações farmacêuticas assim como a mais estudada em humanos.
O emprego de doses altas pode ser tóxico e não é aconselhável. A degradação
bacteriana e a fermentação que sofrem ao nível intestinal pode originar a produção de
gases e diarreia, DL50 oral,ratos > 5000mg/Kg; DL50 iv,ratos = 450-790 mg/Kg (Del
Valle,2004).
γ–Ciclodextrina
Não apresenta irritação após administração intramuscular. A glucose degrada-
se rapida e completamente pelas enzimas do tracto intestinal superior (mesmo quando
se administram doses diárias altas, por exemplo, 10-20g/Kg); a absorção oral situa-se
em torno de 0,1% da dose administrada. Praticamente não sofre metabolização após
administração intravenosa. É provavelmente a menos tóxica das três ciclodextrinas
naturais. É usada em aditivos alimentares. A sua capacidade complexante é, no
entanto, geralmente inferior a da β-ciclodextrina e seus derivados solúveis em água.
Os seus complexos apresentam normalmente solubilidade limitada em solução aquosa
e tendem a formar agregados, o que origina soluções opacas. DL50 oral, ratos>> 8000
mg/Kg; DL50 iv, ratos = 4000 mg/kg (Del Valle, 2004)
Introdução
44
Derivados das ciclodextrinas
As características das ciclodextrinas naturais tem limitado a sua aplicação
enquanto veículos de fármacos, quer devido à sua baixa solubilidade aquosa e em
solventes orgânicos, quer devido à toxicidade que apresentam quando utilizadas em
preparações parenterais (Fernandes, 1999).
As modificações além de aumentarem a segurança para aplicação das CDs no
consumo humano, podem melhorar ou alterar as características de aplicação, como
ocorre para qualquer amido modificado. As potenciais modificações são semelhantes
àquelas realizadas com amidos tradicionais, embora na prática poucas delas sejam
usadas comercialmente. As modificações ocorrem mais frequentemente nos hidroxilos
internos e externos das ciclodextrinas.
Algumas CDs têm sido modificadas com o objectivo de aumentar a sua
hidrofobicidade, a solubilidade ou o reconhecimento e o modo de complexação com as
moléculas encapsuladas. As CDs podem ser modificadas quimicamente através da
substituição dos seus grupos hidroxilo. Muitas CDs modificadas já são produzidas
industrialmente, outras foram desenvolvidas apenas em laboratório. O preço das CDs
modificadas é mais alto que o das CDs naturais, dificultando o uso desses derivados
(Cereda, 2003).
Uekama e Irie, (Uekama e Irie, 1990) classificaram os derivados das
ciclodextrinas em hidrófilos, hidrófobos e ionizáveis, classificação que também foi
utilizada para descrever as suas propriedades físico químicas.
Derivados metilados
As CDs metiladas são as mais comuns e a sua solubilidade aumenta com o
grau de metilação, sendo consideravelmente elevada quando comparada com a das
CDs não modificadas. As principais β-CDs metiladas são a DIMEB e a TRIMEB
(dimetil-β-CD e trimetil-β-CD), sendo também conhecidas por heptakis – (2,6-di-O-
Introdução
45
metil) e heptakis – (2,3,6, -tri-O-metil), respectivamente. São obtidas através da
metilação selectiva de todos os C2 secundários e de todos os hidroxilos dos C6
primários, enquanto os hidroxilos dos C3 permanecem inalterados. A primeira patente
dedicada ao uso de CDs modificadas em fármacos descreve a preparação de um
componente de baixa solubilidade com DIMEB. A DIMEB pode aumentar a
solubilização de esteróis, da progesterona, da hidrocortisona, da vitamina D3, da fenil
atropina, da prostaglandina e do diazepam, entre outros compostos largamente
empregados na indústria farmacêutica, além de estabilizar compostos instáveis em
soluções aquosas. Neste caso, a metilação com a β-CD é mais efectiva para se obter
um derivado solubilizante que com a α ou a γ-CD. A estabilidade de complexos
formados com derivados de CDs, como a DIMEB, é geralmente maior que a dos
complexos formados com CDs não modificadas. Os estudos efectuados com TRIMEB
são mais escassos (Bertolini, 1995).
As CDs metiladas, carboximetiladas e modificadas com epicloridrina dão
origem a derivados adequados para a solubilização de compostos lipofílicos presentes
em sistemas biológicos, eliminando assim o inconveniente da toxicidade causada
pelos solventes orgânicos (Saenger, 1980).
A Metil-β-ciclodextrina é um ciclodextrina modificada, com carácter lipofílico,
tem uma solubilidade em solução aquosa (> 2000 mg / mL), à temperatura ambiente o
que é significativamente mais elevado do que a natural β-ciclodextrina (18,5 mg / ML)
(Charoenchaitrakool, 2002).
Formação de Complexos de Inclusão
As CDs são capazes de formar complexos de inclusão (Figura 12) com muitos
fármacos, com tamanho e forma apropriados, encapsulando total ou parcialmente as
moléculas hóspedes. A cavidade das CDs tem afinidade preferencial para a forma
neutra de um determinado substrato, sendo capazes de complexar e solubilizar
compostos não polares. A complexação pode ser condicionada, entre outros factores,
Introdução
46
pela composição do esqueleto do composto, pela fraca solubilidade em água (inferior
a 10 mg/mL), pelo estado de ionização, pela temperatura e solventes utilizados, pelo
ponto de fusão inferior a 250 ºC (ponto de fusão superior significa que as forças
coesivas entre as moléculas são muito fortes) e pela massa molecular compreendida
entre 100 e 400 Daltons. Contudo, pode ocorrer a formação de complexos com
moléculas muito grandes, desde que contenham cadeias laterais apropriadas para a
inclusão parcial, originando compostos com solubilidade e estabilidade modificadas
(Szejtli, 1991; Thompson, 1997).
Figura 12. Complexo de inclusão fármaco-α-ciclodextrina (Adaptado de Nakagava, 2000).
A formação dos complexos fármaco-CD é altamente condicionada pela
estrutura e propriedades físico-químicas dos fármacos e CDs. (Loftsson e Brewster,
1997). Para um complexo de inclusão ser formado, a molécula do fármaco tem que
ajustar-se total ou parcialmente no interior hidrofóbico da cavidade da CD. Os factores
que influenciam todo o processo de formação dos complexos de inclusão fármaco-CD
são:
• Tamanho da cavidade da CD: A α-CD apresenta uma cavidade demasiado
pequena, que permita a inclusão de moléculas com estrutura semelhante ao
Introdução
47
naftaleno enquanto que a γ-CD pode acomodar moléculas com estrutura
comparável ao antraceno. Logo, a α-CD pode ter aplicações para a inclusão de
moléculas de tamanho reduzido ou cadeias laterais de moléculas volumosas,
como é o caso das prostaglandinas. Por sua vez, a β-CD é muito útil na
complexação de moléculas que possuam pelo menos um anel aromático e a γ-CD
para moléculas de tamanho considerável, como e o caso dos antibióticos
macrólidos. (Loftsson e Brewster, 1997).
• Derivados das CDs naturais: As propriedades das CDs naturais são fortemente
alteradas pela sua derivatização. Por exemplo, no caso de algumas CDs metiladas
e do derivado sulfobutilo-éter da βCD (DMβCD e SBEβCD), as efici-
ências de complexação são em regra superiores às da βCD devido ao
prolongamento do espaço hidrofóbico da cavidade da CD promovida pela
introdução dos substituintes (Mosher e Thompson, 2002).
• Substituição molar dos derivados das CDs: O número médio de grupos
substituintes existentes por unidade de glucose condiciona as propriedades
complexantes das CDs. Geralmente, os derivados que apresentam menor grau de
substituição molar são melhores agentes complexantes (Szente e Szejtli, 1999).
• Solubilidade intrínseca dos fármacos – Quanto menor a solubilidade intrínseca
de uma fármaco, maior será o aumento relativo de solubilidade promovido pela
complexação com CDs. Assim, os fármacos que apresentem valores de
solubilidade na ordem dos µg/ml terão um aumento de solubilidade muito superior
aos fármacos cuja solubilidade é na ordem dos mg/ml (Loftsson e O’ Fee, 2003).
• Fármacos hidrofílicos com solubilidade aquosa limitada: os fármacos de
carácter anfotérico e outros fármacos polares com solubilidade aquosa limitada,
podem apresentar boas propriedades complexantes. Neste caso, a origem da
reduzida solubilidade destes fármacos relaciona-se com a elevada energia dos
seus cristais e não com a sua lipofilia. Uma vez em solução, as moléculas de
fármaco hidratadas têm uma reduzida tendência para serem incluídas na cavidade
Introdução
48
das CDs. Contudo, estes fármacos, quando ionizados, poderão formar complexos
de inclusão, sendo desta forma possível aumentar a sua solubilidade por um
correcto ajuste do pH associado à complexação com CDs (Loftsson e Petersen,
1998).
Os mecanismos pelos quais se processa a formação de complexos de inclusão
são diversos, contudo, todos têm em comum o fato de não ocorrer formação nem
quebra de ligações covalentes. Considera-se que a principal força de ligação para a
formação de complexo é a libertação de entalpia das moléculas de água da cavidade
das CDs, uma vez que estas não conseguem satisfazer a sua necessidade de ligação
aos potenciais de hidrogénio, tendo, portanto, elevada entalpia. A energia do sistema
diminui quando estas moléculas são substituídas por moléculas-hóspedes, que são
menos polares do que a água. O fato de não se formarem ligações covalentes entre a
CD e as moléculas-hóspedes faz com que os complexos em condições fisiológicas
sejam facilmente dissociáveis (Cabral-Marques, 1994a). Na formação do complexo
podem também participar a libertação de forças do anel, interacções Van der Waals,
ligações de hidrogénio, interacções hidrofóbicas e alterações na tensão superficial do
solvente (Loftsson e Olafsson, 1998).
Em solução aquosa, (Figura 13) os complexos dissociam-se, encontrando-se
em equilíbrio as moléculas livres com as moléculas ligadas na cavidade da CD. Este é
um processo dinâmico, no qual a molécula-hóspede se associa e dissocia
constantemente da molécula-hospedeira. Nesta conformidade, o complexo será
constituído por uma família de espécies em proporções médias variáveis, sendo a
espécie de complexo a que apresenta maior tempo de existência (Loftsson e Brewster,
1996; Stella et al., 1999; Szejtli, 1991).
Introdução
49
Figura 13: Representação esquemática da formação do complexo de inclusão. O ácido salicílico é a molécula hóspede (Fonte: Uyar, 2005).
Os principais factores que afectam a extensão e o grau de complexação
incluem o tamanho e a geometria da molécula-hóspede, a energia conformacional, a
força das interacções Van der Waals e outras forças electrostáticas. Adicionalmente, a
solubilidade relativa da molécula-hóspede no ambiente circundante e a solubilidade do
complexo contribuem para definir o equilíbrio final. A temperatura, o pH e outras
moléculas-hóspedes competidoras podem, também, afectar o equilíbrio (Cabral
Marques, 1994b).
A extensão da complexação em meio aquoso, ou seja, a estabilidade do
complexo formado, é caracterizada pela constante de estabilidade, também chamada
de associação (Ka) ou dissociação (KD), e depende de como a molécula-hóspede (F)
se encaixa na cavidade da CD. A razão entre a constante de velocidade de
recombinação (KR) e a constante de velocidade de dissociação (KD) traduz a
magnitude da estabilidade do complexo, Ke = Ka:b = KR / KD =FaCDb / [F]a x [CD]b,
em que a:b representa a razão molar de F incluído na CD. Quanto maior esta razão,
maior é a estabilidade do complexo (Cabral Marques, 1994a; Stella et al, 1999; Veiga,
1996).
A dissociação de moléculas da cavidade das ciclodextrinas ocorre
rapidamente, com um tempo de semi-vida das moléculas na cavidade da ciclodextrina
Introdução
50
em torno de mili a micro segundos ou menor, independentemente da molécula e da
sua constante de estabilidade. A libertação de moléculas da cavidade da ciclodextrina
não deve ser um factor limitante (Stella et al, 1999).
Cramer e colaboladores (Cramer, 1967), descreveram o mecanismo de
formação dos complexos de inclusão entre um corante e a α-ciclodextrina em solução
aquosa, segundo várias etapas:
1. Aproximação da molécula hóspede à molécula de CD.
2. Quebra da estrutura da água existente no interior da cavidade da CD e
remoção de algumas das moléculas de água da cavidade.
3. Quebra da estrutura da água em volta da parte da molécula hóspede que vai
ser incluída na CD e transporte de algumas moléculas de água para a solução.
4. Interacções dos grupos substituintes da molécula hóspede com os grupos
existentes na superfície ou no interior das CDs.
5.Possível formação de ligações de hidrogénio entre a molécula hóspede e a
CD (a formação de ligações de hidrogénio é um processo extremamente rápido, e
como tal, não pode ser considerado como uma fase determinante para a reacção de
inclusão).
6. Reconstituição da estrutura da água em volta das partes expostas da
molécula hóspede, após o processo de inclusão.
As etapas 2, 3 e 6 estão relacionadas com a estrutura da água que envolve os
componentes da reacção de complexação.
Nas etapas 1, 4 e 5 estão envolvidos factores estereoquímicos: a estabilidade
ou a velocidade de formação dos complexos poderá estar dependente da geometria
das moléculas, ou seja, poderá ser observada inibição estereoquímica. Dentro da
mesma classe de moléculas hóspede, as etapas 1, 2 e 6 poderão não ser a fase
determinante da velocidade de reacção; no entanto, quando existe uma especificidade
cinética dos substituintes, as etapas 3 e 4 e possivelmente a 5 podem ser
determinantes no processo.
Introdução
51
Não existe um modelo único de mecanismo de complexação, nem tão pouco
uma completa definição sobre qual o passo determinante da velocidade de
complexação (Veiga, 2006).
Formação de complexos de inclusão em solução
A formação de complexos de inclusão em solução define-se como um equilíbrio
termodinâmico ou cinético entre o complexo formado e os respectivos componentes
no estado livre, representado por:
mS + nCD --- SCD
(a-mx) (b-nx) x
em que S,CD, SCD, representam respectivamente, a molécula hóspede (substrato), a
ciclodextrina e o complexo de inclusão, x é a concentração molar do complexo e a e b
são as concentrações iniciais da molécula hospede e da ciclodextrina,
respectivamente, m representa a quantidade hospede e n a quantidade de
ciclodextrina.
Estes parâmetros são significativamente afectados pelas condições do meio,
tais como a diluição, a concentração, as alterações de temperatura, o pH e a
polaridade do solvente.
Este equilíbrio pode ser quantitativamente descrito através da constante de
estabilidade (Km:n), definida pela seguinte equação:
Km:n = x/(a-mx)m . (b-nx)n
Todos os métodos utilizados para calcular as constantes de estabilidade de um
complexo baseiam-se na determinação da variação de certas propriedades físicas e
químicas da molécula-hóspede quando se encontra na presença de diferentes
Introdução
52
concentrações de ciclodextrinas (Uekama e Otagiri, 1987; Hirayama e Uekama, 1987).
Degradação, Absorção e Metabolismo das Ciclodextrinas
As ciclodextrinas têm a particularidade de serem bastante resistentes às
enzimas que hidrolisam o amido. São totalmente resistentes às β-amilases, uma vez
que não possuem grupos terminais livres susceptíveis de serem atacados por esta
enzima. No entanto, as β-amilases, que não necessitam de grupos terminais livres,
são capazes de as hidrolisar, provocando a clivagem das moléculas.
A velocidade de degradação das ciclodextrinas é variável, sendo a mais lenta a
da β-ciclodextrina e a mais rápida a da γ-ciclodextrina, uma vez que, quanto maior for
o tamanho da cavidade da ciclodextrina, mais fácil é o ataque da enzima às ligações
glicosídicas (Szejtli, 1987).
Contrariamente às moléculas hóspede que são rápida e extensamente
absorvidas, as moléculas de ciclodextrina, devido ao seu elevado tamanho, e a sua
superfície externa fortemente hidrofílica, são absorvidas na forma intacta numa
quantidade insignificante (Szejtli, 1984).
As ciclodextrinas são metabolizadas principalmente pela flora do cólon e os
seus produtos de degradação (maltodextrinas lineares, maltose e glicose) são
posteriormente metabolizados e absorvidos, como os do amido, e, finalmente
excretados sob a forma de dióxido de carbono e água. A principal diferença entre o
metabolismo do amido e o das ciclodextrinas é que o amido é degradado no intestino
delgado, enquanto que as ciclodextrinas são degradadas no cólon;
consequentemente, os máximos de intensidade da degradação são verificados,
respectivamente a cerca de 1 a 2 horas (amido) e de 6 a 8 horas (ciclodextrinas), após
sua ingestão (Gerloczy, 1986).
As ciclodextrinas metiladas apresentam a particularidade de serem resistentes
às amilases bacterianas do tracto gastrintestinal, sendo eliminadas, sob a forma não
degradada, pelas fezes (Duchêne, 1990b).
Introdução
53
Estes factos foram concluídos após a realização de vários estudos.
Experiências realizadas com ratos alimentados com β-ciclodextrina, amido ou glicose
marcadas com 14C, mostraram que quantidades máximas de 14CO2 libertadas pelos
animais que ingeriram amido ou glicose foram detectadas ao fim de 2 horas, enquanto
o máximo obtido para o grupo que ingeriu β-ciclodextrina foi conseguido no fim de
cerca de 9 horas. Após a administração de glicose, ceca de 8% da radioactividade
absorvida foi detectada no sangue ao fim de 10 minutos. Quando a β-ciclodextrina foi
administrada, menos de 2% da radioactividade absorvida foi determinada no sangue
ao fim de 6 a 12 horas (Gerloczy, 1982). Como a absorção das ciclodextrinas não
degradadas é muito limitada, a origem da radioactividade é atribuída à glicose que se
forma a partir das ciclodextrinas, por acção das amilases da microflora bacteriana do
cólon. As amilases pancreáticas e salivares são também capazes de hidrolisar as
ciclodextrinas (Marshall, 1981).
A absorção e o metabolismo da dimetil β-ciclodextrina em ratos foram
igualmente estudados após a administração de ciclodextrina marcada com 14C. Na
dose de 1g/kg, menos de 10% de radioactividade foi absorvida, o nível de
radioactividade no sangue foi muito baixo e também não se detectou, sob a forma de
14CO2, no ar expelido pelos animais (Szejtli, 1987).
Muitas das estirpes bacterianas (24 de 30) isoladas do cólon humano foram
capazes de degradar as ciclodextrinas, o que indica que as bactérias do cólon podem
ter um papel importante na sua hidrólise. Os produtos da hidrólise das ciclodextrinas
incluem glicose e malto-oligassacarídeos que, como é sabido, são fermentáveis pelos
anaeróbios do cólon originando, entre outros produtos, ácidos gordos e gases
flatulentos (Szejtli, 1990).
Ciclodextrinas na administração dérmica
A principal barreira cutânea na administração de fármacos é o estrato córneo.
Os promotores de absorção clássicos usados em administração dérmica, tais como os
Introdução
54
ácidos gordos e os álcoois, permeam o estrato córneo e reduzem temporariamente as
propriedades de barreira do mesmo. No entanto, as ciclodextrinas conseguem chegar
ao estrato córneo apenas em quantidades insignificantes (Rajewski e Stella, 1996).
Como as ciclodextrinas aumentam a permeação de fármacos, aumentando a
quantidade dos mesmos disponíveis no estrato córneo, e os promotores de absorção
clássicos reduzem a função de barreira do estrato córneo, ambos podiam empregar-se
para obter um efeito sinérgico.
Estudou-se em ratos o efeito sobre a administração transdérmica de
testosterona que proporcionava o emprego conjunto de ciclodextrinas e de um
promotor clássico de absorção (extracto de glicerol monoéster). Observou-se um
aumento do fluxo de testosterona de 60% quando se adicionou ao creme O/A a
ciclodextrina e um aumento de 40% quando se adicionou o extracto. O emprego
conjunto de ambos, extracto e ciclodextrina, permitiu obter um aumento de 80% no
fluxo de testosterona (Adachi et al, 1993).
Em geral, as ciclodextrinas não aumentam a velocidade de libertação de
fármacos incorporados em veículos não aquosos. Por exemplo, foi comprovado que
tanto a β-CD como a 2-HPβCD reduzem a quantidade de hidrocortisona libertada de
emulsões hidrófobas, mas aumentam a libertação das mesmas em emulsões hidrófilas
e geles hidrófilos (Preiss, 1995).
As ciclodextrinas também são empregues para reduzir a permeação de
componentes através da pele. Por exemplo, a adição de um excesso de 2-HPβCD a
veículos que incorporam oxibenzona (um filtro solar) reduz significativamente a
permeação transdérmica do filtro solar, melhorando o efeito fotoprotector da
formulação (Felton et al, 2002).
No entanto, apesar das CDs apresentarem a capacidade de, sob determinadas
condições específicas, extraírem componentes lipófilos das membranas biológicas, é
improvável que a ruptura da barreira biológica constitua o principal mecanismo
responsável pelo aumento da libertação transdérmica (Loftsson e Masson, 2001).
Introdução
55
Ciclodextrinas como promotores de absorção
As ciclodextrinas têm sido utilizadas para optimizar a libertação transdérmica
de fármacos, por via local ou sistémica.
Exemplos representativos de ciclodextrinas e seus derivados utilizados em
transdérmicos estão apresentados nas Tabelas 07 e 08.
As ciclodextrinas e os seus derivados hidrofílicos aumentam a solubilidade e a
estabilidade de fármacos em preparações dérmicas tais como soluções aquosas e
emulsões. Além disso, as ciclodextrinas e especialmente os seus derivados
hidrofóbicos podem modificar a permeabilidade dos fármacos através da pele, a
bioconversão de fármacos nos tecidos alvo e a irritação tópica causada por alguns
fármacos (Martins, 2002).
Existem diversos trabalhos que referem que a libertação de fármacos pelo
veículo é melhorada com a complexação destes com ciclodextrinas. Os exemplos
mais representativos são os corticóides dérmicos e anti-inflamatórios não-esteróides.
