Formulação tópica para prevenção e tratamento de radiodermites: desenvolvimento de nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) contendo curcuminoides e estudo in vitro

Zamarioli, Cristina Mara

O objetivo principal deste projeto foi desenvolver formulação tópica contendo nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) incorporando curcuminoides.

Método:

foi utilizado o método da microemulsão para a produção das NLS; espalhamento dinâmico de luz para avaliar tamanho de partículas, potencial zeta e PdI; microscopia de força atômica para avaliação morfológica; ainda foi avaliada a eficiência de encapsulação, capacidade de carga, perfil de liberação e permeação cutânea in vitro.

Resultados e discussão:

Foram feitos seis planejamento fatoriais, tipo Box-Behnken, modificando fatores como porcentagem de curcuminoides, tempo e temperatura de homogeneização e proporção de tensoativos. A média dos tamanhos de partículas nos seis planejamentos variou de 210,4 nm (DP ± 146,6) a 2984 nm (DP ± 1173); a do potencial zeta de -7, 06 (DP ± 13,87) a - 30,40 (DP ± 4,16); a do PdI de 0,222 (DP ± 0,125) a 0,5653 (DP ± 0,362); estes dados reforçam os da literatura que dizem que o tamanho das partículas pode ser influenciado pela velocidade e tempo de agitação. No 6° planejamento, a média da eficiência de encapsulação de curcumina e dos curcuminoides foi de 52,92% (DP ± 5,41) e 48,39% (DP ± 6,62), respectivamente. Dados da literatura apontam que para fármacos lipofílicos, a eficiência de encapsulação pode ser superior a 50%. A média da capacidade de carga de curcumina foi de 24,13 % (DP ± 6,12) e dos curcuminoides totais de 32,20% (DP ± 9,56); uma revisão apontou que a capacidade de carga de fármacos lipofílicos estava em torno de 25%. As imagens topográficas mostraram partículas de formato esférico com diâmetros que variaram entre 52 nm e 101 nm; menor do que o mensurado por espalhamento dinâmico de luz. Quanto à liberação, houve inicialmente uma liberação acelerada e, após 2 horas, um perfil de liberação mais controlado, conforme visto na literatura, que pode ser explicada pela difusão dos curcuminoides associados à superfície e aos poros das NLS, seguida da erosão da partícula, combinada com a difusão dos componentes encapsulados. A formulação tópica apresentou boa espalhabilidade e estabilidade quando submetido a teste de estresses mecânico. No teste preliminar de estabilidade da formulação, com seis ciclos de 48 horas, 24 horas em estufa a 40°C ± 2°C e 24 horas em geladeira 5°C ± 2°C, o gel permaneceu homogêneo, de coloração amarelo-brilhante e com odor característico e não apresentou separação de fase com 3000 rpm por 30 minutos e nem alteração significativa de pH. Não houve permeação e somente houve penetração na epiderme/derme que foi exposta ao gel com curcuminoides livres.

Considerações finais:

A formulação tópica é estável e pode ser utilizada em estudos posteriores, in vivo, para o tratamento de reações inflamatórias locais como a radiodermite; o perfil de liberação controlado, associado ao fato de se formar uma barreira cutânea pelas NLS, ainda pode melhorar a hidratação cutânea

The main objective of this project was developing topical formulation containing solid lipid nanoparticles (SLN), adding to curcuminoids.

Method:

microemulsion method to produce SLN; dynamic light scattering to assess particle size, zeta potential and PdI; atomic force microscopy for morphological evaluation; the encapsulation efficiency was tested also, loading capacity, release and skin permeation profile in vitro was assessed too.

Results and discussion:

6 Box- Behnken factorial designs were made by modifying factors such as percentage of curcuminoids, time and temperature of homogenization and surfactant ratio. The average particle size in the 6 planning ranged from 210.4 nm (SD ± 146.6) to 2984 nm (SD ± 1173); the zeta potential of -7,06 (SD ± 13.87) to -30.40 (SD ± 4.16); the PDI of 0.222 (SD ± 0.125) to 0.5653 (SD ± 0.362). These data remain the literature that coments about the possibility of the particle size can be influenced by the speed and stirring time. At 6° planning, the average encapsulation efficiency of curcumin and curcuminoids was 52.92% (SD ± 5.41) and 48.39 % (SD ± 6.62), respectively. Literature data indicate that for the lipophilic drug, the encapsulation efficiency may be greater than 50%. The average load capacity of curcumin was 24.13% (SD ± 6.12) and total curcuminoids of 32.20% (SD ± 9.56). A review showed that the load capacity of lipophilic drugs was around 25%. The topographic images showed spherical particles with diameters ranging between 52 nm and 101 nm; less than that measured by dynamic light scattering. As for the release, the initial rapid release and after 2 hours, one more controlled release profile, as seen in the literature, which one can be explained by the diffusion of curcuminoids associated with a surface and pores of the NLS, followed them by erosion of the particle, combined with the diffusion of the encapsulated components. The topical formulation showed good spreadability and stability when it was subjected to mechanical stress test. In the preliminary test of stability of formulation 6 cycles of 48 hours, 24 hours and incubated at 40°C ± 2°C and 24 hours in the refrigerator 5°C ± 2°C, resulted on a homogeneous gel, presenting a bright -yellow color, with characteristic odor and showed no phase separation with 3000 rpm for 30 minutes and no significant change in pH. Permeation didn´t occur, only penetration in the epidermis/dermis which ones were exposed to the gel with free curcuminoids.

Final thoughts:

The topical formulation is stable and it can be used in further studies, "in vivo", for the treatment of inflammatory reactions as radiodermitis; the controlled release profile associated with the fact to form a barrier skin from the NLS, it can also improve skin hydration