Orientadores: Meuris Gurgel Carlos da Silva, Melissa Gurgel Adeodato Vieira

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: A sericina é uma proteína globular presente nos casulos do bicho-da-seda (Bombyx mori), sendo usualmente descartada nos efluentes do processo da manufatura e fiação da seda. O alginato é um polissacarídeo natural que pode ser extraído de algas marrons, abundantes nas costas marítimas em...

Resumo: A sericina é uma proteína globular presente nos casulos do bicho-da-seda (Bombyx mori), sendo usualmente descartada nos efluentes do processo da manufatura e fiação da seda. O alginato é um polissacarídeo natural que pode ser extraído de algas marrons, abundantes nas costas marítimas em diferentes partes do mundo. A blenda entre sericina e alginato pode fornecer características adequadas para a incorporação de fármacos, sendo uma promissora matriz gastrorresistente e de liberação modificada para a encapsulação de diclofenaco de sódio e de ibuprofeno. O presente trabalho teve como objetivo a incorporação dos fármacos diclofenaco de sódio e ibuprofeno à blenda de sericina e alginato na forma de partículas esféricas. O desenvolvimento do projeto envolveu as etapas de extração da sericina dos casulos de bicho-da-seda por autoclave, sendo utilizada para a preparação destas partículas pelo método de gelificação iônica. Experimentos de incorporação dos fármacos foram realizados para determinar a eficiência de incorporação dos fármacos à blenda, e o perfil de liberação dos fármacos aprisionados na blenda foram investigados pelos ensaios de dissolução. A sericina aumentou a eficiência de incorporação dos fármacos, alcançando valores na faixa de 71,62 % a 90,40 % para o diclofenaco de sódio, e de 73,01 % a 94,15 % para o ibuprofeno. Essa eficiência de incorporação foi também aumentada pela utilização de polietilenoglicol como agente reticulante da blenda. O alginato afetou a liberação do fármaco, conferindo às formulações desenvolvidas a característica de gastrorresistência. A proporção de 2,5 % (m/V) de sericina, 2,8 % (m/V) de alginato e 2,0 % (m/V) de fármaco na composição da blenda, mostrou-se como a mais adequada para a incorporação e liberação controlada dos fármacos, atingindo liberação total em meio entérico simulado em 360 min para o diclofenaco de sódio e em 1400 min para o ibuprofeno. O mecanismo de liberação dos fármacos estudados foi avaliado utilizando modelos matemáticos, os quais indicaram que a liberação do diclofenaco de sódio das formulações desenvolvidas pode ser associada ao processo de intumescimento, erosão da matriz e uma mistura de difusão e mecanismos de relaxação das cadeias. Para as formulações contendo ibuprofeno, verificou-se que além das características de liberação obtidas para o diclofenaco de sódio, em algumas formulações o mecanismo de liberação é governado pela difusão Fickiana do fármaco ao longo da matriz, de forma a atingir uma liberação mais prolongada. O estudo de estabilidade em câmara climática revelou que as formulações desenvolvidas são estáveis quando submetidas a 40 °C e UR 75 % após 6 meses. A caracterização das partículas comprovou a incorporação dos fármacos na matriz de sericina e alginato. Além disso, a distribuição do tamanho das partículas indicou que a sericina melhorou a reprodutibilidade das formulações, fornecendo partículas com diâmetros médios na faixa de 1,18 mm a 1,46 mm para as formulações contendo diclofenaco de sódio e 0,80 mm a 1,08 mm para as formulações contendo ibuprofeno. No desenvolvimento dessa tese foi possível definir as condições de processo mais adequadas para a incorporação dos fármacos à matriz de sericina e alginato, sendo essa uma matriz com potencial uso para a liberação modificada dos fármacos estudados

Abstract: Sericin is a globular protein present in silkworm cocoons (Bombyx mori) and is usually discarded in the manufacturing and spinning process effluents. Alginate is a natural polysaccharide that can be extracted from brown algae, abundant on the sea coasts around the world. The blend between...

Abstract: Sericin is a globular protein present in silkworm cocoons (Bombyx mori) and is usually discarded in the manufacturing and spinning process effluents. Alginate is a natural polysaccharide that can be extracted from brown algae, abundant on the sea coasts around the world. The blend between sericin and alginate may provide adequate characteristics for drug incorporation, being a promising gastroresistant and modified release matrix for the encapsulation of diclofenac sodium and ibuprofen. The aim of the present work was to incorporate diclofenac sodium and ibuprofen into the sericin and alginate blends in the form of spherical particles. The development of the project involved the extraction steps of sericin from silkworm cocoons by autoclaving, being used for the preparation of the particles of sericin and alginate by the ionic gelation method. Drug incorporation experiments were performed to determine the efficiency of drug incorporation into the blend, and the release profile of the drugs trapped in the blend were investigated by the dissolution assays. Sericin increased the efficiency of incorporation of the drugs, reaching values in the range of 71.62 % to 90.40 % for diclofenac sodium, and from 73.01 % to 94.15 % for ibuprofen. The use of polyethylene glycol as the crosslinking agent of the blend increased the efficiency of the drugs incorporation. Alginate affected the release of the drug, giving the developed formulations the characteristic of gastro-resistance. The proportion of 2.5 % (m/V) sericin, 2.8 % (m/V) alginate and 2.0 % (m/V) drug in the blend composition proved to be the most adequate for the incorporation and controlled release of the drugs, reaching total release in simulated enteric medium in 360 min for diclofenac sodium and in 1400 min for ibuprofen. The release mechanism of the studied drugs was evaluated using mathematical models, which indicated that the release of diclofenac sodium from the formulations developed can be associated to the process of swelling, matrix erosion and a mixture of diffusion and chain relaxation mechanisms. For formulations containing ibuprofen, it has been found that in addition to the release characteristics obtained for diclofenac sodium, in some formulations the release mechanism is governed by Fickian diffusion of the drug along the matrix, to achieve a longer release. The stability study in the climatic chamber revealed that the formulations developed are stable when subjected to 40 °C and 75 % RH after 6 months. Particle characterization confirmed the incorporation of the drugs into the sericin and alginate matrix. In addition, particle size distribution indicated that sericin improved the reproducibility of the formulations by providing particles with average diameters in the range of 1.18 mm to 1.46 mm for the formulations containing diclofenac sodium and 0.80 mm to 1.08 mm for formulations containing ibuprofen. In the development of this thesis it was possible to define the most suitable process conditions for the incorporation of the drugs into the sericin and alginate matrix, being a matrix with potential use for the modified release of the drugs studied

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