(Otagiri et al, 1984). Assim, é de prever que os efeitos de solubilização das
ciclodextrinas possam estar relacionados com estas na libertação de fármacos pelo
veículo. Por isso, é provável que os efeitos promotores de absorção de fármaco na
pele pelas ciclodextrinas possam ser atribuídos ao incremento de libertação de
fármacos pelo veículo (Martins, 2002).
Contudo, não é simplesmente uma adição de ciclodextrinas à formulação
farmacêutica que irá automaticamente resultar em promoção da permeação do
fármaco através da membrana. Frequentemente, surgem trabalhos em que os
complexos fármacos-ciclodextrinas resultam num decréscimo da biodisponibilidade do
fármaco. É importante usar apenas a quantidade de ciclodextrinas suficiente para
solubilizar o fármaco no veículo aquoso. Uma pequena quantidade de ciclodextrinas
em excesso resulta em decréscimo da biodisponibilidade óptima do fármaco (Loftsson
et al, 1998c).
Introdução
56
Tabela 04: Exemplos da utilização de ciclodextrinas em transdérmicos (Adaptado de Matsuda e Arima, 1999).
CDs Abreviatura Promoção Fármaco
Α-Ciclodextrina α-CD Libertação ou permeação Miconazol
Β-Ciclodextrina β-CD Estabilidade Tixoxortol 17-butirato 21-
propionato
Libertação ou permeação Betametasona
Libertação ou permeação Ácido 4-bifenilacético
Libertação ou permeação Cloranfenicol
Libertação ou permeação Ciprofloxacina
Libertação ou permeação Acetato de etil 4-bifenilil
Libertação ou permeação Flurbiprofeno
Libertação ou permeação Hidrocortisona
Libertação ou permeação Indometacina
Libertação ou permeação Nitroglicerina
Libertação ou permeação Norfloxacino
Libertação ou permeação Piroxicam
Libertação ou permeação Prednisolona
Libertação ou permeação Prostaglandina EI
Libertação ou permeação Ácido sulfanílico
Irritação local Cloreto de cloropromazina
Irritação local Tretinoína
γ-Ciclodextrina γ-CD Libertação ou permeação Dipropionato de
beclometazona
Libertação ou permeação Betametasona
Libertação ou permeação Menadiona
Libertação ou permeação Prednisolona
Há autores que defendem que os diferentes resultados obtidos indicam que o
tipo de veículo afecta significativamente os efeitos promotores das ciclodextrinas na
libertação dos fármacos. Assim, poder-se-á afirmar que, por exemplo, as ciclodextrinas
hidrofílicas podem aumentar significativamente a liberação de corticóides e anti-
inflamatórios não-esteróides, apenas quando um veículo hidrofílico é usado. É
importante por isso referir o tipo de veículo utilizado (Matsuda e Arima, 1999).
O efeito das ciclodextrinas na velocidade de permeação de fármacos através
da pele pode ser determinado pela actividade termodinâmica do fármaco no veículo e
pelo coeficiente de partilha entre a membrana e o veículo. O conceito de actividade
termodinâmica representa a tendência que o fármaco tem em “libertar-se” do veículo.
Introdução
57
Supõe-se que o aumento dessa actividade leva a um aumento da velocidade de
permeação do fármaco através da pele. A actividade termodinâmica é directamente
proporcional à solubilidade do fármaco no veículo e é máxima quando se tem uma
solução saturada (Martins, 2002).
Os resultados encontrados por Loftsson sustentam estas hipóteses (Loftsson et
al, 1998c). Quando a concentração de hidrocortisona foi mantida constante e a
concentração de randomil-β-ciclodextrina (RM-β-CD) foi gradualmente aumentada, o
fluxo através da pele de ratos depilada foi incrementado até um certo ponto, enquanto
todas as moléculas de hidrocortisona estavam em solução. Depois o fluxo começou a
decrescer com o incremento de concentração de ciclodextrina. O fluxo máximo foi
obtido quando apenas a quantidade suficiente de RM-β-CD foi adicionada para
dissolver todo o fármaco no veículo aquoso.
Estes resultados estão de acordo com o conceito de actividade termodinâmica
em suspensão (Matsuda e Arima, 1999). Apesar da actividade termodinâmica do
fármaco em solução ser constante acima da concentração de saturação, uma
concentração de RM-β-CD acima da concentração ideal faz decrescer a libertação de
hidrocortisona. Este facto pode ser explicado pela formação no veículo de maior
quantidade de complexo não absorvível.
As ciclodextrinas promovem a permeação de fármacos lipofílicos, tais como
corticóides e antiflamatórios não-esteroides através da membrana, por incremento da
actividade termodinâmica do fármaco nos veículos aquosos. No entanto, uma
quantidade adicional de ciclodextrina faz diminuir a velocidade de permeação de
fármacos lipofílicos, devido à formação de uma quantidade adicional de complexos
que não são absorvidos. Além disso, deve-se ter em consideração a possibilidade de
outros compostos adicionados em simultâneo poderem afectar os efeitos de promoção
das ciclodextrinas no desenvolvimento de fármacos transdérmicos (Martins, 2002).
As ciclodextrinas podem, ainda, desempenhar papel de co-promotores em
transdérmicos. Legendre e colaboladores, (Legendre et al, 1995) verificaram que a
Introdução
58
combinação entre o ácido oléico, um promotor de permeação e a RM-β-CD aumenta
significativamente, para cerca de 30 vezes, o fluxo de cloreto de S-9977, talvez devido
a um incremento da difusão do ácido oleico no estrato córneo. Assim, a combinação
de ciclodextrinas e promotores de permeação pode ser muito útil no desenvolvimento
de fármacos hidrófilos por via transdérmica (Matsuda e Arima, 1999).
O promotor de permeação “convencional” (que aumenta a permeação de
fármaco por redução da função de barreira da pele) e a CD operando por diferentes
mecanismos promovem o aumento da permeabilidade (Martins, 2002).
Em relação ao mecanismo de libertação do fármaco pelo complexo na
membrana, sabe-se que as ciclodextrinas são moléculas relativamente volumosas
(com massa molecular de 1000 até 1500Da) pelo que, em condições normais,
permeam as membranas biológicas com considerável dificuldade (Loftsson et al,
1998c).
Sugere-se que as ciclodextrinas actuem como transportadores, captando as
moléculas de fármaco hidrofóbico em solução e distribuindo-o à superfície das
membranas biológicas, como a pele, mucosas ou córnea, onde o fármaco é partilhado
com a membrana. A membrana relativamente lipofílica tem baixa afinidade pelas
moléculas de ciclodextrinas hidrofílicas (Krzysztof, 2007).
Por esta razão, elas permanecem na fase hidrofílica da membrana, isto é, no
veículo aquoso (creme óleo/água ou hidrogele) (Loftsson, 1998b).
Assim, as ciclodextrinas hidrofílicas e os seus complexos dificilmente são
absorvidos através da pele, isto é, apenas a fracção livre de fármaco vai sendo
absorvida. Existe equilíbrio dinâmico entre o fármaco ligado e o fármaco em solução,
tal como esquematizado na Figura 14 (Martins et al, 2002).
Introdução
59
Tabela 05: Exemplos de utilização de derivados de ciclodextrinas em transdémicos (Adaptado de Matsuda, e Arima, 1999).
CDs Abreviatura Promoção Fármaco
Dimetil-β-
ciclodextrina
DM-β-CD
Libertação e ou permeação Ácido 4-bifenilacético
Libertação e ou permeação Acetato de etil 4 bifenilil
Libertação e ou permeação Indometacina
Libertação e ou permeação Prednisolona
Libertação e ou permeação Ácido sulfanílico
Irritação local Clorpromazina
Randomil metil -
β-ciclodextrina
RM-β-CD
Libertação e ou permeação Acitretina
Libertação e ou permeação Hidrocortisona
Libertação e ou permeação Piribedila S-9977
Hidroxipropil - β-
ciclodextrina
HP-β-CD
Libertação e ou permeação Ácido 4-bifenilacético
Libertação e ou permeação Dexametasona
Libertação e ou permeação 17 β-estradiol
Libertação e ou permeação Acetato de etil 4-bifenilil
Libertação e ou permeação Hidrocortisona
Libertação e ou permeação Liarosol
Libertação e ou permeação Miconazol
Maltosil-β-
ciclodextrina
G2-β-CD Libertação e ou permeação Hidrocortisona
Polímero
β-ciclodextrina
Polímero
β-CD
Libertação e ou permeação Tolmaftato
Libertação e ou permeação Indometacina
Dietil-β-CD DE-β-CD Libertação e ou permeação Nitroglicerina
Carboximeti l- β-
ciclodextrina
CM-β-CD Libertação e ou permeação Hidrocortisona
Carboximetil-etil-
β-ciclodextrina
CME-β-CD Libertação e ou permeação Prostaglandina EI
Figura 14. Permeação do fármaco através da membrana biológica em veículo aquoso da ciclodextrina (C – Ciclodextrina; D – Fármaco) (Rajeswari, 2005).
Introdução
60
Objectivo geral
Este estudo teve como objectivo a formação de complexos de inclusão entre
um antifúngico, o miconazol, fármaco insolúvel em água e uma ciclodextrina
modificada, metil-β-ciclodextrina.
Em primeiro lugar foram realizados estudos de solubilidade de fases para
estabelecer a estequiometria dos complexos com duas ciclodextrinas modificadas. A
formação dos complexos foi realizada no estado sólido utilizando os métodos de
malaxagem, co-evaporação, secagem por pulverização e liofilização.
Posteriormente, os complexos formados foram caracterizados por diversas
técnicas tais como a análise térmica, difracção de raios X, espectroscopia de
Infravermelho de Fourier e ainda pela microscopia electrónica de varrimento.
De seguida, procedeu-se ao desenvolvimento de uma forma farmacêutica
semi-sólida, um hidrogele, o qual deveria apresentar as seguintes características:
maior adesividade e aumento da disponibilidade do fármaco, pelo aumento da sua
solubilidade. Foi igualmente elaborado um estudo reológico da formulação base
desenvolvida.
Por último, foi avaliada e comparada a libertação in vitro do fármaco, da
formulação desenvolvida contendo o fármaco e, contendo o complexo, com a
formulação disponível no mercado Português, bem como a influência da ciclodextrina
em termos de promoção da absorção
Introdução
61
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Capitulo I
69
FORMAÇÃO DOS COMPLEXOS DE INCLUSÃO EM SOLUÇÃO
INTRODUÇÃO
O método de solubilidade de fases, descrito em 1965 por Higushi e Connors é
habitualmente utilizado como primeira verificação da formação de complexos de
inclusão em solução (Higushi e Connors, 1965). Este método fundamenta-se na
monitorização das alterações de solubilidade das moléculas hóspedes induzidas pela
adição de ciclodextrinas. A molécula hóspede é adicionada, em excesso, a várias
soluções de ciclodextrina de concentrações crescentes. As diferentes amostras são
submetidas à agitação e, após ter sido alcançado o equilíbrio, são filtradas de modo a
determinar a concentração da molécula-hóspede em solução (Higushi e Connors,
1965). A capacidade de solubilização das ciclodextrinas é então quantativamente
avaliada por intermédio de diagramas de solubilidade de fases, que não são mais do
que representações gráficas das variações de solubilidade das moléculas hóspedes
em função do aumento da concentração das ciclodextrinas. Os diagramas de
solubilidade de fases são dependentes do modelo de equilíbrio que se estabelece
durante a formação dos complexos de inclusão, estando classificados basicamente em
dois tipos, A e B, que apresentam por sua vez diferentes subtipos (Higushi e Connors,
1965) tal como se encontra representado nas Figuras 15 e 16.
Aos diagramas de tipo A corresponde a formação de complexos solúveis e,
portanto, um aumento da solubilidade da molécula hóspede em função do aumento da
concentração de ciclodextrina. Dependendo da natureza dos complexos formados, os
diagramas poderão ser lineares AL, ou apresentarem uma curvatura positiva, AP, ou
negativa, AN. Os diagramas lineares resultam da formação de complexos de primeira
ordem relativamente à ciclodextrina e de ordem 1 ou maior que 1 relativamente à
molécula hóspede. Se o declive destes diagramas for superior a um, significa que
ocorreu a formação de complexos de ordem superior relativamente à molécula
Capitulo I
70
hóspede. No caso do declive ser inferior a 1, apesar de não se excluir a possível
presença de complexos de ordem superior, é geralmente assumida uma
estequiometria 1:1.
Quando mais de uma molécula de CD intervém para a formação do complexo
de inclusão, resulta um diagrama do tipo AP, ou seja o complexo é de ordem 2 ou
superior a 2 no que diz respeito à CD, e de ordem 1 em relação à molécula hóspede.
Os diagramas do tipo AN não são muito comuns mas podem resultar da auto-
agregação dos complexos em solução ou do facto de estarem presentes no meio de
complexação elevadas concentrações dos agentes complexantes que podem causar
alterações na natureza do solvente (Fromming e Szejtli, 1994; Mosher e Thompson,
2002).
Figura 15. Representação do Diagramas de Fases (Adaptado de Fromming e Szejtli, 1994)
Em oposição, os diagramas do tipo B correspondem a formação de complexos
insolúveis ou de solubilidade limitada e inferior à da ciclodextrina. Na figura 15, o
segmento S0-A da curva BS demonstra a formação de um complexo que é responsável
pelo aumento da solubilidade da molécula hóspede, a que corresponde um fenómeno
semelhante ao que ocorre no diagrama AL. Porém, a partir do ponto A, atinge-se o
Capitulo I
71
valor limite de solubilidade da molécula hóspede. A adição de mais CD resulta na
formação de mais complexo com consequente precipitação e a concentração do
hóspede não complexado é mantida constante pela solubilização de hóspede sólido.
No ponto B, todo o fármaco sólido foi consumido e a adição de mais fármaco resulta
na depleção deste para a solução por formação de complexo e pela concomitante
precipitação do complexo insolúvel. Este fenómeno origina uma diminuição da
solubilidade da molécula hóspede para um valor constante correspondente à
solubilidade do composto de inclusão (SC). No caso do composto de inclusão
responsável pelo aumento inicial da solubilidade ser o mesmo que posteriormente
precipita, o aumento da solubilidade da molécula hóspede de S0 até ao ponto A deverá
ser idêntico a SC. Nem sempre esta situação é verificada devido à formação de
compostos de inclusão de ordem molecular superior na presença de elevadas
concentrações de ciclodextrina.
O diagrama de solubilidade de tipo Bi é interpretado de uma forma similar ao
do tipo BS, com a diferença do complexo formado ser de tal forma insolúvel que o
aumento inicial da concentração de fármaco não é detectável (Mosher e Thompson,
2002).
Figura 16. Modelos cinéticos que se estabelecem durante a formação, em solução, de complexos de inclusão. S0 e Sc correspondem respectivamente a solubilidade da molécula hóspede na ausência de CD e o limite de solubilidade do complexo formado. Kc representa a constante de estabilidade do complexo formado. (Adaptado de Fromming e Szejtli, 1994).
Capitulo I
72
Tendo por base a informação resultante dos diagramas de solubilidade de
fases, podem ser determinados dois parâmetros de elevado interesse, associados à
formação dos complexos de inclusão e que caracterizam o grau de interacção
molecular entre os diversos componentes do complexo: estequiometria dos complexos
e respectivo valor da constante de estabilidade (Kc).
A estequiometria, o valor de KC dos complexos formados e a consequente
eficiência de complexação podem ser facilmente determinados a partir do segmento
ascendente linear dos diagramas de solubilidade de fases, caso estes sejam do tipo
AL, AP ou BS. Perante um segmento linear obtido nestes diagramas é assumida a
formação de complexos de estequiometria 1:1 (Figura 17).
Figura 17. Eficiência de complexação de um complexo fármaco-CD de estequiométrica 1:1 (Adaptado de Loftsson et al., 1999).
Se a este segmento corresponder um declive equivalente a 1, teremos uma
situação em que uma mole de moléculas de hóspede é complexada por uma mole de
moléculas de ciclodextrina e portanto uma eficiência de complexação será igual a
100%. Porém, esta situação raramente acontece. Na grande maioria dos casos, o
declive observado para o fragmento linear dos diagramas de solubilidade de fases
apresenta um valor inferior a 1 e a eficiência de complexação resultante é inferior a
100%. Assumindo a formação de um complexo de estequiometria 1:1, ou seja, de
primeira ordem relativamente à ciclodextrina (n=1) e de ordem 1 relativamente à
molécula hóspede (m=1), ter-se-á a situação representada pelo seguinte equilíbrio:
KC M Hóspede +n CD ↔ Hóspedem-CD
Capitulo I
73
Sendo o valor de KC determinado pela seguinte equação:
Kc= [Hospedem-CDn ]/[hóspede ]m [CD]n (Eq. 1)
Nesta situação a solubilidade total da molécula hóspede poderá ser calculada a
partir das seguintes expressões (Loftsson et al, 2004):
St = S0 +m x [Hóspedem-CDn ] (Eq. 2)
onde St corresponde à solubilidade da molécula hóspede livre e sob forma
complexada, S0 à solubilidade intrínseca da molécula hóspede, [Hóspedem-CDn ] ao
complexo de estequiometria 1:1 (m e n são iguais a 1) e KC ao valor da constante de
estabilidade do complexo hóspede-CD.
Uma vez que a representação gráfica de St em função da concentração de
ciclodextrina é uma recta cuja ordenada na origem é igual a S0 e o declive é igual a
(KC x S0)/(1 +KC x S0), a constante de estabilidade pode ser facilmente deduzia a partir
do declive e da ordenada na origem do segmento linear ascendente a partir da
seguinte equação, vulgarmente conhecida por equação de Higushi e Connors (Higushi
e Connors, 1965):
KC = declive/ S0 x (1- declive) (Eq. 3)
No caso do complexo formado ser de ordem 2 ou superior a 2 no que diz
respeito a CD (n≥2), e de ordem 1 em relação à molécula hóspede (m=1), situação
correspondente a um diagrama de solubilidade do tipo AP, a solubilidade total da
molécula hóspede poderá ser calculada a partir das seguintes expressões, assumindo
a formação de complexos de estequiometria 1:1 e 1:2 (Loftsson et al, 2004):
Capitulo I
74
St= S0 + [Hospede-CD ] + 2 x [Hospede-CD2 ] (Eq.4)
= S0 + (Kc(1:1) x S0 x [CD]) + (Kc(1:1) x K(1: 2) x S0 x [CD]2) (Eq. 5)
Onde KC(1:1) e KC(1:2) correspondem respectivamente às constantes de
estabilidade dos complexos de estequiometria 1:1 e 1:2, e [Hospede-CD] e [Hóspede-
CD2] aos complexos de estequiometria 1:1 e 1:2. O valor de KC (1:1) é determinado a
partir da equação 5, sendo então possível a determinação de KC (1:2).
No caso dos diagramas do tipo AN, o valor de KC não pode ser calculado
devido às interacções complicadas estabelecidas entre soluto/soluto e soluto/solvente
(Veiga et al, 1996;Uekama et al, 1998).
A determinação da constante de estabilidade do diagrama do tipo Bs pode
ainda ser efectuada recorrendo à parte descendente da curva, segundo a equação:
K1:2 = SB/(SX-SB)(CDX-2SB)2 (Eq. 6)
em que SB é a solubilidade molar do complexo e SX e CDX as concentrações molares
totais da molécula hóspede e da ciclodextrina, respectivamente, para um determinado
ponto descendente da curva de solubilidade.
Num sistema tipo Bs é possível determinar a estequiometria do complexo
precipitado a partir da fração da curva de solubilidade em forma de platô, segundo a
equação:
Razão molar = (MT - MA)/CD(A-B) (Eq. 7)
onde MT representa a quantidade total de molécula-hóspede adicionada, MA a
quantidade da molécula-hópede dissolvida no início do platô (ponto A) e CD(A-B) a
quantidade de ciclodextrina correspondente à fração da curva em platô (entre o ponto
Capitulo I
75
A e B). A estequiometria calculada por esta técnica pode ser confirmada através da
análise química do complexo de inclusão isolado.
Muitos outros métodos utilizados nos estudos de complexação em solução têm
sido utilizados, como o método de espectroscopia de ultravioleta, a ressonância
magnética nuclear, a modelagem molecular e ainda, o dicroismo circular, a
fluorescência, a potenciometria, a cromatografia em gel, a cromatografia líquida de alta
eficiência, o coeficiente de partilha e o método cinético (Fernandes, 1999).
MATERIAL E MÉTODOS
Material
Miconazol (Lote: 00478343; Massa Molar = 416,13 g/mol) foi gentilmente cedido pela
Janssen Pharmaceutica (Beerse-Belgica) a Metil-β-ciclodextrina (Lote: 781144; Massa
Molar = 1190 g/mol, com grau médio de substituição de 0,5) e a HPBCD (Lote:
E812M; Massa Molar = 1480 g/mol, com grau de substituição de 0,63) = pela
Roquettte (Lestrem, France). As soluções foram preparadas com água destilada.
Todos os reagentes usados foram de grau analítico.
Métodos
Doseamento espectrofotométrico do MCZ
Pesaram-se rigorosamente 100 mg de MCZ o qual foi dissolvido em 100ml de
uma solução hidroalcóolica (1:1) etanol: água, num balão volumétrico graduado. A
partir da solução anterior (1mg/ml) preparam-se 8 soluções padrão com concentrações
de 0,1 a 0,8 mg/ml numa mistura etanol/água (1:1). Estas soluções foram preparadas
3 vezes de igual modo em 3 dias diferentes. A curva de calibração foi construída com
absorvâncias lidas a 272 nm (Cavrini, 1989) versus concentrações e validada
conforme em anexo.
