doctoralThesis
Nanopartículas gastrorresistentes de hidróxidos duplos lamelares e glibenclamida : da síntese monitorada por NIR à nanotoxicidade em modelo animal diabético
Registro en:
LEÃO, Amanda Damasceno. Nanopartículas gastrorresistentes de hidróxidos duplos lamelares e glibenclamida: da síntese monitorada por NIR à nanotoxicidade em modelo animal diabético. 2020. Tese (Doutorado em Ciências Farmacêuticas) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2020.
Autor
LEÃO, Amanda Damasceno
Institución
Resumen
A glibenclamida (GLIB) é um hipoglicemiante oral amplamente utilizado no tratamento do diabetes mellitus II, no entanto, apresenta baixa solubilidade e alterações na biodisponibilidade. A prospecção de artigos e patentes averiguou o panorama das pesquisas envolvendo seu problema de solubilidade e corroborou com a importância do desenvolvimento de novos sistemas de liberação. Neste contexto, o desenvolvimento de nanopartículas (NP) contendo Hidróxidos Duplos Lamelares (HDL) organomodificados por dodecilsulfato de sódio carreando GLIB apresentou-se como uma possível alternativa para aumentar a taxa de dissolução e promover sua liberação controlada. A síntese foi realizada através de coprecipitação, as NP foram caracterizadas difratometricamente, espectroscopicamente, termicamente, avaliadas quanto ao perfil de co-liberação de GLIB e zinco e quanto a compatibilidade celular. Além disso, a eficácia e nanotoxicidade foram avaliadas através do tratamento de ratos Wistar induzidos ao diabetes com streptozotocina. Os parâmetros clínicos foram monitorados ao longo de todo o tratamento e os parâmetros bioquímicos, hematológicos e histológicos foram avaliados ao fim do tratamento. Além disso, a síntese das NP foi monitorada através da espectroscopia no infravermelho próximo e avaliada quimiometricamente para explicar o mecanismo e a cinética de formação dos HDL. Os dados mostraram adsolubilização de GLIB e revestimento de NP com Eudragit L100®. A organofilização do HDL e a intercalação da GLIB reduziram a área superfícial (SBET 23,58 m²/g) e observou-se mudança no potencial zeta (-35,5 ζ) em relação ao HDL primitivo (Sʙᴇᴛ 41,34 m²/g, 688,8 nm e +14 ζ) indicando que a funcionalização parece uma abordagem apropriada para produzir NP com maior estabilidade coloidal e funcionalidade aprimorada. Os dados de liberação de zinco (2,96% ± 0,002 ppm) mostraram a eficácia do revestimento em meio ácido e os dados de liberação da GLIB mostraram cinética de liberação de ordem zero com liberação no meio intestinal. Todas as NP foram considerados biocompatíveis e os ensaios de nanotoxicidade e eficácia mostraram a boa resposta clínica para o monitoramento da massa corporal, consumo de ração, consumo de água e capacidade de controle glicêmico das nanopartículas em comparação aos controles ao logo do tratamento. Os ensaios bioquímicos, hematológicos e histológicos realizados ao fim do tratamento também comprovaram ausência de toxicidade das NP e redução significativa da glicemia (111±25mg/dL) em relação ao grupo diabético não tratado (498±26mg/dL) e diabético tratado com a GLIB (421,5±35mg/dL). Para o monitoramento da síntese dos HDL inicialmente partículas instáveis (ζ <+30 mV) eram formadas rapidamente, seguidas por uma segunda etapa mais lenta devido à cristalização-redissolução. Esses processos foram confirmados usando o método MCR-ALS que demonstrou que a reação de síntese seguiu uma cinética de segunda ordem. Desta forma, foi possível concluir que as NP possibilitaram a liberação controlada da GLIB, melhor taxa de dissolução, biocompatibilidade, eficácia clínica em modelo animal diabético, ausência de sinais de nanotoxicidade e possibilitaram bom controle glicêmico, mostrando-se uma alternativa promissora para o tratamento do diabetes mellitus II. Além disso, o método utilizado foi considerado reprodutível e eficaz para a possível produção industrial do material. CAPES Glibenclamide (GLIB) is an oral hypoglycemic agent widely used in the treatment of diabetes mellitus II, however, it has low solubility and changes in bioavailability. Prospecting for articles and patents found the panorama of research involving its solubility problem and corroborated the importance of developing new release systems. In this context, the development of nanoparticles (NP) containing double lamellar hydroxides (HDL) organomodified by sodium dodecyl sulfate carrying (GLIB) was presented as a possible alternative to increase the dissolution rate and promote its controlled release. The synthesis was carried out through coprecipitation, the PNs were characterized diffractometrically, spectroscopically, thermally, evaluated for the co-release profile of GLIB and zinc and for cellular compatibility. In addition, efficacy and nanotoxicity were assessed by treating diabetes-induced Wistar rats with streptozotocin. The clinical parameters were monitored throughout the treatment and the biochemical, hematological and histological parameters were evaluated at the end of the treatment. In addition, the synthesis of PN was monitored by spectroscopy in the near infrared and evaluated chemiometrically to explain the mechanism and kinetics of HDL formation. The data showed GLIB adsolubilization and NP coating with Eudragit L100®. HDL organophilization and GLIB intercalation reduced the surface area (SBET 23,58 m²/g) and there was a change in the zeta potential (-35,5 ζ) in relation to the primitive HDL (Sʙᴇᴛ41,34m²/g, 688,8nm e +14ζ) indicating that functionalization seems an appropriate approach to produce NP with greater colloidal stability and improved functionality. Zinc release data (2,96% ± 0,002 ppm) showed the effectiveness of the acid coating and the GLIB release data showed zero order release kinetics with release in the intestinal medium. All PNs were considered biocompatible and the nanotoxicity and efficacy tests showed a good clinical response for monitoring body mass, feed intake, water consumption and glycemic control capacity of the nanoparticles compared to controls during treatment. Biochemical, hematological and histological tests carried out at the end of treatment also demonstrated the absence of toxicity of PN and a significant reduction in blood glucose (111±25mg/dL) in relation to the untreated diabetic group (498±26mg/dL) and diabetic treated with GLIB (421,5±35mg/dL). For monitoring the synthesis of HDL initially unstable particles (ζ <+30 mV) they were formed quickly, followed by a second, slower stage due to crystallization-redissolution. These processes were confirmed using the MCR-ALS method, which demonstrated that the synthesis reaction followed second order kinetics. Thus, it was possible to conclude that the NP enabled the controlled release of GLIB, better dissolution rate, biocompatibility, clinical efficacy in a diabetic animal model, absence of signs of nanotoxicity and enabled good glycemic control, showing a promising alternative for treatment diabetes mellitus II. In addition, the method used was considered reproducible and effective for the possible industrial production of the material.