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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.9.2019.tde-29032019-142701
Documento
Autor
Nome completo
Debora de Souza Gonçalves
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2018
Orientador
Banca examinadora
Araujo, Gabriel Lima Barros de (Presidente)
Chorilli, Marlus
Kikuchi, Irene Satiko
Lopes, Luciana Biagini
Título em português
Nanocristais de flubendazol: preparação e caracterização físico-química
Palavras-chave em português
Câncer de pulmão
Flubendazol
Microfluidização
Nanocristal
Resumo em português
Os nanocristais são partículas de fármacos cristalinos, com tamanho médio na faixa de submicrons, geralmente entre 200 e 500 nm, estabilizados por agentes estéricos ou eletrostáticos adsorvidos na superfície das partículas do fármaco. Sua dimensão reduzida proporciona propriedades especiais, como a adesividade às mucosas e o aumento de área superficial e da solubilidade de saturação, o que melhora significativamente a biodisponibilidade de fármacos pouco solúveis em água. Outra aplicação emergente dos nanocristais é na melhoria da entrega e da retenção de fármacos em tecidos e células tumorais. Estudos demonstraram que o flubendazol é um fármaco capaz de induzir a morte celular em tumores malignos e retardar o seu crescimento, por meio da alteração que provoca na estrutura dos microtúbulos e pela inibição da polimerização da tubulina. Foi demonstrada sua atividade antiproliferativa em linhagens de leucemia, mieloma, câncer intestinal, câncer de mama e neuroblastoma. O flubendazol é também um fármaco eficaz contra os helmintos, demonstrando atividade superior na eliminação dos vermes adultos, quando comparado com a dietilcarbamazina. Embora o flubendazol pareça ser uma molécula promissora, é um fármaco praticamente insolúvel em água (0,005 mg/mL). Para atingir o efeito terapêutico desejado, é necessário o desenvolvimento de uma formulação com melhores solubilidade e biodisponibilidade. Nesse sentido, o presente trabalho apresenta o preparo e a caracterização físico-química de nanocristais de flubendazol por meio da microfluidização. Foram realizados ensaios exploratórios para avaliar a performance de diferentes agentes estabilizantes nas suspensões: o polissorbato 80, o polaxamer 188 e o D-α tocoferol polietilenoglicol 1.000 succinato (TPGS). A avaliação da distribuição do tamanho de partícula foi realizada por espalhamento de luz laser (LLS), espalhamento de luz dinâmica (DLS), análise de rastreamento de nanopartículas (NTA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A utilização do TPGS favoreceu a obtenção de uma nanossuspensão com o menor diâmetro hidrodinâmico médio das partículas, de 253,9 ± 3,0 nm. Nos estudos exploratórios, também foram determinados os parâmetros ótimos de moagem do microfluidizador, sendo estabelecidos: 35.000 psi de pressão, temperatura do produto de 30°C (± 5°C) e tempo de recirculação de 2 horas/100 gramas. Objetivando alcançar o menor diâmetro hidrodinâmico médio dos nanocristais, executou-se um planejamento estatístico no qual foi avaliada a influência da concentração de flubendazol (% p/p) e de TPGS (% p/p) na formulação. A análise revelou a significativa influência da concentração do TPGS na redução do tamanho de partícula e na estabilidade físico-química da nanossuspensão. Ensaios complementares de solubilidade demonstraram que o nanocristal proporcionou incremento na solubilidade de 2,3 e 3,2 e 5,2 vezes em HCl 0,1 N, tampão fosfato pH 6,8 e tampão fosfato salino pH 7,4, respectivamente. No ensaio de dissolução conduzido em HCl 0,1 N e 0,1% TPGS, observou-se significativo incremento, de 41% de fármaco dissolvido após 60 minutos, quando comparado com o flubendazol micronizado. As características do estado sólido do nanocristal foram avaliadas por meio de análise térmica (calorimetria exploratória diferencial e termogravimetria) e difratometria de raios X, não sendo observadas significativas alterações da estrutura cristalina. O presente trabalho também avaliou a efetividade dos nanocristais de flubendazol em tumores de pulmão, demonstrando sua expressiva capacidade de retardar o crescimento e diminuir o tamanho desses tumores em camundongos xenotransplantados.
Título em inglês
Flubendazole nanocrystals: preparation and physical-chemical characterization
Palavras-chave em inglês
Flubendazole
Lung cancer
Microfluidization
Nanocrystal
Resumo em inglês
Nanocrystals are drug particles with an average size in the sub-micron range, generally between 200 and 500 nm, stabilized by steric or electrostatic agents adsorbed on the surface of the drug particles. The reduced size provides special properties such as mucosal adhesiveness, increase in surface area and saturation solubility, which significantly improves the bioavailability of poorly water-soluble drugs. Another emerging application of nanocrystals is in the enhancement of drug delivery and retention in tumor tissues. Studies have shown that flubendazole is a drug capable of inducing cell death in malignant tumors and decelerating their growth, by altering the structure of the microtubules and inhibiting the tubulin polymerization. Antiproliferative activity has been demonstrated in leukemia, myeloma, intestinal cancer, breast cancer and neuroblastoma lines. In addition, flubendazole is also an effective drug against helminths, demonstrating superior activity in eliminating adult worms when compared to diethylcarbamazine. Although flubendazole appears to be a promising molecule, it is an insoluble drug in water (0.005 mg / mL). To achieve the desired therapeutic effect, it is necessary the development of a formulation with better solubility and bioavailability. In this context, the present research reports the physico-chemical preparation and characterization of flubendazole nanocrystals through microfluidization. Exploratory experiments were carried out to evaluate the performance of different stabilizing agents in formulations: polysorbate 80, polaxamer 188 and D-α tocopherol polyethylene glycol 1000 succinate (TPGS). The determination of the particle size distribution determination was performed by laser light scattering (LLS), dynamic light scattering (DLS), nanoparticle scanning (NTA) and scanning electron microscopy (SEM). The use of TPGS favored the preparation of a nanosuspension with the lowest mean hydrodynamic size of the particles, of 253.9 ± 3 nm. In the exploratory studies, the optimum grinding parameters were also determined: 35,000 psi of microfluidizer pressure, product temperature of 30 ° C (± 5 ° C) and recirculation time of 2 hours for each 100 grams of suspension. In order to reach the lowest average hydrodynamic diameter, a statistical design was applied in which the influence of flubendazole concentration (% w / w) and TPGS (% w / w) on the formulation was evaluated. The analysis revealed a significant influence of TPGS concentration on the particle size reduction and on the physicochemical stability of the nanosuspension. Complementary solubility tests showed that the nanocrystal provided an increase in solubility of 2.3, 3.2 and 5.2-fold in 0.1 N HCl, phosphate buffer pH 6.8 and phosphate buffer saline pH 7.4, respectively. In the dissolution test performed in 0.1 N HCl with 0.1% TPGS, a 41% increase of the drug dissolved after 60 minutes was achieved, when compared to micronized flubendazole. The solid-state characteristics of the nanocrystal were accessed through thermal analysis (differential scanning calorimetry and thermogravimetry) and X-ray diffraction and the results indicated that the crystal structure was not significantly altered. This research also evaluated the action of flubendazole nanocrystals in lung tumors, demonstrating expressive ability to retard growth and decrease the size of these tumors in xenotransplanted mice.
 
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Data de Publicação
2019-03-29
 
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