Capitulo I
76
Diagrama de solubilidade de fases
O estudo de solubilidade de fases foi realizado de acordo com o descrito por
Higuchi e Connors (1965). Pesaram-se quantidades de MCZ em excesso em frascos
âmbar, de 50ml, aos quais se adicionaram 30mL de soluções de ciclodextrinas de
concentrações crescentes (0 – 0,12M e 0 – 0,2M de Metil-β-CD e HP-β-CD,
respectivamente). Os frascos foram fechados e sujeitos a agitação à temperatura
ambiente (cerca 25 ±2ºC) durante 6 dias. Este período de tempo foi estabelecido com
base em estudos preliminares, cujos resultados indicaram que ao fim daquele período,
a solubilidade do MCZ se mantinha constante.
Após ter sido alcançado o equilíbrio, o conteúdo de cada frasco foi filtrado
através de um filtro de 0,45 µm (Millipore). As soluções filtradas foram diluídas
adequadamente com etanol e o teor de MCZ dissolvido foi determinado
espectrofotometricamente a 272 nm (Shimadzu UV 160). As leituras foram feitas 3
vezes para cada solução.
Detecção no ultravioleta
As leituras espectrofotométricas foram realizadas, recorrendo a um
espectrofotómetro (Shimadzu UV-Visible 1603). A absorção máxima do miconazol é
de 272 nm no solvente escolhido, etanol/água (1:1), sendo este valor confirmado
através aquisição de um espectro percorrendo toda a região espectral
electromagnética. As leituras das absorvâncias foram feitas 3 vezes para cada
solução.
Capitulo I
77
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Estudo de solubilidade de fases
Segundo a classificação de Higuchi e Connors (1965) os diagramas de
solubilidade de fases da formação de complexos entre o MCZ e as ciclodextrinas em
solução aquosa, são diagramas do tipo Ap para a Metil-β-CD e a HP-β-CD (Figuras 18
e 19), indicando que não há precipitação do complexo (Pedersen, 1993). Este tipo de
diagrama demonstra a formação de complexos solúveis na gama de concentrações
das ciclodextrinas estudadas.
A estequiometria do complexo de inclusão foi analisada com base no gráfico de
solubilidade de fases. As constantes de estabilidade (Kc) foram determinadas a partir
das rectas iniciais e lineares dos diagramas de solubilidade de fases, considerando
que se formam complexos de inclusão com estequiometria (1:1) e (1:2), (sendo o
declive da recta menor que 1 para ambas ciclodextrinas).
-0.02 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14
0.0000
0.0005
0.0010
0.0015
0.0020
0.0025
0.0030
Con
c. M
CZ
(M
)
Conc. MBCD (M)
Figura 18: Diagrama de solubilidade de fases do sistema MBC/MCZ em água destilada. Valores de desvio padrão para n=3.
Capitulo I
78
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
0.0000
0.0005
0.0010
0.0015
0.0020
0.0025
0.0030
Con
c. M
CZ
(M
)
Conc.HPBCD (M)
Figura 19: O cálculo de Kc foi obtido de acordo com a equação desenvolvida por Higuchi e Connors (1965):
Kc = Declive/[S0 (1- Declive)] (Eq.8)
onde S0 representa a intersecção da curva, e para a Kc (1:2) pela equação:
= S0 + (Kc(1:1) x S0 x [CD]) + (Kc(1:1) x K(1: 2) x S0 x [CD]2) (Eq. 9)
Os resultados de eficiência de solubilização e os valores das constantes de
estabilidade dos complexos MCZ/Metil-β-CD e MCZ/HP-β-CD estão indicados na
tabela 6.
Capitulo I
79
Tabela 06: Solubilidade máxima do MCZ atingido nas soluções de CDs.Parâmetros derivados dos respectivos diagramas de fases.
Complexo
binário
[MCZ] máxima
(10-3M)a
Tipo do
diagrama
Eficiência de
solubilizaçãob
Kc (1:1) Kc (1:2)
MCZ-HPβCD 2,94 ± 0,008 AP 45,18 126,94±4,4M-1 2,20 ± 0,4M-1
MCZ-MβCD 2,94 ± 0,02 AP 45,10 145,69± 4,1M-1 11,11±0,5M-1
Valores de Desvio Padrão para n=3 a Solubilidade do MCZ na concentração máxima de CD testada; b Parâmetro calculado pelo coeficiente dos valores de solubilidade máxima do MCZ nas soluções de CDs e o valor da sua solubilidade intrínsica (27,10µg/ml).
Como se pode constatar, as constantes de estabilidade (Kc) dos complexos de
MCZ com HP-β-CD têm valores muito próximo das obtidas com a MβCD. No entanto o
dobro de concentrações de HPβCD foi utilizado para se obter valores muito próximos
aos obtidos com a MβCD.
Os valores relativamente baixos das constantes de estabilidade indicam que as
interacções existentes entre o fármaco e ciclodextrina não são muito fortes, embora
aqueles valores estejam dentro ou próximo dos limites considerados por Pitha (Pitha et
al., 1983), ao estabelecer que os complexos de inclusão com aplicação prática
deverão apresentar valores Ks entre 200 e 5000 M-1. Com Ks inferiores, o fármaco é
rapidamente libertado, reduzindo o efeito que a complexação tem na dissolução,
enquanto que com Ks superiores, os complexos libertam muito lentamente a
substância activa.
Contudo, se atendermos aos resultados obtidos com complexos de inclusão de
outros fármacos e que apresentavam constantes de estabilidade mais baixas do que
as obtidas neste trabalho, podem os complexos MCZ/MβCD e MCZ/HPβCD contribuir
para o aumento da solubilidade e consequentemente para a melhoria da
biodisponibilidade do miconazol.
Já foi demonstrado na literatura que αCD, βCD, HPβCD e SBE7-βCD foram
capazes de formar complexos de inclusão com o miconazol e de aumentar a sua
solubilidade aquosa (Van Doorne, 1988; Mura, 1992; Pedersen, 1993a,b; Pedersen,
1994; Bononi 1995, Piel, 1998).
Capitulo I
80
Piel e colaboladores concluíram que com a mesma concentração de
ciclodextrina (10mM), o aumento da solubilidade do miconazol foi de 9, 29 e 68 vezes
com a HPβCD, βCD e SBE7-βCD (Piel, 1998).
A adição das CDs permitiu um aumento de solubilidade do MCZ cerca de 45
vezes superior à sua solubilidade intrínseca. Este resultado foi o mesmo para as duas
CDs testadas. No entanto, a escolha da MβCD para a sequência do estudo dos
complexos no estado sólido, levou-se em consideração que, o uso de uma menor
concentração da MβCD proporciona melhores resultados.
Capitulo I
81
CONCLUSÃO Os estudos de solubilidade de fases demonstraram serem diagramas do tipo
AP. Nestes foi observado um desvio positivo da linearidade, indicando a formação de
complexos de inclusão com uma maior ordem molecular igual ou superior a um, ou
seja, mais do que uma molécula de ciclodextrina é complexada com a molécula do
miconazol.
A estequiometria dos complexos de inclusão calculados para as duas
ciclodextrinas, HPβCD e MβCD, são de 1:1 e 1:2.
Com o valor estabelecidos das constantes de estabilidade (Kc) dos complexos
com o MCZ, considerou-se que a MβCD seria mais aplicável para a continuação dos
estudos, visto que a mesma também está relacionada com estudos de promoção de
absorção.
Capitulo I
82
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Capitulo II
84
PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DOS COMPLEXOS DE INCLUSÃO NO ESTADO SÓLIDO
INTRODUÇÃO
Na tecnologia farmacêutica a formação de complexos de inclusão com
ciclodextrinas, tem vindo a evidenciar uma grande aplicabilidade na solubilização e
estabilização de fármacos, constituindo hoje uma das técnicas muito utilizadas. Os
complexos sólidos são espécies químicas estáticas, com uma estequiometria
constante (Uekama e Otagiri, 1987). Além disso, a existência de um complexo de
inclusão em solução não garante a existência do mesmo complexo no estado sólido
(Szejtli, 1985).
É importante salientar que não existe um método universal de preparação de
complexos de inclusão. Cada molécula a complexar é um caso particular, sendo a
metodologia de preparação seleccionada em função de vários parâmetros como: o
tamanho, a geometria e a solubilidade da substância-hóspede. São considerados
critérios, tecnicamente complementares, mas determinantes na escolha do método de
preparação: o rendimento, a simplicidade, a rapidez, os custos e a facilidade de
transposição de escala (Mura et al, 1999). O método de preparação de complexos de
inclusão pode influenciar algumas características do produto final.
Atendendo a que o tipo de diagrama de solubilidade de fases do complexo
formado entre o MCZ e a MβCD é do tipo AP e, desprezando os pequenos valores de
K (1:2), foram preparados complexos com estequiometria 1:1, utilizando os métodos de
malaxagem, co-evaporação, secagem por pulverização e liofilização.
A escolha do método mais adequado para preparação do complexo de inclusão
atendeu as características físico-químicas do MCZ. A caracterização físico-química
dos complexos de inclusão no estado sólido foi efectuada por calorimetria diferencial
de varrimento difracção de raios X, espectroscopia de infravermelho com
transformadas de Fourier e ainda pela microscopia electrónica de varrimento.
Capitulo II
85
MATERIAL E MÉTODOS
Material
Miconazol (Lote: 00478343;Massa Molar = 416,13 g/mol) foi gentilmente cedido pela
Janssen Pharmaceutica (Beerse- Belgica) e Metil-β-ciclodextrina (Lote: 781144; Massa
Molar = 1190 g/mol, com grau médio de substituição de 0,5) pela Roquettte (Lestrem,
France). Os outros reagentes usados foram de grau analítico.
Métodos
Mistura física
A mistura física de MCZ/MβCD (1:1) foi preparada por mistura simples,
utilizando a técnica de diluição geométrica. Os pós foram previamente tamisados e a
seguir a mistura final em tamis (Retsch®) de 125 µm. Esta mistura serviu de referência
para comparação nos estudos de caracterização dos complexos de inclusão.
Malaxagem
Quantidades estequiométricas de MCZ e MBCD (1:1) foram malaxadas com
uma mistura de etanol/água (1:3) equivalente a 60% das massas total dos pós.
A pasta obtida foi malaxada durante 45 minutos, adicionando-se, durante o
processo, pequenas porções da mistura etanol/água de forma a manter-se a
consistência inicial. Posteriormente, a pasta foi deixada em estufa à 25ºC durante 48
horas, pulverizada a pó fino e tamisada.
Co-evaporação
Quantidades estequiométricas de MCZ e MBCD (1:1) correspondentes a 1,25g
de fármaco foram dissolvidos respectivamente em 250 ml de etanol e em uma solução
Capitulo II
86
250 ml de etanol/água (1:5). Uma vez obtidas as soluções anteriores, foram
misturadas (solução alcoólica na aquosa) sob agitação enérgica durante 24 horas.
Posteriormente, procedeu-se à eliminação dos solventes da solução límpida
por evaporação sob vácuo a 50ºC em evaporador rotativo (Heidolph, Laborota 4001).
Os resultantes resíduos sólidos foram secos até peso constante em estufa a
40ºC, e convenientemente pulverizados e tamisados.
Secagem por pulverização
Pesaram-se 2 g de MCZ e 5,72 g de MBCD e dissolveram-se em 500mL de
etanol e em 500mL de água destilada, respectivamente. Uma vez obtidas as soluções
anteriores, foram misturadas (solução alcoólica na aquosa) sob agitação enérgica
durante 24 horas.
Posteriormente, procedeu-se à eliminação dos solventes, pulverizando a
solução num spray-dryer (Labplant SD05), sob as seguintes condições: velocidade de
fluxo da solução variável 450 – 600 ml/h; temperatura de entrada entre 150-160ºC;
temperatura de saída variável entre 77 - 85ºC; pressão de ar de pulverização: 1,2 bar
e velocidade de fluxo de ar: 60 m3/hora.
Os resultantes produtos sólidos recuperados foram calibrados por tamisação,
recolhendo-se a fracção granulométria de 125 µm.
Liofilização
Quantidades estequiométricas de MCZ e MBCD (1:1) correspondentes a 2g de
fármaco foram dissolvidos em 1000 mL de água destilada e acidificado com uma
solução 0,1M de ácido clorídrico, até obter uma mistura límpida. A mistura manteve-se
sob agitação durante 24 horas, a solução foi filtrada por filtros (Millipore) de 0,45µm. A
solução obtida foi distribuída em volume de 200 ml em frascos de capacidade de 1 L, e
submetida a congelação por imersão em banho de etanol (Freezone ® modelo 79490,
Capitulo II
87
Labconco) a -40ºC durante 1 hora até completa congelação. A solução congelada foi
liofilizada em liofilizador (Lyph-lock 6, Labconco) durante 48 horas.
Os resultantes produtos sólidos recuperados foram calibrados por tamisação,
recolhendo-se a fracção granulométria de 125 µm.
O acondicionamento e a conservação de todos os sistemas binários descritos
foram realizados em frascos de vidro com tampas de borracha em excicador à
temperatura ambiente e ao abrigo da luz.
Solubilidade dos complexos de inclusão
A solubilidade aquosa de MCZ e seus complexos de inclusão foi determinada a
25 ±1 ºC. Uma quantidade em excesso correspondente a 15mg de fármaco foi
adicionada a 10 ml de água, e em 10 ml de PBS (pH 6.8) agitadas em vórtex e
deixados em ultra-som por 30 min (Jun, 2007). Posteriormente as soluções foram
colocadas sob agitação com ajuda de uma barra magnética, para cada frasco, durante
48 horas. Após este período as amostras foram filtradas por membrana de 0,45 µm
(Millipore) e adequadamente diluídas em etanol. A quantificação do MCZ nos filtrados
foi efectuada por espectroscopia de UV a 272 nm
MÉTODOS DE CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUIMICA
Microscopia electrónica de varrimento (SEM)
A morfologia do MCZ, MBCD e os sistemas binários foram examinados através
de um microscópio electrónico de varrimento (Jeol, modelo JSM 5310. Tokio, Japão).
Para a observação ser exequível, as amostras, sob forma de pós, foram
fixadas numa dupla fita adesiva e revestidas, sob vácuo, com uma fina película de
ouro, de aproximadamente 300 Å de espessura, de modo a torná-las electricamente
condutoras. As amostras foram observadas com um potencial eléctrico de excitação
Capitulo II
88
de 20 kV, com ampliações de 500 a 3500 vezes, tendo o registo das mesmas sido
feito por uma máquina fotográfica Pentax, modelo MZ-10.
Calorimetria diferencial de varrimento (DSC)
As determinações de análise térmica dos vários compostos foram realizadas,
utilizando a técnica de calorimetria diferencial de varrimento (DSC- “differential
scanning calorimetry”) num calorímetro Shimadzu, modelo 50, associada a um
analisador térmico, com ligação a um sistema informático TA-50WS/PC.
As amostras de massas compreendidas entre 1 -2 mg, colocadas em cápsulas
de alumínio abertas, foram aquecidas à velocidade de 10ºC/min de 30 a 250ºC sob um
fluxo de azoto de20 ml/min. Como referência, utilizaram-se cápsulas de alumínio
vazias.
A calibração da temperatura do aparelho foi periodicamente avaliada no
decorrer destes ensaios, utilizando-se como padrão o índio (99,98%, ponto de fusão
de 156,65ºC, Aldrich®).
Difracção de raios X (RX)
Os perfis de difracção, do MCZ, MBCD e os sistemas binários foram realizadas
através de um difractómetro automatizado Philips X'Pert modelo PW 3040/00, com
geometria Bragg - Brentano e uma fonte de raios – X de Colbalto, utilizando um
potencial eléctrico de 40 kV e uma intensidade de corrente de 35 mA. Os
difractogramas foram obtidos no intervalo de ângulo 2θ de 5 a 60º, nas seguintes
condições: amplitude do intervalo de varrimento de 0,025º (2θ), velocidade angular de
varrimento de 0.5s e tempo total de 30 min.
O grau relativo de cristalinidade (RDC) foi determinado utilizando-se a seguinte
equação:
REF
SA
I
IRDC =)( Eq.10
Capitulo II
89
onde o ISA é o pico encontrado da amostra, no mesmo ângulo da referência e o IREF é a
altura do pico de maior intensidade da referência. O MCZ foi utilizado como referência
(Ribeiro 2000 e Veiga e Diaz 1998).
Espectroscopia de infravermelho com transformadas de Fourier (FTIR)
Os espectros de FTIR dos componentes singulares e dos sistemas binários
foram obtidos num espectrómetro Nicolet Magna IR-750. A obtenção dos espectros foi
realizada directamente nas amostras em pó, através do programa adaptado ao
espectrofotometro Ominic E.S.P., aplicando transformação de Fourier de 64
varrimentos, na região espectral de 4000 a 600 cm-1.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Preparação dos complexos no estado sólido
São muitos os processos pelos quais se obtêm complexos de inclusão no
estado sólido. No entanto não se pode eleger um método de preparação como sendo
o melhor, uma vez que cada processo tem de ser desenvolvido em função do fármaco
a complexar, CDs e outros agentes co-complexantes utilizados. A selecção dos
métodos de preparação dos complexos em estado sólido é muitas vezes feita em
função do equipamento disponível para o efeito, da simplicidade do método, do
rendimento final do produto obtido e ainda da facilidade de transposição de escala
laboratorial para industrial. Outros factores intrínsecos relacionados com os métodos
de preparação, que deverão ser optimizados para garantir a produção de complexos
de inclusão sólidos de elevada qualidade e com maior rendimento possível, são a
temperatura e volumes de água, o tempo de mistura e as condições e tempos de
secagem utilizados (Hedges, 1998).
Após os estudos em solução pelo método de solubilidade de fases,
evidenciaram-se diagramas de solubilidade de fases do tipo AP e, portanto, estes
Capitulo II
90
complexos apresentaram-se solúveis. Com estes dados e com a disponibilidade dos
equipamentos, seleccionaram-se diferentes métodos de preparação, nomeadamente
malaxagem, co-evaporação, liofilização e secagem por pulverização para a produção
e estudo dos complexos no estado sólido.
Microscopia electrónica de varrimento (SEM)
A microscopia electrónica de varrimento (SEM) é frequentemente utilizada para
a observação dos aspectos morfológicos microscópicos dos componentes singulares,
isto é, fármaco, CD, bem como dos produtos resultantes da sua manipulação
(Duchene, 1987), neste caso MF e complexos binários por MLX, COE, SP e LF.
O estado cristalino dos complexos, por ser diferente do obtido pela simples
mistura da molécula hóspede com a ciclodextrina, permite conhecer o estado cristalino
resultante do processo de complexação. As alterações do estado cristalino verificadas
servem de suporte para um melhor conhecimento do fenómeno de complexação
(Moyano, 1995).
As fotografias de microscopia electrónica de varrimento obtidas estão
apresentadas na Figura 20.
A observação destas fotografias revelou a presença de cristais de MCZ com
tamanho variável e partículas em forma de paralelogramas. As partículas de MβCD
são compostas por partículas esféricas com carácter amorfo (Charoenchaitrakool,
2002).
Por sua vez, a observação microscópica da MF evidenciou a presença de cada
um dos constituintes, com manutenção da sua morfologia original, sendo facilmente
observada a presença de cristais de MCZ à superfície das partículas de CD, mas não
revelou, aparentemente, interacções entre os constituintes.
Na microscopia do complexo MLX observou-se alteração da morfologia original
das partículas de MCZ e CD. Apresentam uma forma irregular com tendência a formar
agregados. No entanto, observou-se que existem partículas de fármaco há superfície
Capitulo II
91
da CD e mesmo partículas de CD na sua forma original, sugerindo apenas uma
complexação parcial.
Pelo contrário, observou-se uma drástica alteração da morfologia original das
partículas de MCZ e MβCD em todos os complexos COE, SP e LF. No processo de
COE, apenas há um tipo de partículas indiferenciadas, com tendência para formação
de agregados, manifestamente distintas das partículas originais de MCZ e MβCD. O
processo de secagem por pulverização mostra partículas homogeneamente amorfas e
esféricas, tendo um aspecto característico deste tipo de processo (Sinha, 2005). Por
fim, o processo de liofilização deu origem a agregados amorfos, de aspecto lamelar e
irregular.
Apesar dos estudos de SEM serem insuficientes para a confirmação de
complexos de inclusão, as alterações drásticas na forma das partículas, no seu
aspecto e tamanho apontam para a existência de novas fases sólidas nos produtos de
COE, SP e LF. Estas novas fases sólidas poderão estar simplesmente relacionadas
com alterações no estado cristalino destes produtos, ou ainda constituírem uma forte
indicação para a formação de complexos de inclusão (Fernandes et al., 2002). Porém,
estes resultados precisam de posterior confirmação por meio de técnicas físico-
químicas de caracterização mais específicas, como é o caso da calorimetria de
diferencial de varrimento e difracção de raios X.
Capitulo II
92
Figura 20. Microscopia electrónica de varrimento: (a) MCZ; (b) MβCD; (c) MF; (d) MLX; (e) COE; (f) SP e (g) LF.
g)
a) b)
c) d)
e) f)
g)
Capitulo II
93
Calorimetria diferencial de varrimento (DSC)
A calorimetria diferencial de varrimento (DSC) representa o método analítico de
primeira escolha para a caracterização físico-química dos sistemas fármaco-CD no
estado sólido. Por esse facto, o DSC é utilizado como um método de rotina para
investigações qualitativas preliminares e rápidas, por avaliação do comportamento
térmico dos componentes isolados, MF e respectivos complexos preparados pelos
mais variados métodos de preparação (Giordano et al., 2001).
A calorimetria diferencial de varrimento (DSC) permite determinar o calor
absorvido ou libertado pela amostra a uma temperatura programada. Estas variações
de calor resultam das alterações que se produzem num composto e que desaparecem
quando está incluído numa ciclodextrina.
A inclusão de uma molécula hóspede na cavidade da ciclodextrina ou na rede
cristalina, leva a que os seus pontos de fusão, de ebulição, de sublimação ou de
degradação sejam deslocados para uma temperatura mais elevada ou não se
observem até à temperatura limite de decomposição da ciclodextrina (250-300ºC)
(Szejtli, 1988a).
A finalidade da utilização desta metodologia analítica consiste na comparação
dos perfis térmicos resultantes das misturas físicas de fármaco e CD com perfis
resultantes dos respectivos complexos, para que seja evidenciada ou não a ocorrência
de inclusão do fármaco na cavidade da CD. Na ausência de qualquer tipo de
interacção entre o fármaco e CD, as curvas de DSC resultantes deverão corresponder
ao somatório das curvas de DSC dos componentes individuais. Na eventualidade da
ocorrência de interacções entre o fármaco e a CD nos produtos obtidos pelas várias
manipulações, as curvas de DSC deverão apresentar um perfil não coincidente com o
somatório dos efeitos observados nos termogramas dos componentes isolados. Isto
porque quando uma molécula hóspede é incluída na cavidade de uma CD, os seus
pontos de fusão, ebulição ou sublimação sofrem um deslocamento para temperaturas
Capitulo II
94
diferentes ou desaparecerem do intervalo de temperaturas anterior à decomposição da
respectiva CD (Cabral Marques, 1990).
Os termogramas dos componentes singulares e sistemas binários estão
representados na Figura 21.
50 100 150 200 250
Temperature (ºC)
(a)(b)
(c)
(d)(e)
(f)
(g)
Figura 21: Termograma de DSC: (a) MCZ; (b) MβCD; (c) MF; (d) MLX; (e) COE; (f) SP e (g) LF.
O termograma do MCZ observado pela técnica de DSC mostrou-se anidro e
cristalino, e apresentando seu pico endotérmico intenso e bem definido a 85,2ºC, o
que corresponde à temperatura de fusão do fármaco (Pederson, 1993). A curva de
DSC da MβCD apresenta um efeito endotérmico mais alargado por volta dos 40 a
100ºC que se deve à libertação de água de cristalização da CD (Figueiras et al, 2007).
Visualiza-se na MF ambos os picos endotérmicos do MCZ (pico de fusão) e da
MβCD (desidratação), sendo o termograma resultante da sobreposição dos
termogramas dos componentes individuais, sem qualquer desvio de temperatura de
fusão do MCZ. É possível portanto considerar a ausência de interacção entre fármaco
Capitulo II
95
e a CD
No sistema MLX, observou-se um pico de pequena intensidade alargado,
sobreposto na região do pico endotérmico de desidratação da MβCD. Apesar de sua
ténue intensidade e do desvio para uma temperatura mais baixa 83,35ºC, este pico
corresponde ao efeito endotérmico resultante da fusão do MCZ, e sugere que neste
sistema, existe a formação de complexos de inclusão parcial. Porém, tendo em
consideração os resultados obtidos com as fotografias de SEM para estes produtos,
onde parece perceptível a presença de moléculas de CD e a presença de cristais de
MCZ, pode-se pressupor ter ocorrido um rearranjo molecular do fármaco, a possível
dispersão dos cristais de MCZ no produto sólido.
Com os resultados obtidos por DSC e SEM e a sua interpretação, evidencia-se
a não formação de um verdadeiro complexo de inclusão pelo método de malaxagem.
As curvas de DSC dos produtos COE, LF e SP indicaram o desaparecimento
completo do pico endotérmico correspondente à transição sólido-líquido do MCZ,
sendo a única diferença visível respeitante ao fenómeno de desidratação manifestado
no termograma destes sistemas. A pequena expressão das bandas endotérmicas
destes complexos de inclusão, respeitantes à desidratação das ciclodextrinas está
relacionada com o tipo de métodos utilizados (COE, LF e SP) que utilizam técnicas
muito eficazes de extracção dos solventes, originando produtos finais com um teor de
humidade muito baixo. O desaparecimento do pico endotérmico do MCZ é atribuído ao
estado amorfo ou à formação de complexos de inclusão ou ainda a ambas as
situações (Cabral et al., 1990). Estes resultados sugerem que estes sistemas podem
ser considerados como verdadeiros complexos de inclusão. Porém, estes resultados
necessitam de confirmação através da aplicação de outros métodos analíticos de
caracterização físico-química no estado sólido.
Espectroscopia de infravermelho com transformadas de Fourier (FTIR)
A espectroscopia de Infravermelho com transformadas de Fourier (FTIR) é
Capitulo II
96
usada para avaliar as interacções que se estabelecem entre a molécula hóspede e a
ciclodextrina no estado sólido (Fernandes, 1999).
Esta técnica nem sempre é a mais adequada para a detecção da formação do
complexo de inclusão. Esta situação acontece quando, por um lado, a formação do
complexo origina apenas um pequeno deslocamento das bandas da ciclodextrina e,
por outro, quando a fracção da molécula hóspede pode ser camuflada pelas das
ciclodextrinas, bem como pela presença da água de cristalização (Szejtli, 1988). As
bandas de absorção características da CD, que representam a maioria das bandas de
absorção dos complexos, são muito pouco influenciadas pela complexação. Por sua
vez as bandas de absorção dos fármacos apresentam desvios para maiores ou
menores valores, acompanhadas de uma diminuição de intensidade, mas a proporção
de fármaco raramente excede os 15% da massa dos complexos, pelo que estas
alterações são frequentemente pouco perceptíveis (Szejtli, 1994). Por isso, as
alterações verificadas nos espectros de FTIR requerem uma interpretação cuidadosa
(Hedges, 1998).
No entanto, esta técnica pode ser aplicada com bons resultados, quando as
moléculas hóspedes têm algumas bandas de absorção características, como sejam as
dos grupos carbonilo (Uekama e Otagiri, 1987), que geralmente se apresentam
separadas das bandas características das CDs e sofrem facilmente desvios devido à
complexação (Szejtli, 1994).
O perfil do espectro de FTIR do Miconazol está representado na Figura 22. As
bandas de espectroscopia de infravermelho do MCZ não são muito citadas. O
Miconazol é formado por 39 atomos que podem originar 111 estados vibracionais.
Numa faixa de comprimento de onda pode observar-se algumas bandas
características do MCZ (Barillaro, 2007) que podem ser verificadas na Tabela 07.
Capitulo II
97
Tabela 07. Número de onda experimental e teórica (FTIR) do miconazol. (Adaptado: *Barillaro, 2007) Banda Miconazol Experimental Miconazol Teórico* Descrição aproximada
1 1589 cm-1 1589 cm-1 Elongação CC
2 1561 cm-1 1562 cm-1 Elongação CC
3 1510 cm-1 1510 cm-1 Elongação CC + torção CH (anel
imidazólico) e C6
4 1468 cm-1 1470 cm-1 Torção CH e C17 e C6
Relativamente ao fármaco, o espectro, exibiu bandas intensas e bem definidas.
A banda, com maior intensidade, aparece na região 1091 cm-1.
O perfil do espectro de FTIR dos sistemas binários está representado na Figura
23. Verifica-se que a MβCD possui uma banda que é muito expressiva entre 1021 e
1155 cm-1, e pode sobrepor-se a banda mais expressiva do MCZ. Observa-se que nos
espectros (Figura 23) dos sistemas estudados, não apareceram novas bandas de
absorção, o que indica não se ter estabelecido ligações químicas do tipo covalente,
entre o MCZ e CD, nos novos produtos formados (Ammar et al., 1999). Observou-se
ainda uma forte diminuição das principais bandas nos sistemas binários MLX, COE,
SP e LF. Os espectros nas regiões de 600 – 900 cm-1 e 1400 – 1600 cm-1 do MCZ e
das respectivas misturas binárias, no estado sólido, foram registados e estudados.
Verificou-se que as bandas com frequência de 657, 732, 816, 861, 962, 1232, 1468,
1510, 1562 e 1589 cm-1 estão presentes na MF e no MLX.
O espectro da MF corresponde ao simples resultado da adição do espectro do
fármaco e da ciclodextrina. O espectro do MLX, apresenta alguns picos característicos
do MCZ, com uma diminuição da intensidade das bandas. Tal situação aponta para a
não ocorrência de uma nova estrutura.
O espectro por FTIR dos produtos obtidos por COE, SP e LF, por outro lado,
demonstram forte redução ou completo desaparecimento da bandas características do
MCZ, sendo indicativo de uma forte interacção fármaco-ciclodextrina e, possivelmente,
a inclusão por complexação do fármaco, confirmando os resultados obtidos
Capitulo II
98
anteriormente pelas técnicas de DSC e SEM. No LF pode observar-se uma
amorfização dos picos tornando a estrutura muito similar a MβCD. O pico em 1589 cm-
1 referente ao MCZ parece visível, embora com uma pequena intensidade.
As alterações observadas nos espectros FTIR das várias amostras, tais como
os desvios de picos, ou a sua redução na intensidade até ao desaparecimento quase
total, mostrou-se dependente do método de preparação, sugerindo diferentes graus de
interação e amorfização nos diferentes produtos.
2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600
Wavenumbers (cm-1)
1091
1468
15101589
1232
816
861
732
962
6571053
1340
12771562
Figura 22. Perfil do espectro de FTIR do Miconazol.
Capitulo II
99
2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600
W avernumbers (cm -1)
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
15101469
1081
1021
964756
702
852
1155
1589
1232
657733816
8611589
Figura 23: Perfil dos espectros de FTIR da (a) MβCD, (b) MF; (c) MLX; (d) COE; (e) SP e (f) LF.
Difracção de raios X (RX)
A análise de difracção de raio-X constitui um dos melhores métodos para
investigação dos complexos no estado sólido: permite não só detectar a formação do
complexo, como também conhecer a sua estrutura, as interacções que se
estabelecem entre a molécula hóspede e a ciclodextrina. No entanto, esta técnica é
por vezes complicada e de difícil aplicação como método de rotina (Saenger, 1980).
A análise de difracção de raio-X de pós é frequentemente usada nos estudos
de complexação dos compostos em pó (amorfos ou no estado microcristalino). Se
ocorrer a formação de complexo, o difractograma do complexo de inclusão é
completamente diferente da sobreposição dos difractogramas dos componentes
isolados (Uekama et al, 1982).
Os difractogramas dos componentes singulares e dos sistemas binários
encontram-se representados na Figura 24.
Capitulo II
100
10 20 30 40 50 60
2θ
(a)
(c)
(d)
(f)
(g)
(e)
(b)
Figura 24: Difractogramas de raio X: (a) MCZ; (b) MβCD; (c) MF; (d) MLX; (e) COE; (f) SP e (g) LF.
O perfil de difracção do MCZ evidencia o seu carácter cristalino, demonstrando
numerosos picos de difracção de elevada intensidade cujas posições encontradas
foram 13.2, 14.7, 22.3, 24.4, 29.5, 30.0, 30.5 e 31.6 para os picos mais
representativos. O difractograma da MβCD mostrou-se totalmente difuso indicando a
natureza amorfa deste composto (Figueiras, 2006).
No perfil de difracção da MF, podemos observar que este sistema possui os
principais picos de difracção do MCZ e corresponde apenas à sobreposição de cada
um dos componentes presentes, com uma significativa diminuição da intensidade dos
picos do MCZ por efeito de diluição nos componentes amorfos. No produto obtido por
MLX o perfil de difracção é semelhante ao da MF e no produto COE o perfil de
difracção observado demonstra menor grau de cristalinidade, mas no entanto alguns
picos característicos do MCZ são detectáveis, sugerindo a formação de complexo de
inclusão parcial.
Atendendo ao facto da amorfização do MCZ poder ser consequente ao
Capitulo II
101
processo de secagem por pulverização e liofilização, os resultados de difracção de
raios X não podem descriminar se os produtos são ou não verdadeiros complexos de
inclusão ou somente misturas homogéneas dispersas de componentes amorfos
(Redenti et al., 1996). Contudo, tendo presentes os resultados de SEM e DSC
previamente analisados, bem como o desaparecimento de alguns dos mais
representativos picos de difracção no sistema COE e a perda de cristalinidade pode-se
invocar a formação de novas fases sólidas que podem ser imputadas à formação de
complexos de inclusão, no qual o MCZ se encontra pelo menos parcialmente
incorporado na cavidade da CD (Charoenchaitrakool et al., 2002).
A total amorfização do fármaco foi induzida pela SP e LF, sendo detectado nos
difractogramas dos produtos a redução integral da cristalinidade, sendo visível apenas
um perfil difuso. A magnitude do grau de amorfização foi claramente dependente do
método de preparação dos complexos.
A Tabela 08 mostra o grau relativo de cristalinidade (RDC) para os vários
sistemas binários. A diminuição da relação de cristalinidade de todos os sistemas foi
observada. A diminuição da RDC, na maioria dos casos, segue o mesmo padrão: PM>
MLX> COE> SP> LF. Estas observações estão de acordo com o resultado dos
difractogramas. Os resultados obtidos por DSC, FTIR e SEM, e o desaparecimento
dos picos de difração do MCZ nos sistemas de SP e LF indicam novamente a possível
formação de complexos inclusão entre MCZ e a CD nestes sistemas.
Tabela 08. Intensidade dos picos e valores de RDC para os sistemas MCZ:MβCD.
2θ
MCZ
MF
MLX
COE
SP
LF
IPa IP RDC IP RDC IP RDC IP RDC IP RDC
14.738 146 126 0.863 88 0.602 91 0.623 79 0.541 60 0.410
24.438 276 128 0.463 139 0.503 83 0.300 71 0.257 68 0.246
29.537 159 145 0.911 109 0.685 81 0.509 77 0.484 59 0.371
30.563 151 106 0.701 102 0.675 63 0.417 49 0.324 56 0.370
31.662 137 95 0.693 72 0.525 71 0.518 53 0.386 41 0.299 a IP Intensidade dos Picos
Capitulo II
102
Em conclusão, os estudos de difracção de raios X e o cálculo de RDC
permitiram avaliar a cristalinidade dos diferentes produtos formados por diferentes
métodos e obter evidências adicionais acerca da formação de complexos de inclusão
MCZ-MBCD, uma vez que foi confirmada a formação de novas fases sólidas muito
provavelmente associadas à formação de verdadeiros complexos de inclusão no
estado sólido.
Solubilidade aquosa dos complexos de inclusão
A solubilidade de uma molécula hóspede pode ser alterada por complexação
com CDs. Muitos autores têm citado o aumento da solubilidade aquosa do MCZ com o
uso das ciclodextrinas. Van Doorne e colaboladores concluíram que a presença da β-
ciclodextrina (18mg/ml) aumentou em 5 vezes a solubilidade aquosa do nitrato de
miconazol (Van Doorne, 1988). Os resultados, em percentagem, do ensaio de
solubilidade do fármaco isolado e dos sistemas binários, obtidos após 48h de agitação
à 25ºC±1, estão indicados nas Tabela 09 e 10. As Figuras 25 e 26 demonstram os
valores calculados em função da concentração do fármaco solubilizado. A solubilidade
aquosa do MCZ em água e PBS pH 6.8, calculada, por este método, foi de 15,13
µg/mL e 7,2 µg/ml respectivamente.
A MF induziu um aumento da solubilidade do MCZ, o que pode ser explicado
pela provável inclusão formada em solução. Isto pode ser atribuído ao processo de
mistura entre os componentes e a uma certa perda de cristalinidade e pureza dos
mesmos (Holgado, 1995). O aumento de solubilidade induzido pelo MLX foi pouco
superior a MF.
O maior aumento de solubilidade, em meio aquoso, foi verificado no complexo
liofilizado, quando comparado com os outros sistemas binários. Entretanto Verifica-se
que a nova fase sólida preparada por secagem por pulverização, tem aspecto muito
fofo e com pouca molhabilidade, ficando o pó muitas vezes agarrado ao vidro.
Fazendo com que a percentagem de solubilização realizada por esta técnica, seja
Capitulo II
103
menor.
Tabela 09. Solubilidade aquosa dos complexos com MCZ a 25ºC±1 após 48 horas.
Sistemas binários Solubilidade aquosa (µg/ml)
Solubilidade aquosa (%)
MCZ (Mistura Física) 29,01 1,93% MCZ (Malaxado) 35,08 2,38% MCZ (Coevaporado) 69,30 4,62% MCZ (Secagem por pulverização) 37,92 2,52% MCZ (Liofilização) 1,504(103) 10,26%
Solubilidade aquosa MCZ
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Mic MF MLX COE SP LF Série7
Figura 25. Solubilidade aquosa do MCZ. (Desvio Padrão n=3)
Tabela 10. Solubilidade dos complexos, em PBS 6.8, a 25ºC±1 após 48 horas.
Sistemas binários Solubilidade em PBS 6.8 (µg/ml)
Solubilidade em PBS 6.8 (%)
MCZ (Mistura Física) 24,38 0,162% MCZ (Malaxado) 31,52 0,210% MCZ (Coevaporado) 117,29 0,781% MCZ (Secagem por pulverização) 35,15 0,234% MCZ (Liofilização) 127,93 0,852%
Solubilidade do MCZ em PBS 6.8
0
20
40
60
80
100
120
140
Co
nce
ntr
ação
do M
CZ
(m
cg/m
l)
MCZ MF MLX COE SP LF
Figura 26. Solubilidade do MCZ em PBS 6.8. (Desvio Padrão n=3)
Capitulo II
104
CONCLUSÃO
A aplicação de diferentes metodologias analíticas permitiu caracterizar os
sistemas obtidos no estado sólido. Todos os complexos demonstraram diferenças
morfológicas, térmicas, estruturais e perfis espectroscópicos distintos das moléculas
livres de MCZ e CD e da MF, resultante da simples combinação destes componentes.
Assim, com base na caracterização físico-química efectuada, confirmou-se a formação
de complexos binários no estado sólido entre o MCZ e MβCD.
A utilização da microscopia electrónica de varrimento, da calorimetria
diferencial de varrimento, da difracção de raios X e da espectroscopia de
infravermelho com transformadas de Fourier possibilitou a elucidação das interacções
ocorridas no estado sólido entre os diferentes sistemas binários de complexação
preparados por diferentes técnicas e sugeriu a formação de novas fases sólidas
amorfas. Estas observações apontam para uma forte evidência da formação de
verdadeiros complexos de inclusão MCZ/MβCD preparados no estado sólido por SP e
LF.
Verificou-se também a influência do método de preparação utilizado na
formação dos respectivos complexos de inclusão.
O maior aumento de solubilidade aquosa e em PBS do MCZ foi manifestado
pelo complexo preparado pela técnica de liofilização.
Capitulo II
105
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Capitulo III
109
DESENVOLVIMENTO E ESTUDO REOLOGIA DE UMA FORMULAÇÃO PARA APLICAÇÃO BUCAL
INTRODUÇÃO
A administração bucal apresenta algumas vantagens em relação aos métodos
tradicionais. A entrada directa do medicamento para a circulação sistémica faz com
que o efeito de primeira passagem hepática seja evitado. Além disso, o fármaco pode
ser facilmente administrado e, se necessário, removido do local da aplicação. Em
contrapartida, algumas desvantagens devem ser tidas em conta quando uma forma
farmacêutica é proposta para administração bucal. Entre elas, está a necessidade da
formulação se manter na sua posição por horas, mesmo com o movimento bucal e
fluxo salivar. Registe-se ainda, o facto do fluxo salivar ser responsável por uma
eventual dissolução parte relevante do fármaco e, portanto, reduzir a absorção pela
mucosa. Consequentemente, uma boa formulação requer propriedades adesivas e
deve evidenciar um controlo eficiente do fármaco libertado. Isto pode ser feito usando
excipientes com características adequadas. Numerosos polímeros bio-adesivos foram
investigados para fins de administração bucal (Cafaggi, 2004)
É muito difícil aplicar pomadas, soluções, cremes e loções sobre a mucosa
bucal, e esperar que os seus efeitos persistam por um período significativo de tempo,
já que são muito facilmente removidos pela salivação, temperatura, os movimentos da
língua e a deglutição. Portanto, será necessário que as novas formulações tenham
aderência adequada ou maior tempo de adesão e mostram libertação sustentada por
um certo período de tempo. Mas, a principal limitação para cedência bucal é a baixa
permeação através do tecido, resultando em uma baixa biodisponibilidade. A utilização
de potenciadores de penetração é utilizada para aumentar a permeação dos fármacos
em todo o epitélio (SHIN, 2000).
Os hidrogeles são redes poliméricas tridimensionais, hidrofílicas, capazes de
absorver grandes quantidades de água ou fluidos biológicos (Gupta et al, 2002). As
Capitulo III
110
redes são compostas por homopolímeros ou copolímeros, e são insolúveis devido à
presença de produtos químicos ou físicos. Os hidrogeles exibem uma termodinâmica
compativel com a água que lhes permite inchar em meio aquoso. Existem inúmeras
aplicações, em particular na área da saúde (Peppas, 2000). Mais especificamente, os
hidrogeles têm sido usados com sucesso na cedência de agentes terapêuticos,
através da cavidade oral (Jones et al 2002).
Estudos recentes por Jones e colaboladores, (2002) sugerem que formulações
bioadesivas concebidas para aplicação bucal devem mostrar adequadas propriedades
reológicas e mecânicas, nomeadamente comportamento pseudoplástico ou plástico
com tixotropia, ser de fácil aplicação, apresentar boa espalhabilidade, dureza
adequada, e prolongada permanência de tempo na cavidade bucal. Estas
propriedades podem afectar o desempenho final das formulações e a sua aceitação
pelos pacientes.
P407, polâxamero também conhecido como Pluronic F127, é um tribloco de
copolímero, polioxietileno-polioxipropilene-polioxietileno, constituído por 70% de
unidades de polioxietileno. Tem a capacidade de formar um gel límpido em meio
aquoso numa concentração de aproximadamente 20% (w / w) ou mais, e exibe a
propriedade única de gelificação reversível térmica; que é atingido em temperaturas
como temperatura corporal e é reversível em baixas temperaturas como de um
frigorífico, produzindo assim uma solução de baixa viscosidade. Além disso, P407 tem
baixa toxicidade, alta capacidade de solubilização, e excelentes características na
libertação de fármacos (Cafaggi, 2005).
Sistemas contendo ambos, polâxamero 407 e ciclodextrinas têm grande
interesse devido à propriedade termosensível do polaxamero e a capacidade
promotora de absorção da ciclodextrina (Bonacucina, 2007). Torna-se necessário
desenvolver novas formulações com adequada bio-adesão ou maior tempo de adesão,
e proporcionar uma libertação bucal por um maior período de tempo (Shin, 2000).
Capitulo III
111
P407 também foi utilizado em associação com Carbopol para obter geles
mucoadesivos (Cafaggi, 2005). O Carbopol é um polímero hidrofílico preparado
através da polimerização dos monómeros, principalmente constituídos pelo ácido
acrílico e usados para preparar geles para formulações de administração tópica,
devido à sua viscosidade e boa bioadesividade em baixas concentrações. Em alguns
estudos, o Carbopol e o polaxamero foram usados como agentes formadores de geles
bioadesivos. Simovic e colaboradores, (1999) e Lin e Sung (2000) analisaram o
comportamento reológico de dispersões de Carbopol / Pluronic F-127 e demonstraram
que o Carbopol melhorou significativamente o comportamento reológico do Pluronic.
Geles
Segundo a Farmacopeia Portuguesa consideram-se geles ou pomadas-geléias
as que são constituídas por geles minerais ou orgânicos.
Os excipientes utilizados nestes veículos são de vários tipos, tendo como
característica comum as suas propriedades coloidais, originando, em contacto com a
água, geles mais ou menos espessos, de consistência pastosa, que permitem a
incorporação de substâncias nas suas malhas.
Os geles classificam-se em hidrófobos ou oleogeles e hidrófilos ou hidrogeles.
No primeiro caso os seus excipientes são gordurosos, como a parafina líquida e óleos
diversos. A geleificação destes produtos consegue-se por adição de polietileno,
anidrido, silícios, sabão de alumínio ou de zinco, etc. já os geles hidrófilos têm como
excipiente a água ou diversos glicóis, como a glicerina e o propilenoglicol. Estes
líquidos são geilificados por intermédio de várias substâncias, tais como a goma
adragante, a goma de caraia, o amido, derivados de celulose, silicatos de alumínio e
magnésio, pectinas, alginatos, carbopóis, álcool polivinílico, etc.
Os geles hidrófilos são os mais utilizados. Têm em geral um efeito emoliente e
refrescante, mas a sua rápida secagem transforma-os muitas vezes, numa película
Capitulo III
112
quebradiça quando aplicados na epiderme.
Não apresentam poder de penetração cutânea, já que seus excipientes,
formados por grandes moléculas coloidais, não podem atravessar a epiderme intacta
e, também, não mostram qualquer espécie de afinidade para as proteínas da pele, não
originando absorção bioquímica. Entretanto alguns geles, como os que contém
carbopol, são dotados de boa penetrabilidade cutânea. Por outro lado, pode-se
incrementar a penetração desde que se adicione substâncias como a trietanolamina,
álcool isopropílico, propilenoglicol e polietilenoglicol (Prista, 1995).
O tipo de polímero empregado na formulação de gele pode influenciar o
comportamento reológico e, a estabilidade física do produto e até mesmo, afectar a
aceitabilidade deste.
Geralmente, as substâncias formadoras de geles são polímeros que quando
dispersos em meio aquoso conferem viscosidade à preparação (Maia Campos et al,
1999). Logo, pode-se definir o gele como uma preparação semi-sólida composta por
partículas coloidais que não se sedimentam (ficam dispersas).
Polímero é uma palavra derivada do grego onde polys significa muitos e meros
significa partes. Portanto, os polímeros são basicamente substâncias de alto peso
molecular, também chamadas de macromoléculas. Estas substâncias são
provenientes do encadeamento de moléculas menores. Apesar do estudo científico
das macromoléculas se ter iniciado há pouco tempo (cerca de 50 anos), o seu
desenvolvimento tem sido vertiginoso. Vários polímeros vêm sendo usados nas
formulações de geles de aplicação farmacêutica (Martin, 1993).
De acordo com as características dos polímeros, os geles podem apresentar
natureza iónica ou não-iónica. Os geles de natureza não-iónica possuem estabilidade
numa ampla faixa de pH, tornando-se possível a veiculação de substâncias de
carácter ácido, como os alfa-hidroxiácidos. Já os de carácter aniónico são pH
dependentes, ou seja apresentam-se estáveis em pH neutro ou próximo do neutro
(Maia Campos et al, 1999).
Capitulo III
113
Pluronic
Trata-se de copolimeros de polioxietileno-polioxipropileno (POE-POP) que têm
tido larga utilização como excipientes de pomadas.
Possui um núcleo central hidrófobo (polioxipropileno) ligado ou envolvido por
cadeias hidrófilas (polioxitileno). Quimicamente são poliésteres e a sua fórmula geral
pode ser assim representada: HO(C2H4O)a(C3H6O)b(C2H4O)aH em que “a”(óxido de
etileno=OE) varia de 2 a 130 e “b” (óxido de propileno =OP) e varia de 15 a 67.
Alguns destes pluronics contêm etilenodiamina que, sendo hidrossolúvel,
exerce funções semelhantes ao etilenoglicol ou proplilenoglicol.
Os poloxameros são tensioactivos, classificando-se actualmente por meio de
números que, em regra, aumentam consoante o seu peso molecular. Assim, por
exemplo, o nº 101 (P.M.1100) apresenta um EHL (equilíbrio hidrófilo lipofílico) de 12-
18, o nº184 (P.M.2900) tem EHL de 12-18 e o 188 (P.M.8400) tem EHL maior que 24.
Muito pouco tóxicos e pouco irritantes para pele e olhos, podem originar geles,
com concentrações de água bem definidas: 184 e 188 formam geles com 50-60% de
água; 234 (P.M.4200) e 238 (P.M.11400) geleficam com 40 % de água; 333 a 338
(P.M.14000) formam geles com 25% de água. (Prista, 1995)
A preparação do gele de P 407 não apresenta dificuldade. A preparação de
uma formulação termosensível a frio mostra-se mais vantajosa. Este método facilita a
dissolução do poloxamero e limita possíveis alterações. O P 407 é misturado em 4-5ºC
com outros componentes (por exemplo um fármaco) e com a água, que deverá estar
previamente fria, até obter uma solução homogénea (Dumortier, 2006)
A esterilização em autoclave (120º.C, por 15 min, 1 bar) é compatível e não
altera significativamente as características da viscosidade da formulação. No entanto
nenhum estudo foi realizado para especificar a possível degradação deste polímero
durante a autoclavação. (Dumortier, 2006)
Capitulo III
114
Carbopol
O Carbopol é um polímero hidrofílico obtido através da polimerização dos
monómeros, principalmente constituídos pelo ácido acrílico. Este exerce uma função
de agente gelificante, devendo estar presente numa percentagem de 0,5-1,5%.
Excipiente inócuo para a pele, não provoca irritação, alergia e sensibilizações,
pelo que se podem utilizar na preparação de pomadas-geleias. Entretanto, não se
recomenda o seu emprego em pomadas oftálmicas, dado que se têm revelado
irritantes para a córnea. (Prista, 1995)
Uma vantagem de utilização do Carbopol resulta do facto de não sofrer
alterações significativas de viscosidade em função da temperatura. Em presença da
água os polímeros de Carbopol intumescem até cerca de 1000 vezes o seu volume
original, formando geles quando o pH do meio é adequado (Singla, 2000).
Quando dispersos em água formam soluções coloidais ácidas de baixa
viscosidade. A neutralização das soluções aquosas coloidais de Carbopol promove a
geleificação, conduzindo a obtenção de geles límpidos (Prista, 1995).
Durante a preparação do gele a agitação deve ser lenta de modo a evitar a
incorporação de bolhas de ar que podem promover a sua oxidação na presença de luz
As bolhas de ar eventualmente existentes nos geles devem ser removidas antes da
adição do agente neutralizante recorrendo a ultrassons ou simplesmente deixando a
preparação em repouso (Allen, 2007).
A viscosidade dos geles é reduzida quando o pH é inferior a 3 ou superior a 12
e na presença de electrólitos. Apresentam maior viscosidade a valores de pH entre 6 e
11. A necessidade de ajustar o pH a valores compreendidos entre 6,5 e 7,0 está
relacionada com a consistência e com a estabilidade dos hidrogeles (Allen, 2007).
Capitulo III
115
OBJECTIVO Formular um hidrogele, com características bioadesivas, para uso bucal.
Demonstrar a influência da ciclodextrina, no hidrogele, em relação às suas
características reológicas.
MATERIA E MÉTODOS
Material
Carbopol 71G foi fornecido pela Noveon, Inc (Cleveland, OH), Pluronic 127 foi
fornecido pela Sigma-Aldrich (Saint Louis, USA). Miconazol (Lote: 00478343;Massa
Molar = 416,13 g/mol) foi gentilmente cedido pela Janssen Pharmaceutica (Bersee-
Belgica) e a Metil-β-ciclodextrina (Lote: 781144; Massa Molar = 1190 g/mol, com grau
médio de substituição de 0,5) doado pela Roquettte (Lestrem, France). Utilizou-se
água destilada, e os outros reagentes foram de grau analítico.
Métodos
Preparação dos Hidrogeles
Hidrogele de Carbopol (A)
Dispersou-se o polímero (Tabela 12) sobre a água destilada sob agitação, a 900 rpm,
utilizando agitador mecânico (Eurostar power control-visc IKa- Werke, Staufen,
Germany) provido de uma hélice marinha de 3 lâminas com 4,0 cm de diâmetro,
durante 120 minutos. O pH do hidrogele foi ajustado entre 5,5 e 6,5 utilizando-se uma
solução de NaOH á 10% (p:v).
Hidrogele Pluronic (B)
O hidrogele foi preparado pelo método a frio (Durmortier, 2006). O polímero foi
adicionado sobre a água previamente fria (3-5ºC), sob contínua agitação, 900 rpm,
Capitulo III
116
utilizando um agitador mecânico Eurostar, durante 120 minutos, até obter uma solução
homogénea. O hidrogel foi deixado sob refrigeração a 4ºC até se obter uma solução
límpida, aproximadamente 12 horas. Esta solução requer um tempo sob refrigeração
para total solubilização (Dumortier, 2006).
Hidrogele Pluronic-Carbopol (C1; C2; C3)
Os hidrogeles de Pluronic-Carbopol (Tabela 11) foram preparados pelo método a frio
(Durmortier, 2006). Os polímeros nas suas devidas proporções foram pesados e
adicionados em 70% de água, previamente arrefecida (3-5ºC). Primeiramente foi
adicionado o Carbopol e posteriormente o Pluronic e, mantidos sob agitação a 900
rpm, utilizando um agitador mecânico Eurostar, durante 60 minutos, obtendo-se uma
solução homogénea. Depois adicionou-se a água restante sob contínua agitação. O
hidrogele foi deixado sob arrefecimento a 4ºC até se obter uma solução límpida. No
dia seguinte as preparações foram neutralizadas a pH entre 5,5 e 6,5, utilizando-se
uma solução de NaOH á 10% (p:v).
Tabela 11. Formulação dos hidrogeles I.
Hidrogele Carbopol
1% (p:p)
(A)
Pluronic
20% (p:p)
(B)
Pluronic/Carb
20:0,5% (p:p)
(C1)
Pluronic/Carb
20:1,0%(p:p)
(C2)
Pluronic/Carb
20:1,5% (p:p)
(C3)
Carbopol 1g - 0,5g 1g 1,5g
Pluronic - 20g 20g 20g 20g
Água 99g 80g 79,5g 79g 78,5g
Hidrogeles [MCZ 2% (D);MBCD (E), Mistura Física (F) e Complexo (G)]
Os hidrogeles (Tabela 12) foram preparados pelo método a frio (Durmortier, 2006). Os
polímeros foram adicionados em 70% da água previamente arrefecida (3 - 5ºC) e
deixados sob contínua agitação a 900 rpm, utilizando um agitador mecânico Eurostar,
por 60 minutos, obtendo se uma solução homogénea. Adicionou-se então o fármaco,
MβCD, mistura física ou complexo, perfazendo uma concentração de 2% de fármaco,
excepto para o hidrogele com a MβCD. Em seguida adicionou-se a água restante, sob
Capitulo III
117
contínua agitação por mais 60 minutos O hidrogel foi deixado sob refrigeração á 4ºC
até se obter uma solução límpida, aproximadamente 12 horas. No dia seguinte as
preparações foram ajustadas a pH entre 5,5 e 6,5, utilizando-se uma solução de NaOH
á 10% (p:v).
Tabela 12. Formulação hidrogeles II.
Hidrogele
Miconazol
(2%, p/p)
(D)
MββββCD
(E)
Mistura Física
(2%miconazol)
(F)
Complexo
(2% miconazol)
(G)
Carbopol 1g 1g 1g 1g
Pluronic 20g 20g 20g 20g
Miconazol 2g - - -
Mistura Física - - 7,72g -
Complexo - - - 7,79g
MBCD - 5,72 - -
Água 77g 73,28 71,28g 71,20g
Estudo da compatibilidade dos excipientes presentes nos hidrogeles
Determinações de DSC foram realizadas num equipamento Shimadzu DSC-50
com um Sistema DSC provido de uma estação de dados informatizada TA-50WS/PC.
O comportamento térmico foi estudado pelo aquecimento, entre 25 º C a 250 º C, das
amostras numa cápsula de alumínio selada, a uma taxa de 10 º C / Min e sob um fluxo
de azoto, de 20 º C cm3/min.
A calibração da temperatura do aparelho foi periodicamente avaliada no
decorrer destes ensaios, utilizando-se como padrão o índio (99,98%, ponto de fusão
de 156,65ºC, Aldrich®).
Caracterização da Viscosidade
As determinações reológicas foram realizadas num viscosímetro (Viscotester
VT 550, Thermo Electron, Alemanha) equipado com cilindros com geometria coaxial
(SVDIN, Thermo Electron, Alemanha). O fluxo de medição foi realizado a 37 º C com
Capitulo III
118
taxas de corte no intervalo de 0,1 a 250 s-1, com períodos de 60s entre cada medição.
Os hidrogeles estiveram em repouso durante 30 minutos antes de iniciar as medições.
Análise da Textura
A análise da textura foi realizada por compressão num texturometro (Stable
Micro Systems TA-XT Plus, UK), através da realização de um teste de penetração
usando uma sonda cilíndrica de 10 mm de diâmetro, com uma penetração de
profundidade de 5 mm, a uma velocidade de 3 mm / s. Depois de penetrar a amostra,
a sonda retorna para uma posição 40 mm acima da superfície da plataforma. As
medições foram realizadas em temperaturas de 25 ±2ºC e 37±2ºC. O gráfico força vs
distância foi obtido, os parâmetros, força máxima (correlacionada com a firmeza) e
área negativa (correlacionada com a adesividade) foram calculadas.
Os hidrogeles foram mantidos durante 12 horas a 25ºC±2ºC e á 37±2ºC, e
realizando posteriormente as respectivas medições.
Todas as amostras foram analisadas num prazo de 72 h após preparação, e
centrifugadas a 3000 rpm durante 15 minutos, para garantir a remoção de bolhas de
ar, antes de todas as análises. As medições foram realizadas em triplicado.
Análise estatística
A análise estatísta dos resultados de textura foi feita utilizando o programa
informático SPSS (versão 14.0). A comparação entre duas variáveis foi realizada
através de Test T-Student e com grau de significância p <0.05. A comparação com
mais de duas variáveis fez-se com One-Way ANOVA. Quando os métodos de análises
anteriores dectectaram diferenças estatísticas com um grau de significância p <0.05,
foi realizado um Post-hoc test (Scheffe test) para identificar essas diferenças.
Capitulo III
119
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Calorimetria diferencial de varrimento (DSC)
O termograma dos polímeros e das misturas pode ser observado na Figura 27.
O termograma correspondente ao carbopol apresenta 2 picos: um a 100 – 105 ºC
referente à transição vítrea e outro a 250ºC devido ao processo de decomposição
térmica (Barreiro-Iglesias, 2002). A temperatura de transição vítrea do Carbopol em
cerca de 133ºC relatada por Kannis e colaboladores, (2000), não foi visualizada O
perfil de DSC do Pluronic mostra um ponto de fusão de 57,30 º C. Observa-se nos
termogramas das misturas que a presença de concentrações crescentes de Carbopol,
alteram a transição vitrea do Pluronic. Este resultado indica, uma provavel interacção
entre ambos os polímeros na mistura.
0 50 100 150 200 250
Temperature (ºC)
(a)
(d)
(b)(c)(e)
Figura 27. Termograma de DSC dos polímeros (a) Carbopol; (b) Pluronic; (c)
Carb0,5%Plur20%; (d) Carb1%Plur20% e (e) Carb1,5%Plur20%.
A Figura 28 demonstra o perfil do termograma de DSC dos polímeros. No perfil
de DSC da mistura física dos componentes do hidrogele formulado, nomeadamente,
Pluronic, Carbopol e Complexo liofilizado observa-se o pico característico do Pluronic.
A simples mistura física dos componentes, quando analisada pela técnica de DSC,
Capitulo III
120
teve uma pequena alteração na transição vitrea da mistura Pluronic/Carbopol,
influenciada pela presença do complexo MCZ/MβCD preparado pelo método de
liofilização.
50 100 150 200 250
Temperatura ºC
(c)
(b)
(a)
Figura 28. Termograma de DSC do: (a) Complexo Liofilizado; (b) Mistura Carb1%Plur20% e (e) Mistura Carb1,0%Plur20% e Complexo Liofilizado.
Viscosidade
A caracterização reológica de formulações semi-sólidas é importante uma vez
que fornece informações tão fundamentais quanto necessárias para a avaliação de
algumas das propriedades finais do produto como a consistência, qualidade e
estabilidade de armazenamento (Shawesh, 2002). O tipo de polímero empregado na
formulação do gele pode influenciar o comportamento reológico deste e portanto, pode
influenciar a estabilidade física do produto, assim como, no seu comportamento sobre
a pele (libertação da substância activa pelo veículo e formação de filme na pele).
Mediante os dados obtidos é possível traçar a curva de tensão de corte versus
velocidade de corte (curva do fluxo) e a curva de viscosidade versus velocidade de
Capitulo III
121
corte (curva da viscosidade), permitindo assim fazer uma análise comparativa entre as
amostras dos comportamentos dependente do tempo, assim como do comportamento
não dependente do tempo. Na curva do fluxo representado pela Figura 29, observou-
se o comportamento reológico dos hidrogeles demonstrando um fluido de
comportamento tipo pseudoplástico para o hidrogele de carbopol 1%, enquanto que os
outros hidrogeles demonstram um comportamento plástico, havendo uma tensão de
corte mínima para se iniciar o escoamento.
0 50 100 150 20010
100
1000
Ten
são
de c
orte
(P
a)
Velocidade de corte (s-1)
(a)
(b)
(d)(c)
Figura 29. Gráfico da reologia dos hidrogéis de (a) Carbopol 1%; (b) Pluronic 20%; (c) Pluronic 20%:Carbopol 0,5% e (d) Pluronic 20%:Carbopol 1,0%.
Viscosidade é uma expressão de resistência do fluido ao fluxo: quanto maior a
viscosidade, maior a resistência (Almeida, Bahia, 2003).
A viscosidade dos hidrogeles está demonstrada nas figuras 30 a 33. Observou-
se que todos hidrogeles, exibiram um comportamento não-Newtoniano, ocorrendo
uma diminuição da viscosidade com o aumento da velocidade de corte. O hidrogele da
mistura Pluronic 20% com Carbopol 0,5 e 1%, revela uma histerese entre a curva de
descida e subida mostrando um modesto comportamento tixotrópico.
Capitulo III
122
Considerando que o Pluronic foi escolhido devido a sua propriedade de
geleificação termo-sensível (Kim et al., 2002), e que a temperaturas baixas, se torna
menos viscoso podendo causar incovenientes durante a sua utilização, a adição de
alguns outros agentes gelificantes podem aumentar a sua viscosidade, não
comprometendo a capacidade de geilificação in situ (Hongyi, 2006). O Carbopol foi
utilizado com essa finalidade e demonstrou aumentar a viscosidade dos hidrogeles e,
ainda, que ao duplicar a concentração deste polímero a viscosidade aparente não
aumentou de forma proporcional.
Carbopol 1%
0,000
2,0004,000
6,0008,000
10,000
12,00014,000
16,000
0 50 100 150 200 250
Velocidade de corte(s -1)
Vis
cosi
dad
e (P
a.s)
Figura 30.Viscosidade do Hidrogele de Carbopol 1%.
Pluronic 20%
0,000
50,000
100,000
150,000
200,000
250,000
300,000
350,000
0 50 100 150 200 250
Velocidade de corte(s -1)
Vis
cosi
dad
e (P
a.s)
Figura 31.Viscosidade do Hidrogele de Pluronic 20%.
Capitulo III
123
Pluronic20%Carbopol0,5%
0,000100,000200,000300,000400,000500,000600,000700,000800,000
0 50 100 150 200 250
Velocidade de corte (s -1)
Vis
cosi
dad
e (P
a.s)
Figura 32.Viscosidade do Hidrogele de Pluronic 20%:Carbopol 0,5%.
Pluronic20%Carbopol1,0%
0,000
100,000
200,000
300,000
400,000
500,000
600,000
0 50 100 150 200 250
Velocidade de corte (s -1)
Vis
cosi
dad
e (P
a.s)
Figura 33.Viscosidade do Hidrogele de Pluronic 20%:Carbopol 1%.
Análise da textura dos hidrogeles base
A análise do perfil da textura tem sido usada para caracterizar as propriedades
mecânicas de sistemas farmacêuticos semi-sólidos como os hidrogeles. Esta simples
e rápida técnica pode fornecer informações relacionadas com parâmetros mecânicos
do hidrogele, tais como dureza, adesividade, compressibilidade, e coesividade.
Idealmente, formulações concebidas para a aplicação bucal de fármacos, deveriam ter
Capitulo III
124
baixa firmeza, e ainda, elevada adesividade. Um hidrogele com baixa firmeza irá
garantir que o trabalho necessário para ser retirado do recipiente de acondionamento
seja mínimo e simultaneamente uma maior facilidade de aplicação no epitélio da
mucosa oral. Valores de adesividade elevados asseguram uma prolongada adesão do
hidrogele na mucosa oral e uma completa recuperação estrutural do hidrogele após a
aplicação. Pelas razões expostas, uma adesividade adequada irá garantir uma melhor
eficácia clínica (TAN, 2000). As figuras 34 e 35 representam a firmeza e adesividade
dos hidrogeles de Pluronic e das Misturas Pluronic/Carbopol obtidas à temperatura de
25ºC. E as figuras 36 e 37 representam a firmeza e adesividade dos mesmos
hidrogeles a 37ºC.
Não foi possível avaliar a textura do hidrogele de Carbopol 1%, com os
mesmos parâmetros técnicos utilizados para o estudo dos restantes hidrogeles, já que
este apresenta uma consistência mais fluida, oferecendo menor resistência à
penetração da sonda com os parâmetros seleccionados, condicionando a
sensibilidade da sonda.
A adição de concentrações crescentes de Carbopol ao hidrogele de Pluronic
20% alterou significativamente o seu valor de firmeza. A análise estatística dos
resultados de firmeza revelou diferenças significativas entre a firmeza dos vários
hidrogeles (F= 173,273, p < 0,001).O hidrogele de Pluronic 20% apresentou o valor
mais baixo de firmeza relativamente aos hidrogeles de Pluronic/Carbopol.
Quando as concentrações de Carbopol são 0,5% ou 1,0% os valores de
firmeza são comparáveis. No entanto quando a concentração de Carbopol foi
aumentada para 1,5% o valor de firmeza foi maior, e significativamente diferente dos
valores de firmeza dos restantes hidrogeles (Ver anexo II, Test post-hoc).
Um aumento de temperatura traduziu-se num aumento significativo do valor de
firmeza de todos os hidrogeles (ver anexo III para resultados do T-test entre os valores
de firmeza dos hidrogeles a 25 e 37ºC).
Capitulo III
125
A 37ºC a firmeza dos hidrogeles contendo 1,0% e 1,5% de Carbopol é
comparável, sugerindo que uma quantidade de 1 % de Carbopol é suficiente para
obter um hidrogele com uma firmeza adequada.
Relativamente à adesividade dos vários hidrogeles a 25ºC foram detectadas
diferenças estatisticamente significantivas (F=35,823; p <0,001). Este efeito foi
igualmente observado quando a temperatura do teste foi de 37ºC (F= 101,42; p
<0,001). Independentemente da temperatura a que o teste foi realizado, a adição de
concentrações crescentes de Carbopol fez aumentar o valor de adesividade dos
hidrogeles. A adesividade do hidrogeles com 1,0% e 1,5% de Carbopol são
semelhantes, e por isso uma concentração superior a 1% não se traduz em resultados
melhores de adesividade.
Em suma, todos os hidrogeles mostraram uma forte adesividade em especial a
temperaturas mais elevadas. Por outro lado, a adição de Carbopol permitiu aumentar
consideravelmente o efeito adesivo e controlar a propriedade de geilificação térmica
reversível do Pluronic, tal como anteriormente descrito por Dumortier (Dumortier,
2006).
De acordo com os resultados obtidos, os hidrogeles com a mistura de Pluronic
20% e Carbopol 1% (p / p) apresentam o melhor compromisso entre firmeza e
adesividade.
Pelo motivo acima referido, escolheu-se este hidrogele para a continuação do
estudo.
Capitulo III
126
Firmeza a 25ºC
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
Fo
rça
(N)
Pluronic 20% Plur/Carb (20/0,5%)
Plur/Carb (20/1%) Plu/Carb (20/1,5%)
Figura 34. Gráfico da firmeza dos hidrogeles base a 25 ±2ºC.
Adesividade a 25ºC
0
1
1
2
2
3
3
4
4
Ad
esiv
idad
e (m
J)
Pluronic 20% Plur/Carb (20/0,5%)
Plur/Carb (20/1,0%) Plur/Carb (20/1,5%)
Figura 35. Gráfico da adesividade dos hidrogeles base a 25 ±2ºC.
Capitulo III
127
Firmeza a 37ºC
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
Fo
rça
(N)
Pluronic 20% Plur/Carb (20/0,5%)
Plur/Carb (20/1,0%) Plur/Carb (20/1,5%)
Figura 36. Gráfico da firmeza dos hidrogeles base a 37 ±2ºC.
Adesividade a 37ªC
0
1
1
2
2
3
3
4
4
Ad
esiv
idad
e (m
J)
Pluronic 20% Plur/Carb (20/0,5%)
Plur/Carb (20/1,0%) Plur/Carb (20/1,5%)
Figura 37. Gráfico da adesividade dos hidrogeles base a 37 ±2ºC.
Textura dos hidrogeles
As Figuras 38 e 39 representam a firmeza e adesividade dos hidrogeles de
Pluronic/Carbopol 20/1,0%, e do mesmo contendo MCZ, MβCD, MF ou Complexo,
obtidas a temperatura de 25ºC. E as figuras 40 e 41 representam a firmeza e
adesividade dos mesmos hidrogeles a 37ºC.
Capitulo III
128
Os valores de firmeza dos vários hidrogeles são estatisticamente diferentes a
25ºC (F= 395,666; p <0,001) e a 37ºC (F= 186,416; p <0,001); (Ver anexo IV).
Uma diminuição da firmeza, em relação ao hidrogele de Pluronic/Carbopol 1%,
foi verificado quando se incorporou a ciclodextrina, a mistura física, o Miconazol e o
Complexo. O valor de firmeza dos vários hidrogeles, a 25ºC e 37ºC obedece à
seguinte ordem de grandeza: Pluronic/Carbopol 1% > Complexo> MCZ >MF >MBCD.
O maior efeito foi observado na presença da ciclodextrina isolada.
A adesividade dos hidrogeles foi estatisticamente diferente a 25ºC
(F=188,624;p <0,001) e a 37ºC (F=108,173; p < 0,001). Tal como anteriormente
discutido para os valores de força, a adesividade diminuiu significativamente quando
se incorporaram os vários constituintes, sobretudo aquando da adição da ciclodextrina.
Hongyi e colaboladores (2006), demonstraram que a adição de uma ciclodextrina,
hidroxipropil-β-ciclodextrina num hidrogele de Pluronic, aumentou o tempo de
geleificação, mas reduziu drasticamente a firmeza e a adesividade.
O hidrogele com o Complexo obteve o valor de adesividade e firmeza mais
próximo do hidrogele base de Pluronic/Carbopol. Pode pois concluir-se que um
hidrogele com propriedades adequadas se pode obter com um complexo MCZ/MβCD.
Como o Pluronic possui a propriedade de geleificação termo-sensível (Kim et
al., 2002) a temperatura vai constituir um importante parâmetro de observação.
Quando as condições são mais próximas possíveis das condições biológicas, os
resultados demonstrados nas Figuras 38 e 39 revelam maior firmeza e adesividade. A
análise leva à conclusão que existem faixas onde as respostas são maximizadas ou
minimizadas, conforme o interesse. Para optar por uma faixa ou outra, temos que
avaliar, portanto, as caracterísiticas do produto, ou seja, uma menor firmeza e
adesividade quando em contacto com o frasco de armazenamento e uma firmeza
Capitulo III
129
moderada para a aplicação (espalhar sobre a mucosa com facilidade) e maior
adesividade quando em contacto com a mucosa.
Firmeza a 25ºC
0,0000
0,0500
0,10000,1500
0,2000
0,2500
0,3000
0,35000,4000
0,4500
0,5000
Fo
rça
(N)
Plur/Carb1% Gel MCZ Gel MBCD Gel MF Gel Complexo
Figura 38. Gráfico da firmeza dos hidrogeles a 25 ±2ºC.
Adesividade a 25ºC
0,0000
0,2000
0,4000
0,6000
0,8000
1,0000
1,2000
1,4000
1,6000
1,8000
Ad
esiv
idad
e (m
J)
Plur/Carb1% Gel MCZ Gel MBCD Gel MF Gel Complexo
Figura 39. Gráfico da adesividade dos hidrogeles a 25 ±2ºC.
Capitulo III
130
Firmeza a 37ºC
0,0000
0,2000
0,4000
0,6000
0,8000
1,0000
1,2000
Fo
rça
(N)
Plur/Carb 1% Gel MCZ Gel MBCD Gel MF Gel Complexo
Figura 40. Gráfico da firmeza dos hidrogeles a 37 ±2ºC.
Adesividade a 37ºC
0,0000
0,5000
1,0000
1,5000
2,0000
2,5000
3,0000
3,5000
4,0000
Ad
esiv
idad
e (m
J)
Plur/Carb 1% Gel MCZ Gel MBCD Gel MF Gel Complexo
Figura 41. Gráfico da adesividade dos hidrogeles a 37 ±2ºC.
Aspecto
O Pluronic 127 em concentrações superiores a 20% tem um particular
interesse já que quando em baixas temperaturas apresenta-se como uma solução
transparente com baixa viscosidade e um hidrogele na forma semi-sólida quando à
temperatura do corpo (Chávez, 2006). O Carbopol permite controlar o processo de
Capitulo III
131
reversibilidade dos hidrogeles e manter um semi-sólido transparente como mostra a
Figura 42.
Capitulo III
132
Figura 42. Aspectos dos hidrogeles.
Capitulo III
133
CONCLUSÃO
A cedência de fármacos através da mucosa bucal é um assunto de grande
importância para o futuro das formulações farmacêuticas, e representa uma alternativa
à administração oral.
Com base nos dados obtidos, com relação a reologia e textura, os resultados
sugerem que o hidrogele com melhor perfil para administração bucal de fármacos
deve conter uma mistura de Pluronic 20% e Carbopol 1% (p / p).
A Metil-β-ciclodextrina demonstrou influenciar a reologia do hidrogele base.
É de registar, portanto a importancia da escolha do polímero, já que a partir
deste pode-se ajustar a viscosidade, força e adesividade a fim de se obter uma
formulação semi-sólida que seja fácil de se espalhar e apresente boa adesividade.
Capitulo III
134
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Capitulo IV
136
ESTUDO DE LIBERTAÇÃO INTRODUÇÃO
Os métodos para quantificar a libertação e absorção de fármacos através da
pele e mucosas podem ser divididos em duas categorias: in vivo e in vitro. Estudos in
vitro de libertação e absorção, são extremamente importantes na optimização das
técnicas de elaboração e da escolha adequada dos componentes das formas
farmacêuticas de libertação (Chien, 2005). Actualmente, este tipo de ensaios, constitui
uma das metodologias de suporte ao desenvolvimento galénico e tecnológico. São
muito utilizados e com certa frequência para se verificar o comportamento de
diferentes veículos nas mais variadas formulações (Pershing, 1993).
Algumas das vantagens dos métodos in vitro relativamente aos in vivo são que
podem ser controladas as condições de estudo, não havendo os interferentes
biológicos, além de não serem dispendiosos e facilmente realizáveis (Allen; Popovich;
Ansel, 2007, Chien, 2005).
Os estudos in vitro constituem uma ferramenta muito valiosa e determinante na
avaliação do comportamento de formulações semi-sólidas, diante das inúmeras
variáveis que comprometem o processo de produção. Através deles se obtêm dados
que possibilitam um maior entendimento dos factos ocorridos, desde a aplicação,
libertação do fármaco da forma farmacêutica, retenção e absorção (Campos, 1994,
Nokhodchil et al., 2003).
O uso do teste de dissolução in vitro para determinar a libertação de fármacos
de sólidos orais está descrito nas Farmacopeias e é utilizado rotineiramente no
controlo de qualidade desses produtos, principalmente para determinação da
uniformidade de lotes e na determinação de equivalência farmacêutica (USP 28, 2005,
Siewert et al., 2003). Para formulações não orais, como as dermatológicas e as
transdérmicas, o termo “libertação in vitro” é preferido. Os princípios de aplicação do
teste de dissolução para sólidos orais também podem ser aplicados em testes de
Capitulo IV
137
libertação in vitro, sendo o objectivo final de ambos a caracterização biofarmacêutica
do produto e o controle da sua qualidade (Siewert et al., 2003). O teste de libertação in
vitro para preparações transdérmicas pode ser realizado com os aparelhos 5, 6 e 7 da
Farmacopéia Americana (USP 28, 2005). No entanto, não existe método oficial para
determinação da libertação ou cedência de produtos semi-sólidos (Shah et al., 1989).
A existência de metodologias in vitro, relactivamente à caracterização da libertação da
substância activa de semi-sólidos funciona como um ensaio equiparável ao ensaio de
dissolução das formas farmacêuticas sólidas (Toscano, 2001).
Uma grande quantidade de artigos, assim como guidelines do FDA,
preconizam o uso de células de difusão como a célula de Franz, equipada com
membrana sintética para determinar a libertação in vitro de formulações semi-sólidas,
como cremes, geles e loções, e também de sistemas transdérmicos (Shah et al., 1989;
U.S.FDA/CDER, 1997; Shah et al., 1999). A célula de difusão de Franz tornou-se um
método popular de estudo da difusão e permeação de substâncias através da pele e
mucosas.
A “célula de difusão ou de Franz” (Franz, 1975, 1978), que segue um modelo
bicompartimental, esquematizado na Figura 43, possui dois compartimentos, um
contendo o fármaco (compartimento dador) e outro contendo uma solução onde o
fármaco é solúvel, separados por uma membrana natural ou sintética. O sistema de
difusão de Franz é bastante utilizado devido ao seu baixo custo, boa reprodutibilidade
dos resultados e realização em pequeno espaço de tempo, comparativamente a outras
técnicas (Leveque et al., 2003). Neste modelo de Franz, a disposição é vertical, mas
existem sistemas onde os dois compartimentos estão dispostos lado a lado (Friend,
1992).
Capitulo IV
138
Figura 43. (A)Ilustração esquemática da célula de Franz; (B) compartimento dador, (C) compartimento dador célula de Franz modificada (Adaptado: Bonferoni, 1998).
Conforme a Figura 43 a formulação é colocada na parte acima da membrana,
no compartimento dador e a passagem do fármaco pela membrana para o
compartimento receptor é monitorizada pela análise de amostras do líquido receptor
recolhidas em diferentes tempos. Os parâmetros que podem influenciar a taxa de
libertação in vitro são as características da membrana artificial de suporte empregada
e a composição da solução receptora adequada (Shah et al., 1999). O sistema deve
possibilitar agitação constante, temperatura controlada e facilidade de amostragens da
solução receptora (OECD, 2004).
O gráfico de quantidade de fármaco acumulado no meio receptor em função do
tempo fornece o perfil de libertação, e o fluxo de passagem do fármaco a partir da
formulação para a solução receptora é representado pela inclinação da parte recta da
curva (Shah et al., 1989).
Capitulo IV
139
O FDA recomenda o uso desse teste para comprovação de equivalência entre
produtos sob mudanças específicas, como mudança de equipamento, fornecedor da
matéria-prima e outros (U.S.FDA/CDER, 1997). A determinação da taxa de libertação
de diferentes formulações é útil durante o desenvolvimento galênico e tecnológico de
preparações semi-sólidas, sendo um recurso importante para a optimização de
formulações. E a taxa de libertação de um fármaco a partir de determinada formulação
depende directamente das características físico-químicas do veículo e do fármaco
(Santoyo et al., 1996).
A solubilidade do fármaco no veículo representa um papel importante na taxa
de libertação in vivo. Algumas considerações devem ser feitas em relação ao protocolo
de estudo. A solução receptora deve ser escolhida baseada na solubilidade do
fármaco, de forma que a condição sink seja sempre obedecida. Para fármacos
hidrofílicos, é comum o uso de soluções salinas, enquanto que para substâncias
lipofílicas, o uso de aditivos que aumentem a solubilidade pode ser necessário (Skelly
et al., 1987).
As partículas do fármaco inicialmente precisam ser solubilizadas para que
então possam sofrer partição e se difundir passivamente para a interface
veículo/membrana biológica (Allen; Popovich, Ansel, 2007).
O processo de difusão ocorre expontaneamente sendo acompanhado da perda
de energia livre (G) do sistema. A difusão pode ser definida como, a transferência
expontânea de um componente de uma região com alto potencial químico, para uma
região com potencial mais baixo, sendo o gradiente de concentração a força
conductora neste processo (Aulton, 2005).
As leis que descrevem o fenómeno de difusão, normalmente são expressas em
termos de gradientes de concentração como, por exemplo, a primeira Lei de Fick, que
indica que a taxa de difusão é proporcional ao gradiente de concentração, conforme a
equação11:
Capitulo IV
140
J = dm/ dt = - D dC /dx Eq. (11)
Onde:
O (J) é a velocidade de transporte ou a velocidade do fluxo do fármaco que é
expresso pela razão da quantidade de substância transportada (dm) em determinado
tempo (dt) através de um plano por unidade de área (dC/dx) e fornece o gradiente de
concentração (D) que é o coeficiente de difusão expresso em unidades de área por
unidade de tempo (Aulton, 2005).
A segunda Lei de Fick é geralmente empregada em experiências onde se
emprega uma membrana permeante separando dois compartimentos, tendo-se num
deles a maior concentração do fármaco (compartimento dador) e no outro
(compartimento receptor) a concentração zero (sink conditions) mantendo assim o
gradiente de concentração, a quantidade acumulada do fármaco (m) que passa
através da membrana, por unidade de área e em função do tempo até alcançar o
estado de equilíbrio (Equação12).
(dm/dt) = DC0K / h (2) (Eq.12)
Onde:
C0 é a concentração constante do fármaco na solução doadora,
K é o coeficiente de partição do soluto entre o veículo e a membrana,
h é a espessura da membrana.
Quando registados em gráfico, o tempo de absorção (t) e a quantidade
acumulada absorvida (m) por unidade de área de membrana em função do tempo, o
equilíbrio é verificado quando o gráfico se torna linear. Os dados desta porção linear,
extrapolados, de modo a obter a intercepção da curva quando m = 0, fornecem o lag
time (tempo que leva para começar a ocorrer a absorção) (Aulton, 2005).
Capitulo IV
141
Segundo a OECD (2004), a solução receptora deve ser compatível com a
metodologia de análise e elaborada com o conhecimento dos parâmetros de
solubilidade e estabilidade da substância a ser testada e no modelo estático de células
de difusão, o volume recomendado é entre 2-20mL. A OECD também preconiza para
substâncias lipofílicas, a utilização de solventes orgânicos como etanol (mistura etanol:
água, 1:1) e 6% de polietilenoglicol 20 oleíl éter em água para garantir a solubilidade
das mesmas na solução receptora.
Também temos que ter em consideração que o teste de libertação in vitro,
isoladamente, não deve ser aplicado na avaliação de
biodisponibilidade/bioequivalência de formulações semi-sólidas, como as
dermatológicas (U.S.FDA/CDER, 1997). Na verdade, o objectivo do teste não é
necessariamente mimetizar o comportamento in vivo, mas sim avaliar indicadores de
performance da formulação (Siewert et al., 2003).
OBJECTIVO Avaliar o uso da ciclodextrina como promotora de libertação em hidrogele.
Verificar se a escolha dos excipentes da formulação do hidrogele foi adequada.
Avaliar o método utilizado.
MATERIAL Hidrogele optimizado (complexo obtido por liofilização); Daktarin Lote:7CB5J00;
Membranas de Diálise de celulose com peso molecular de corte de 12000 a 14000
Daltons (Visking Tubing 18/32 Visking Co. Chicago, IL, USA), Membrana filtrante de
polietersulfona 0,45µm (Supor-450 Pall Corporation, Ann Arbor, Michigan) Solução
Tampão Salina de Fosfato pH 6,8 (Farmacopeia Portuguesa 4ed.), etanol.
Capitulo IV
142
MÉTODOS Libertação in vitro através de membrana sintética
Meio receptor
O meio utilizado foi uma mistura de PBS pH 6.8 e etanol nas proporções 1:1. Verificou-
se em estudos preliminares a solubilidade do miconazol em diferentes proporções
deste meio. Segundo recomendação do FDA (U.S. FDA/CDER, 1997), misturas
hidroalcóolicas podem ser utilizadas como meio receptor em estudos de libertação in
vitro, quando o fármaco for lipossolúvel. Com a verificação da solubilidade conseguiu-
se obter dados para que a concentração do miconazol utilizado obedeça às condições
sink, e assim não ocorra a proximidade da saturação na solução receptora do fármaco.
A solução receptora foi preparada, filtrada e desgaseificada por sonicação em
ultrason.
Curva de Calibração Pesou-se rigorosamente 100mg de miconazol e dissolveu-se para 100mL de uma
solução PBS/etanol (1:1). A partir da solução anterior (1mg/ml) preparou-se 8 soluções
padrão com concentrações de 0,1 á 0,8 mg/ml, numa mistura PBS/etanol. A curva de
calibração foi construída com as absorvâncias lidas a 273 nm versus concentrações. A
absorção máxima do miconazol é de 273 nm no solvente escolhido, PBS/etanol (1:1),
sendo este valor confirmado pela obtenção de um espectro percorrendo toda a região
espectral electromagnética. O método foi validado com os parâmetros de linearidade,
precisão (ensaios de repetibilidade e de reprodutibilidade) e exactidão assim como no
capitulo I (ANEXO I).
Capitulo IV
143
Preparação das membranas sintéticas
Membrana de diálise Visking ®
Cortaram-se segmentos de aproximadamente 3 cm da membrana de diálise,
(Fitzpatrick, 2006) e emergiram-se em alguns mililitros da solução receptora, por 30
minutos antes de iniciar o ensaio.
Membrana de polieterssulfona
Cortaram-se segmentos de aproximadamente 3 cm de diâmetro e emergiram-se em
alguns mililitros de solução receptora, por de 30 minutos antes de iniciar o ensaio.
Montagem das células de difusão de Franz
Os ensaios de libertação in vitro realizaram-se em células de Franz. Estas
células possuem uma área de difusão de 1,327 cm2 e um volume nominal do
compartimento receptor aproximadamente de 11 mL. Nas células de Franz, 6 no total
em cada ensaio, foram colocadas membranas de diálise e ou poliétersulfona entre os
compartimentos, receptor e dador. O compartimento receptor foi preenchido com o
meio previamente filtrado e desgaseificado. A membrana foi disposta na célula,
evitando a formação de bolhas. Em cima da membrana colocou-se o compartimento
dador, que teve sua abertura preenchida por 200mg da amostra, com o auxílio de
seringas, procurando manter uma maior uniformidade nas aplicações. O sistema foi
fechado com uma garra metálica e tapado com parafilme. A agitação foi mantida por
meio de uma pequena barra magnética. As células foram mantidas em banho, à
temperatura de 37ºC.
A retirada da amostra e a entrada da mesma foi feita a partir do braço lateral
das células de Franz por mangueiras ligadas ao espectofotômetro, conforme Figura
44. As leituras foram obtidas a cada 5 minutos num total de 3 horas.
Capitulo IV
144
Figura 44. Sistema de retirada de amostra.
A concentração do fármaco, foi calculada, considerando o volume total de cada
célula.
Análise dos dados da libertação Realizou-se uma comparação matemática, através da aplicação das equações de (f1),
factor de diferenciação (Equação 13) e (f2) factor de sememelhança, (Equação 14). De
acordo com a orientação do FDA os valores de f1 entre 0 e 15, e f2 entre 50 e 100
asseguram a equivalência do perfil de libertação. O fator de diferenciação (f1) calcula a
diferença percentual entre as duas curvas a cada tempo de leitura e é uma medida do
erro relativo entre as duas curvas onde n é o número de recolhas, R é a quantidade
dissolvida do produto de referência no tempo j e T é a quantidade dissolvida do
produto em estudo no mesmo tempo. O fator de semelhança (f2) como definido pela
FDA e pela EMEA é o logaritmo do recíproco da raiz quadrada de um mais o quadrado
médio da diferença da percentagem de fármaco dissolvida entre os produtos teste e
de referência:
1001 ×
−
=
∑
∑
=
=n
ij
j
n
ij
jj
R
TR
f Eq.(13)
( )
×
−+
×=
∑=
1001
1
1log502
1
2n
j
jj TRn
f Eq.(14)
Capitulo IV
145
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A cedência ou libertação in vitro é um parâmetro fundamental no
desenvolvimento das formulações (Franz, 1965). Na avaliação da libertação in vitro de
formas farmacêuticas contendo fármacos lipossolúveis, soluções receptoras contendo
tensoactivos ou solventes orgânicos podem ser necessários para garantir a
solubilidade adequada para manutenção das condições sink. Misturas hidroalcóolicas
são recomendadas pelo FDA como soluções receptoras em sistemas de células
bicompartimentais (U.S.FDA/CDER, 1997).
Ainda no desenvolvimento deste tipo de metodologia, um dos passos
fundamentais reside na selecção da membrana artificial de suporte à formulação. Esta
deve constituir um suporte inerte relativamente à fase receptora, ao fármaco e à
formulação, permitindo que a substância activa se difunda livremente para a fase
receptora, ou seja, que a velocidade de passagem através da membrana seja superior
à velocidade com que a substância é libertada pela matriz (Higuchi, 1960, 1963).
As Figuras 45 e 46 representam a quantidade, em percentagem, de MCZ
libertado ao longo do tempo de ensaio para cada formulação, tendo como suporte a
membrana de diálise e de polietersulfona, respectivamente.
Verificou-se que o tipo de membrana teve um papel significativo na difusão do
fármaco para o meio receptor. Como se pode observar, a membrana de diálise
apresentou-se como um factor limitante e influenciou o processo de difusão do
fármaco.
Os factores (f1) e (f2) foram calculados de acordo com a literatura e podem ser
consultados na Tabela 13. Os resultados obtidos indicaram semelhanças entre ambas
formulações, igualmente demonstrado através da análise estatística, utilizando o teste
T-student (p > 0.05).
A Eficiência de Dissolução foi calculada a partir dos valores obtidos de área
sob a curva (ASC) do perfil de libertação do MCZ no intervalo de tempo (t), através do
Capitulo IV
146
método dos trapezóides (Khan, Rhodes, 1975), e na Tabela 14 estão os valores
calculados da Eficiência de Dissolução do MCZ num tempo de 180 minutos.
O MCZ pertence à classe 2 na classificação biofarmacêutica (Loftsson e
Masson, 2004), e é de realçar o facto de que a dissolução in vivo é a etapa limitante
da absorção, podendo ser variável devido aos factores relacionados às formulações.
Pode-se considerar, entretanto, que as características dos excipientes da
formulação semi-sólida influenciam a libertação do fármaco. Sabe-se que os
excipientes, como os tensioactivos e promotores de absorção, são elementos da
fórmula que podem modificar significativamente a sua biodisponibilidade e velocidade
de penetração de um fármaco.
Tendo na formulação comercial, como excipientes, agentes solubilizantes
polissorbato (tensioactivo não-iónico) e álcool, e sabendo-se que o uso de solventes,
tais como o álcool e tensioactivos podem alterar o conteúdo lipídico da membrana, a
utilização de CDs pode ser uma alternativa em formulações semi-sólidas.
A MβCD é uma ciclodextrina modificada que pode ser usada em formulações
semi-sólidas como os hidrogeles, solubilizando fármacos lipofílicos, devido à formação
de um complexo e ao aumento da penetração, resultante da melhoria da
disponibilidade do fármaco no local de acção (Loftsson e Masson, 2001).
A libertação do hidrogele com o complexo MCZ/MβCD, segundo (f1) e (f2),
revelou ser semelhante ao produto comercial e se esse mesmo comportamento
ocorrer in vivo, pode-se extrapolar que uma maior quantidade de MCZ estará
disponível para a penetração na mucosa bucal em tempo reduzido. Ventura e
colaboladores, (2006a, 2006b) nos seus estudos de permeação utilizaram uma mistura
hidroalcólica (50/50 v/v), o que poderá ser testado em estudos futuros.
Procurou-se utilizar, na formulação desenvolvida, matérias-primas capazes de
aumentar a dissolução, como a ciclodextrina. Além da preocupação em usar
substâncias que à partida promovem a maior absorção, também a CD tem papel
importante na estabilidade da formulação, podendo vir a causar menor irritabilidade in
Capitulo IV
147
vivo. Daí poder considerar-se um excipiente alternativo para o aumento da dissolução
de fármacos pouco solúveis. O uso do complexo formado pelo MCZ/CD tem interesse
no tratamento especialmente da candidíase oral, já que os sais solúveis de nitratos
têm mau sabor (Pedersen, 1994). Todos estes factores foram considerados aquando
da seleção da ciclodextrina como um dos excipientes da formulação capazes de
promover a absorção.
Tabela 13. Valores de comparação de f1 e f2. Comparação f1
Membrana Diálise
f1
Membrana
Polietersulfona
f2
Membrana Diálise
f2
Membrana
Polietersulfona
R/Complexo 1,75 6,65 91,99 81,63
R/R 1,78 7,11 - -
R é a referência (Formulação farmacêutica comercial Daktarin ®)
Tabela 14. Valores de Eficiência de Dissolução. ED
Membrana Diálise
ED Membrana Polietersulfona
Hidrogele Complexo 49.97% 72,52%
Daktarin 49,07% 71,33%
Capitulo IV
148
Libertação in vitro em Membrana de Diálise
0
10
20
30
40
50
60
70
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Tempo (min)
Co
nce
ntr
ação
(%
)
Hidrogele Complexo Daktarin
Figura 45. Perfil de Libertação in vitro dos hidrogeles em Membrana de Diálise
Libertação in vitro em Membrana de Polietersulfona
0102030405060708090
100
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Tempo (min)
Co
nce
ntr
ação
(%
)
Hidrogele Complexo Daktarin
Figura 46. Perfil de Libertação in vitro dos hidrogeles em Membrana de Polietersulfona.
Capitulo IV
149
CONCLUSÃO
A metodologia in vitro contribui consideravelmente para a tecnologia farmacêutica,
porque representa um procedimento práctico, rápido e de baixo custo, que permite
antever o comportamento apresentado pela formulação como um todo.
A determinação do perfil de libertação in vitro utilizando células modificadas de Franz
equipada com membrana sintética mostrou constituir um método adequado para
avaliação das formulações.
O hidrogele com o complexo, apresentou semelhança no perfil de libertação do MCZ
quando comparado com a formulação comercial.
E a MβCD pode ser considerada uma alternativa para melhorar a biodisponibilidade do
miconazol, já que promotores como o álcool agem reduzindo a função barreira das
membranas.
Capitulo IV
150
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Capitulo IV
153
Perspectivas futuras
Estudo de sistemas ternários.
Estudo de estabilidade dos complexos
Estudo de estabilidade da formulação final.
Estudos de permeação in vitro e in vivo do hidrogele com o complexo.
Estudos da actividade antifúngica dos complexos.
Capitulo IV
154
Conclusões Gerais
Durante as várias fases da investigação sobre a influência das CDs nas
características físico – químicas e na disponibilidade do MCZ, pôde concluir-se que:
Nos estudos de solubilidade de fases, e a partir do diagrama de fases
conseguiu-se estabelecer o tipo do gráfico, como sendo do tipo AP, e a estequiometria
dos complexos de inclusão do MCZ/MβCD e MCZ/HPβC como sendo 1:1e 1:2.
Relativamente aos complexos de inclusão no estado sólido de MCZ estes
foram obtidos pelos métodos de liofilização e secagem por pulverização. O método de
malaxagem e de co-evaporação produziu complexos de inclusão parcial; e após
estudo da sua solubilidade aquosa, demonstraram ser superior à da simples mistura
física.
Se o interesse for uma maior escala de produção deve ter-se em consideração
que o método de secagem por pulverização tem baixos rendimentos, sendo mais
utilizado entretanto em escala laboratorial, ao contrário do método de liofilização que
tem interesse em escala industrial por ser um método eficaz, fácil e com alto
rendimento.
Pode verificar-se que o comportamento reológico e a textura das formulações,
foram influenciadas pelo tipo do polímero, pela concentração usada e pela
temperatura. Pôde observar-se ainda que o tipo de polímero, assim como a
concentração deste na formulação, teve influência na característica tixotrópica do
produto final.
Sabemos que uma substância lipossolúvel tem boa permeabilidade através das
membranas, mas a sua disponibilidade nos fluidos biológicos seria nula, visto que,
para que ela acontessesse seria nescessário que se dissolvesse, ou que pelo menos
se dispersasse completamente, no meio aquoso fisiológico, logo o uso das CDs se
mostra interessante para aumentar a promoção da absorção de fármacos pouco
solúveis.
Anexo
155
ANEXO I Validação da curva de calibração
Validar é estabelecer evidências documentadas que garantam que um
determinado procedimento irá reproduzir resultados de acordo com especificações
pré-determinadas (FDA, 2000). A validação é um processo necessário para justificar a
qualidade e a segurança dos resultados em todos os métodos analíticos. É o
“processo que fornece uma evidência documentada de que o método realiza aquilo
para o qual é indicado para fazer” segundo a Farmacopeia Americana (USP29/NF24,
2006). O método foi validado com os parâmetros de linearidade, precisão e exactidão.
A linearidade foi determinada a partir do coeficiente de correlação da curva de
calibração “A” (Etanol/água) (Figura 47) e curva de calibração “B” (PBS/Etanol) (Figura
48), cujo valor encontrado do r foi de 0,999, para ambas as curvas, o que indica uma
boa linearidade entre a absorvância e a concentração. A linearidade é avaliada não só
pelo coeficiente de correlação mas ainda pelo coeficiente de variação dos factores de
resposta. O cálculo deste parâmetro necessita do factor resposta, sendo este a
relação entre a absorvância medida e a concentração conhecida. A razão percentual
entre o seu desvio padrão e a sua média permitem calcular então o coeficiente de
variação dos factores resposta. O coeficiente de variação dos factores obtido foi de
1,754%, para “A” e 1,794% para “B”, o que é inferior ao valor máximo indicado de 2%.
Anexo
156
Curva Calibração Etanol/água (1:1)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
Conc.(mg/ml)
Ab
s.(n
m)
Figura 47. Curva de calibração “A”, de miconazol em etanol/água (1:1), a 272 nm.
Curva Calibração PBS/Etanol (1:1)
0,0
0,2
0,4
0,60,8
1,0
1,2
1,4
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
Conc.(mg/ml)
Ab
s. (
nm
)
Figura 48. Curva de calibração “B” de miconazol em PBS/etanol (1:1), a 273 nm.
A exactidão de um método analítico indica a capacidade do método analítico
proporcionar resultados o mais próximo possível do valor aceite como verdadeiro. A
exactidão de um método analítico é a proximidade dos resultados obtidos pelo método
em estudo em relação ao valor verdadeiro ou um valor aceite como referência. Deve
Anexo
157
ser expressa como porcentagem de recuperação, sendo calculada a partir da equação
(15):
FR= (xm/µ)x100 (Eq.15)
em que xm é o valor experimental para a concentração, ou seja o valor calculado a
partir da curva de calibração obtida e o µ é o valor aceite como verdadeiro ou teórico.
Os valores obtidos para a percentagem de recuperação foram de 99,65% e
100,07% e estando dentro dos limites estabelecidos de 98 - 102 (USP/2006), prova a
exactidão do método experimental.
A comparação entre valores obtidos a partir de um conjunto de resultados com
um valor verdadeiro ou outro conjunto de dados, permite determinar se o método
analítico foi exacto (ICH, 1995). Um método que pode ser utilizado é o teste t de
student. Calcula-se o valor de t experimental e compara-se com um valor teórico
tabelado, como indicado na equação (16):
T exp = (100 – média )x n0,5/ CV%R (Eq.16)
nesta equação n é o número de valores experimentais que se utiliza no cálculo da
recta, aqui utilizou-se 8 concentrações para “A” e 8 concentrações para “B”. Os valores
calculados para o t experimental foram de 0,563 e de -0,1254. Pela tabela temos os
valores de t, com nível de confiança 95% para n=8 graus de liberdade, como sendo de
1,717. Como o t experimental é menor que o valor tabelado (Fisher, 1925), podemos
concluir que não há diferença significativa, entre os valores experimentais calculados a
partir da recta de calibração e os valores teóricos.
A precisão é a avaliação da proximidade dos resultados obtidos em uma série
de medidas de uma amostragem múltipla de uma mesma amostra. Podendo ser
Anexo
158
expressa como desvio padrão ou desvio padrão relativo (DPR) ou coeficiente de
variação (CV%) de uma série de medidas. Não admitisse valores superiores a 5 %.
A precisão é o grau de concordância entre os diferentes resultados obtidos em
várias determinações efectuadas sobre uma série repetida de ensaios analíticos numa
dada amostra homogénea sob condições definidas (ICH, 1995). Pode ser considerada
a partir da: repetibilidade, precisão intermediária e reprodutibilidade (ICH, 1995). A
repetibilidade diz respeito à precisão obtida quando todas as medidas são feitas pelo
mesmo analista durante um curto período de tempo, usando as mesmas soluções e
equipamento. Já a reprodutibilidade, é a precisão obtida por um conjunto de condições
incluindo diferentes analistas, diferentes laboratórios e diferentes soluções (ICH,
1995). E a precisão intermediária deve ser estabelecida de acordo com a aplicação do
método, podendo haver variações de analista, dias, equipamento entre outras.
Avaliou-se a precisão intermediária do método, onde as fontes de variabilidade foram
a análise de amostras em replicado e o intervalo de tempo em que foram medidas, 3
dias diferentes.
A precisão foi avaliada tendo em conta os valores de desvio padrão e do
coeficiente de variação das 9 leituras de absorvâncias medidas a parir das 8 soluções
padrão (Tabela 15 e 16).
Tabela 15. Dados utilizados e obtidos para a verificação da precisão do método de UV para análise do MCZ, para curva A, (Etanol/água)
Concentração
(mg/ml) Média de Abs. Desvio Padrão
Coeficiente de
Variação
0,1 0,1500 0,005341 3,561274
0,2 0,2984 0,002450 0,821011
0,3 0,4516 0,010856 2,403828
0,4 0,5989 0,005624 0,939064
0,5 0,7438 0,015515 2,085974
0,6 0,8958 0,018750 2,093026
0,7 1,0420 0,015093 1,448526
0,8 1,1862 0,016525 1,393034
Anexo
159
Tabela 16. Dados utilizados e obtidos para a verificação da precisão do método de UV para análise do MCZ para curva B (PBS/Etanol).
Concentração
(mg/ml) Média de Abs. Desvio Padrão
Coeficiente de
Variação
0,1 0,1665 0,00194 1,166609
0,2 0,3202 0,00728 2,273807
0,3 0,4805 0,00795 1,655363
0,4 0,6421 0,00098 0,153321
0,5 0,7947 0,00390 0,490369
0,6 0,9525 0,00187 0,196062
0,7 1,1175 0,00995 0,890625
0,8 1,2673 0,00770 0,607522
Os resultados apresentados para o coeficiente de variação encontram-se
abaixo do valor de 5,0%, provando assim a precisão do método.
O limite de detecção (LD) é a menor quantidade do analíto presente em uma
amostra que pode ser detectado, porém não necessariamente quantificado. O limite de
quantificação (LQ) é a menor quantidade do analíto que pode ser determinada com
precisão e exactidão aceitáveis. Estes parâmetros foram calculados de acordo com as
seguintes equações 17 e 18:
LD = 3x3xσ/S (Eq.17) e LQ = 10xσ/S (Eq. 18)
onde σ é o desvio padrão residual da regressão linear (ICH, 1995) e S o
declive da curva de calibração. Obtendo valores de LD de 0,0149 mg/ml e de LQ de
0,016 mg/ml para a curva “A” e LD 0,017mg/ml e LQ 0,019mg/ml para a curva “B”,
para a detecção do miconazol pelo método utilizado.
Para avaliar a validade do modelo com o qual as medições foram feitas, terá de
se avaliar a regressão linear calculada. Para essa avaliação é preciso calcular e
representar graficamente o erro residual para cada valor de concentração. O erro
Anexo
160
residual é definido como, a diferença entre um valor experimental e um valor calculado
a partir da equação da regressão linear. Para cada solução padrão de calibração o
erro residual, ri = yi-yî, onde yi é a média das leituras obtidas experimentalmente para
uma dada concentração padrão e yî a média das leituras calculadas a partir da curva
de calibração (ICH, 1995).
Conclui-se que o modelo utilizado é válido, já que os gráficos representados
pelas Figuras 50 e 51 demonstram o erro residual distribuído ao acaso com valor
médio zero.
-0,004
-0,002
0
0,002
0,004
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Concentração (mg/ml)
Err
o r
esid
ual
Figura 50.:Gráfico distribuição do erro residual, curva “A”.
-0,004
-0,002
0
0,002
0,004
0,006
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Concentração (mg/ml)
Err
o r
esid
ual
Figura 51.: Gráfico distribuição do erro residual, curva “B”.
Anexo
161
ANEXO II Estudo estatístico da força e adesividade dos hidrogeles base.
TEMPERATURA=25ºC
FORÇA ANOVA Força
Soma dos quadrados df
Média ao quadrado F Sig.
Entre grupos ,271 3 ,090 173,273 ,000 Mesmo Grupo ,004 8 ,001 Total ,275 11
Comparações multiplas Variável dependente: Força Scheffe
(I) TIPO DO HIDROGELE (J) Tipo do hidrogele
Diferença Média (I-J)
Erro padão Sig.
95% Intervalo de Confiança
Limite Inferior
Limite Superior
PLURONIC PLURONIC/CARB0.5% -,2193667(*) ,0186467 ,000 -,284493 -,154240 PLURONIC/CARB1% -,2542667(*) ,0186467 ,000 -,319393 -,189140 PLURONIC/CARB1.5% -,4221333(*) ,0186467 ,000 -,487260 -,357007
PLURONIC/CARB0.5% PLURONIC ,2193667(*) ,0186467 ,000 ,154240 ,284493 PLURONIC/CARB1% -,0349000 ,0186467 ,381 -,100026 ,030226
PLURONIC/CARB1.5% -,2027667(*) ,0186467 ,000 -,267893 -,137640 PLURONIC/CARB1% PLURONIC ,2542667(*) ,0186467 ,000 ,189140 ,319393
PLURONIC/CARB0.5% ,0349000 ,0186467 ,381 -,030226 ,100026 PLURONIC/CARB1.5% -,1678667(*) ,0186467 ,000 -,232993 -,102740
PLURONIC/CARB1.5% PLURONIC ,4221333(*) ,0186467 ,000 ,357007 ,487260 PLURONIC/CARB0.5% ,2027667(*) ,0186467 ,000 ,137640 ,267893
PLURONIC/CARB1% ,1678667(*) ,0186467 ,000 ,102740 ,232993 * Diferença significativa para intervalo de confiança de 95%. Força Scheffe
TiIPO DO HIDROGELE N
Subset for alpha = .05
1 2 3 PLURONIC 3 ,167900 PLURONIC/CARB0.5% 3 ,387267
PLURONIC/CARB1% 3 ,422167 PLURONIC/CARB1.5% 3 ,590033
Sig. 1,000 ,381 1,000 Médias para grupos em subgrupos homogeneos são exibidos. a Média harmonica do tamanho da amostra = 3,000.
Anexo
162
TEMPERATURA =37ºC FORÇA ANOVA Força
Somas dos quadrados df
Média ao quadrado F Sig.
Entre grupos ,357 3 ,119 225,281 ,000 Mesmo Grupo ,004 8 ,001 Total ,362 11
Comparações multiplas Variável dependente: Força
* Diferença significativa para intervalo de confiança de 95% Força Scheffe
TIPO DE HIDROGELE N
Subgrupo para α = .05
1 2 3 PLURONIC 3 ,370233 PLURONIC/CARB0.5% 3 ,583467
PLURONIC/CARB1% 3 ,761567 PLURONIC/CARB1.5% 3 ,809400
Sig. 1,000 1,000 ,170 Médias para grupos em subgrupos homogeneos são exibidos. a Média harmonica do tamanho da amostra = 3,000.
(I) TIPO DO HIDROGELE (J) Tipo do hidrogele
Diferença Média (I-J)
Erro padão Sig.
95% Intervalo de Confiança
Limite Inferior
Limite Superior
PLURONIC PLURONIC/CARB0.5% -,2132333(*) ,0187762 ,000 -
,278812 -
,147655 PLURONIC/CARB1% -
,3913333(*) ,0187762 ,000 -,456912
-,325755
PLURONIC/CARB1.5% -,4391667(*) ,0187762 ,000 -
,504745 -
,373588 PLURONIC/CARB0.5% PLURONIC ,2132333(*) ,0187762 ,000 ,147655 ,278812 PLURONIC/CARB1% -
,1781000(*) ,0187762 ,000 -,243678
-,112522
PLURONIC/CARB1.5% -,2259333(*) ,0187762 ,000 -
,291512 -
,160355 PLURONIC/CARB1% PLURONIC ,3913333(*) ,0187762 ,000 ,325755 ,456912
PLURONIC/CARB0.5% ,1781000(*) ,0187762 ,000 ,112522 ,243678 PLURONIC/CARB1.5% -,0478333 ,0187762 ,170 -
,113412 ,017745
PLURONIC/CARB1.5% PLURONIC ,4391667(*) ,0187762 ,000 ,373588 ,504745 PLURONIC/CARB0.5% ,2259333(*) ,0187762 ,000 ,160355 ,291512
PLURONIC/CARB1% ,0478333 ,0187762 ,170 -,017745 ,113412
Anexo
163
ADESIVIDADE 25ºC
ANOVA ADESIVIDADE
Somas dos quadrados df Média ao quadrado F Sig.
Entre grupos 2,405 3 ,802 35,823 ,000 Mesmo Grupo ,179 8 ,022 Total 2,584 11
Comparações multiplas Variável dependente: ADESIVIDADE
Scheffe * Diferença significativa para intervalo de confiança de 95%. ADESIVIDADE Scheffe
TIPO DO HIDROGELE N
Subgrupo para α = .05
1 2 3 PLURONIC 3 ,708000 PLURONIC/CARB0.5% 3 1,217667
PLURONIC/CARB1% 3 1,585000 1,585000 PLURONIC/CARB1.5% 3 1,913000
Sig. 1,000 ,094 ,143 Médias para grupos em subgrupos homogeneos são exibidos. a Média harmonica do tamanho da amostra = 3,000.
(I) TIPO DO HIDROGELE
(J) TIPO DO HIDROGELE
Diferença Média (I-J)
Erro padão Sig.
95% Intervalo de Confiança
Limite inferior
Limite superior
PLURONIC PLURONIC/CARB0.5% -,5096667(*) ,1221484 ,021 -,936287 -,083046 PLURONIC/CARB1% -,8770000(*) ,1221484 ,001 -
1,303620 -,450380
PLURONIC/CARB1.5% -1,2050000(*) ,1221484 ,000 -
1,631620 -,778380
PLURONIC/CARB0.5% PLURONIC ,5096667(*) ,1221484 ,021 ,083046 ,936287 PLURONIC/CARB1% -,3673333 ,1221484 ,094 -,793954 ,059287
PLURONIC/CARB1.5% -,6953333(*) ,1221484 ,003 -1,121954 -,268713
PLURONIC/CARB1% PLURONIC ,8770000(*) ,1221484 ,001 ,450380 1,303620 PLURONIC/CARB0.5% ,3673333 ,1221484 ,094 -,059287 ,793954 PLURONIC/CARB1.5% -,3280000 ,1221484 ,143 -,754620 ,098620
PLURONIC/CARB1.5% PLURONIC 1,2050000(*) ,1221484 ,000 ,778380 1,631620 PLURONIC/CARB0.5% ,6953333(*) ,1221484 ,003 ,268713 1,121954
PLURONIC/CARB1% ,3280000 ,1221484 ,143 -,098620 ,754620
Anexo
164
ADESIVIDADE 37ºC
ANOVA ADESIVIDADE
Somas dos quadrados df
Média ao quadrado F Sig.
Entre grupos 6,042 3 2,014 101,042 ,000 Mesmo Grupo ,159 8 ,020 Total 6,201 11
Comparações multiplas Variável dependente: ADESIVIDADE
Scheffe * Diferença significativa para intervalo de confiança de 95%. ADESIVIDADE Scheffe
TIPO DO HIDROGELE N
Subgrupo para α = .05
1 2 3 PLURONIC 3 1,570667 PLURONIC/CARB0.5% 3 2,756000
PLURONIC/CARB1% 3 3,307333 PLURONIC/CARB1.5% 3 3,309667
Sig. 1,000 1,000 1,000 Médias para grupos em subgrupos homogeneos são exibidos. a Média harmonica do tamanho da amostra = 3,000.
(I) TIPO DO HIDROGELE
(J) TIPO DO HIDROGELE
Diferença Média (I-J)
Erro padão Sig.
95% Intervalo de Confiança
Lower Bound
Upper Bound
PLURONIC PLURONIC/CARB0.5% -1,1853333(*) ,1152721 ,000 -
1,587938 -,782729
PLURONIC/CARB1% -1,7366667(*) ,1152721 ,000 -
2,139271 -
1,334062 PLURONIC/CARB1.5% -
1,7390000(*) ,1152721 ,000 -2,141604
-1,336396
PLURONIC/CARB0.5% PLURONIC 1,1853333(*) ,1152721 ,000 ,782729 1,587938 PLURONIC/CARB1% -,5513333(*) ,1152721 ,010 -,953938 -,148729
PLURONIC/CARB1.5% -,5536667(*) ,1152721 ,010 -,956271 -,151062 PLURONIC/CARB1% PLURONIC 1,7366667(*) ,1152721 ,000 1,334062 2,139271
PLURONIC/CARB0.5% ,5513333(*) ,1152721 ,010 ,148729 ,953938 PLURONIC/CARB1.5% -,0023333 ,1152721 1,000 -,404938 ,400271
PLURONIC/CARB1.5% PLURONIC 1,7390000(*) ,1152721 ,000 1,336396 2,141604 PLURONIC/CARB0.5% ,5536667(*) ,1152721 ,010 ,151062 ,956271
PLURONIC/CARB1% ,0023333 ,1152721 1,000 -,400271 ,404938
Anexo
165
ANEXO III Teste “t-student” para estudo da firmeza dos hidrogeles base nas temperaturas de 25ºC e 37ºC.
T test hidrogele=Pluronic 20%
Teste para amostras independentes
Teste Levene para variâncias iguais T-test para igualdade das médias
F Sig. t df Sig. (2-calda)
Diferencia média
Erro Padrão
Intervalo de confiança 95%
Inferior Superior
For
ça
Assume Variâncias iguais
,534 ,506 -35,489 4 ,000 -,2023333 ,0057013
-,218162
6
-,186504
1 Não assume variâncias iguais
-35,489 3,744 ,000 -,2023333
,0057013 -
,2185985
-,186068
1
T test hidrogele= Pluronic/Carb.0,5%
Teste para amostras independentes
T test hidrogele= Pluronic/Carb.1,0%
Teste para amostras independentes
Teste Levene para variâncias iguais T-test para igualdade das médias
F Sig. t df Sig. (2-calda)
Diferença Média
Erro Padrão
Intervalo de confiança 95%
Inferior Superior
For
ça
Assume Variâncias iguais
2,847 ,167 -11,447 4 ,000 -,1962000
,0171393 -
,2437863
-,148613
7 Não assume variâncias iguais
-11,447 2,210 ,005 -,1962000 ,0171393
-,263629
2
-,128770
8
Teste Levene para variâncias iguais T-test para igualdade das médias
F Sig. t df Sig. (2-calda)
Diferença Média
Erro Padrão
Intervalo de confiança 95%
Inferior Superior
For
ça
Assume Variâncias iguais
2,429 ,194 -18,289 4 ,000 -,3394000
,0185574 -
,3909235
-,287876
5 Não assume variâncias iguais
-18,289 2,695 ,001 -,3394000 ,0185574
-,402425
1
-,276374
9
Anexo
166
T test hidrogele= Pluronic/Carb.1,5%
Teste para amostras independentes
Teste “t-student” para estudo da adesividade dos hidrogeles base para as temperaturas de 25ºC e 37ºC.
T test hidrogele= Pluronic 20%
Teste para amostras independentes
Teste Levene para variâncias iguais T-test para igualdade das médias
F Sig. t df Sig. (2-calda)
Diferença Média
Erro Padrão
Intervalo de confiança 95%
Inferior Superior
Ade
sivi
dade
Assume Variâncias iguais
2,168 ,215 -19,145 4 ,000 -,8626667 ,0450605
-,987774
5
-,737558
8 Não assume variâncias iguais
-19,145 3,095 ,000 -,8626667 ,0450605
-1,00360
52
-,721728
1
T test hidrogele= Pluronic/Carb.0,5%
Teste para amostras independentes
Teste Levene para variâncias iguais T-test para igualdade das médias
F Sig. t df Sig. (2-calda)
Diferença Média
Erro Padrão
Intervalo de confiança 95%
Inferior Superior
Ade
sivi
dade
Assume Variâncias iguais
,006 ,942 -11,158 4 ,000 -
1,5383333
,1378723 -
,1,9211283
-1,15553
84 Não assume variâncias iguais
-11,158 3,935 ,000 -
1,5383333
,1378723 -
,1,9211283
-1,15303
65
Teste Levene para variâncias iguais T-test para igualdade das médias
F Sig. t df Sig. (2-calda)
Diferença Média
Erro Padrão
Intervalo de confiança 95%
Inferior Superior
For
ça
Assume Variâncias iguais
1,012 ,371 -8,120 4 ,001 -,2193667 ,0270158
-,294374
6
-,144358
7 Não assume variâncias iguais
-8,120 2,712 ,006 -,2193667 ,0270158
-,310737
9
-,127995
4
Anexo
167
T test hidrogele= Pluronic/Carb.1,0%
Teste para amostras independentes
Teste Levene para variâncias iguais T-test para igualdade das médias
F Sig. t df Sig. (2-calda)
Diferença Média
Erro Padrão
Intervalo de confiança 95%
Inferior Superior
Ade
sivi
dade
Assume Variâncias iguais
1,467 ,293 -15,760 4 ,000 -
1,7223333
,1092876 -
2,0257643
-1,41890
23 Não assume variâncias iguais
-15,760 2,956 ,001 -
1,7223333
,1092876 -
2,0730980
-1,37156
87
T test hidrogele= Pluronic/Carb.1,5%
Teste para amostras independentes
Teste Levene para variâncias iguais T-test para igualdade das médias
F Sig. t df Sig. (2-calda)
Diferença Média
Erro Padrão
Intervalo de confiança 95%
Inferior Superior
Ade
sivi
dade
Assume Variâncias iguais
,252 ,642 -9,124 4 ,001 -
1,3966667
,1530777 -
1,8216785
-,971654
9 Não assume variâncias iguais
-9,124 3,484 ,001 -
1,3966667
,1530777 -
1,8477120
-,945621
3
Anexo
168
ANEXO IV Hidrogeles com Miconazol, MβCD e Sistemas binários.
FIRMEZA a 25ºC ANOVA Firmeza
Soma dos quadrados df
Média ao quadrado F Sig.
Entre grupos ,235 4 ,059 395,666 ,000 Mesmo Grupo ,001 10 ,000 Total ,236 14
Comparações Múltiplas Variável dependente: Força Scheffe
(I) TIPO DO HIDROGELE
(J) TIPO DO HIDROGELE
Diferença Média (I-J)
Erro padão Sig.
95% Intervalo de Confiança
Limite Inferior
Limite Superior
PLURONIC/CARB1% MCZ ,1918667(*) ,0099474 ,000 ,154764 ,228970 MβCD ,3663333(*) ,0099474 ,000 ,329230 ,403436 MF ,1922667(*) ,0099474 ,000 ,155164 ,229370 COMPLEXO ,0697000(*) ,0099474 ,001 ,032597 ,106803
MCZ PLURONIC/CARB1% -,1918667(*) ,0099474 ,000 -,228970 -,154764 MβCD ,1744667(*) ,0099474 ,000 ,137364 ,211570
MF ,0004000 ,0099474 1,000 -,036703 ,037503 COMPLEXO -,1221667(*) ,0099474 ,000 -,159270 -,085064
MβCD PLURONIC/CARB1% -,3663333(*) ,0099474 ,000 -,403436 -,329230 MCZ -,1744667(*) ,0099474 ,000 -,211570 -,137364 MF -,1740667(*) ,0099474 ,000 -,211170 -,136964 COMPLEXO -,2966333(*) ,0099474 ,000 -,333736 -,259530
MF PLURONIC/CARB1% -,1922667(*) ,0099474 ,000 -,229370 -,155164 MCZ -,0004000 ,0099474 1,000 -,037503 ,036703 MβCD ,1740667(*) ,0099474 ,000 ,136964 ,211170 COMPLEXO -,1225667(*) ,0099474 ,000 -,159670 -,085464
COMPLEXO PLURONIC/CARB1% -,0697000(*) ,0099474 ,001 -,106803 -,032597 MCZ ,1221667(*) ,0099474 ,000 ,085064 ,159270 MβCD ,2966333(*) ,0099474 ,000 ,259530 ,333736 MF ,1225667(*) ,0099474 ,000 ,085464 ,159670
* Diferença significativa para intervalo de confiança de 95%.
Anexo
169
Firmeza Scheffe
TIPO DO HIDROGELE N
Subgrupo para α = .05
1 2 3 4 MβCD 3 ,055833 MF 3 ,229900 MCZ 3 ,230300 COMPLEXO 3 ,352467 PLURONIC/CARB1% 3 ,422167
Sig. 1,000 1,000 1,000 1,000 Médias para grupos em subgrupos homogeneos são exibidos. a Média harmonica do tamanho da amostra = 3,000.
Anexo
170
FIRMEZA 37ºC ANOVA Força
Soma dos quadrados df
Média ao quadrado F Sig.
Entre grupos ,712 4 ,178 186,416 ,000 Mesmo Grupo ,010 10 ,001 Total ,722 14
Comparações Múltiplas Variável dependente: Força
Scheffe * Diferença significativa para intervalo de confiança de 95%.
(I) TIPO DO HIDROGELE
(J) TIPO DO HIDROGELE
Diferença Média (I-J)
Erro padão Sig.
95% Intervalo de Confiança
Limite Inferior
Limite Superior
PLURONIC/CARB1% MCZ -,2588000(*) ,0252327 ,000 -
,352915 -
,164685 MβCD ,3937000(*) ,0252327 ,000 ,299585 ,487815 MF ,1617667(*) ,0252327 ,001 ,067651 ,255882 COMPLEXO -,0443333 ,0252327 ,568 -
,138449 ,049782
MCZ PLURONIC/CARB1% ,2588000(*) ,0252327 ,000 ,164685 ,352915 MβCD ,6525000(*) ,0252327 ,000 ,558385 ,746615
MF ,4205667(*) ,0252327 ,000 ,326451 ,514682 COMPLEXO ,2144667(*) ,0252327 ,000 ,120351 ,308582
MBCD PLURONIC/CARB1% -,3937000(*) ,0252327 ,000 -
,487815 -
,299585 MCZ -
,6525000(*) ,0252327 ,000 -,746615
-,558385
MF -,2319333(*) ,0252327 ,000 -
,326049 -
,137818 COMPLEXO -
,4380333(*) ,0252327 ,000 -,532149
-,343918
MF PLURONIC/CARB1% -,1617667(*) ,0252327 ,001 -
,255882 -
,067651 MCZ -
,4205667(*) ,0252327 ,000 -,514682
-,326451
MβCD ,2319333(*) ,0252327 ,000 ,137818 ,326049 COMPLEXO -
,2061000(*) ,0252327 ,000 -,300215
-,111985
COMPLEXO PLURONIC/CARB1% ,0443333 ,0252327 ,568 -,049782 ,138449
MCZ -,2144667(*) ,0252327 ,000 -
,308582 -
,120351 MβCD ,4380333(*) ,0252327 ,000 ,343918 ,532149 MF ,2061000(*) ,0252327 ,000 ,111985 ,300215
Anexo
171
Firmeza Scheffe
TIPO DO HIDROGELE N
Subgrupo para α = .05
1 2 3 4 MβCD 3 ,367867 MF 3 ,599800 PLURONIC/CARB1% 3 ,761567
COMPLEXO 3 ,805900 MCZ 3 1,020367 Sig. 1,000 1,000 ,568 1,000
Médias para grupos em subgrupos homogeneos são exibidos. a Média harmonica do tamanho da amostra = 3,000.
Anexo
172
ADESIVIDADE 25ºC ANOVA ADESIVIDADE
Soma dos quadrados df
Média ao quadrado F Sig.
Entre grupos 4,064 4 1,016 188,624 ,000 Mesmo Grupo ,054 10 ,005 Total 4,117 14
Comparações Múltiplas Variável dependente: ADESIVIDADE Scheffe
(I) TIPO DO HIDROGELE
(J) TIPO DO HIDROGELE
Diferença Média (I-J)
Erro padão Sig.
95% Intervalo de Confiança
Limite Inferior
Limite Superior
PLURONIC/CARB1% MCZ 1,0983333(*) ,0599211 ,000 ,874833 1,321833 MβCD 1,3200000(*) ,0599211 ,000 1,096500 1,543500 MF 1,3126667(*) ,0599211 ,000 1,089167 1,536167 COMPLEXO ,4816667(*) ,0599211 ,000 ,258167 ,705167
MCZ PLURONIC/CARB1% -1,0983333(*) ,0599211 ,000 -
1,321833 -,874833
MβCD ,2216667 ,0599211 ,052 -,001833 ,445167 MF ,2143333 ,0599211 ,062 -,009167 ,437833 COMPLEXO -,6166667(*) ,0599211 ,000 -,840167 -,393167
MBCD PLURONIC/CARB1% -1,3200000(*) ,0599211 ,000 -
1,543500 -
1,096500 MCZ -,2216667 ,0599211 ,052 -,445167 ,001833 MF -,0073333 ,0599211 1,000 -,230833 ,216167 COMPLEXO -,8383333(*) ,0599211 ,000 -
1,061833 -,614833
MF PLURONIC/CARB1% -1,3126667(*) ,0599211 ,000 -
1,536167 -
1,089167 MCZ -,2143333 ,0599211 ,062 -,437833 ,009167 MβCD ,0073333 ,0599211 1,000 -,216167 ,230833 COMPLEXO -,8310000(*) ,0599211 ,000 -
1,054500 -,607500
COMPLEXO PLURONIC/CARB1% -,4816667(*) ,0599211 ,000 -,705167 -,258167 MCZ ,6166667(*) ,0599211 ,000 ,393167 ,840167 MβCD ,8383333(*) ,0599211 ,000 ,614833 1,061833 MF ,8310000(*) ,0599211 ,000 ,607500 1,054500
* Diferença significativa para intervalo de confiança de 95%.
Anexo
173
ADESIVIDADE Scheffe
TIPO DO HIDROGELE N
Subgrupo para α = .05
1 2 3 MβCD 3 ,265000 MF 3 ,272333 MCZ 3 ,486667 COMPLEXO 3 1,103333 PLURONIC/CARB1% 3 1,585000
Sig. ,052 1,000 1,000 Médias para grupos em subgrupos homogeneos são exibidos. a Média harmonica do tamanho da amostra = 3,000.
Anexo
174
ADESIVIDADE 37ºC
ANOVA ADESIVIDADE
Sum of Squares df
Média ao quadrado F Sig.
Entre grupos 8,108 4 2,027 108,173 ,000 Mesmo Grupo ,187 10 ,019 Total 8,295 14
Comparações Múltiplas Variável dependente: ADESIVIDADE Scheffe
(I) TIPO DO HIDROGELE
(J) TIPO DO HIDROGELE
Diferença Média (I-J)
Erro padão Sig.
95% Intervalo de Confiança
Limite Inferior
Limite Superior
PLURONIC/CARB1% MCZ 1,5623333(*) ,1117690 ,000 1,145445 1,979221 MβCD 2,0066667(*) ,1117690 ,000 1,589779 2,423555 MF 1,7206667(*) ,1117690 ,000 1,303779 2,137555 COMPLEXO ,7420000(*) ,1117690 ,001 ,325112 1,158888
MCZ PLURONIC/CARB1% -1,5623333(*) ,1117690 ,000 -1,979221
-1,145445
MβCD ,4443333(*) ,1117690 ,036 ,027445 ,861221 MF ,1583333 ,1117690 ,736 -,258555 ,575221 COMPLEXO -,8203333(*) ,1117690 ,000 -
1,237221 -,403445
MβCD PLURONIC/CARB1% -2,0066667(*) ,1117690 ,000 -2,423555
-1,589779
MCZ -,4443333(*) ,1117690 ,036 -,861221 -,027445 MF -,2860000 ,1117690 ,240 -,702888 ,130888 COMPLEXO -1,2646667(*) ,1117690 ,000 -
1,681555 -,847779
MF PLURONIC/CARB1% -1,7206667(*) ,1117690 ,000 -2,137555
-1,303779
MCZ -,1583333 ,1117690 ,736 -,575221 ,258555 MβCD ,2860000 ,1117690 ,240 -,130888 ,702888 COMPLEXO -,9786667(*) ,1117690 ,000 -
1,395555 -,561779
COMPLEXO PLURONIC/CARB1% -,7420000(*) ,1117690 ,001 -1,158888 -,325112
MCZ ,8203333(*) ,1117690 ,000 ,403445 1,237221 MβCD 1,2646667(*) ,1117690 ,000 ,847779 1,681555 MF ,9786667(*) ,1117690 ,000 ,561779 1,395555
* Diferença significativa para intervalo de confiança de 95%.
Anexo
175
ADESIVIDADE Scheffe TIPO DO HIDROGELE N Subgrupo para α = .05
1 2 3 4 MβCD 3 1,300667 MF 3 1,586667 1,586667 MCZ 3 1,745000 COMPLEXO 3 2,565333 PLURONIC/CARB1% 3 3,307333 Sig. ,240 ,736 1,000 1,000
Médias para grupos em subgrupos homogeneos são exibidos. a Média harmonica do tamanho da amostra = 3,000.
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