Chitosan hydrogel containing capsaicinoids-loaded nanocapsules : production, characterization, dermal microdialysis and pharmacodynamic assessment in animal model of peripheral neuropathic pain

A dor neuropática periférica (DNP) é uma doença complexa, cujo tratamento com creme comercial contendo capsaicinóides (capsaicina – CAPS e dihidrocapsaicina – D-CAPS) é pouco efetivo e causa efeitos adversos significativos, como dor em queimação e eritema. Nos últimos anos as nanocápsulas poliméricas (NC) têm sido estudadas para melhorar o efeito terapêutico de fármacos e reduzir seus efeitos adversos. O objetivo deste estudo foi produzir e caracterizar hidrogéis de quitosana contendo capsaicinóides nanoencapsulados (HQNCCaps); comparar seu efeito terapêutico com hidrogéis de quitosana contendo capsaicinóides dissolvidos em solução etanólica (HQETCaps) e com creme comercial de referência no mercado farmacêutico, frente a hiperalgesia térmica e alodínia mecânica em camundongos suiços modelo de DNP; e, avaliar o perfil de concentração livre dos capsaicinóides na derme de ratos Wistar, local de grande concentração de nociceptores, utilizando a técnica de microdiálise dérmica, quando aplicado a partir das formulações HQNCCaps, HQETCaps e Creme comercial. As suspensões de nanocápsulas foram produzidas por meio da técnica de deposição interfacial do polímero pré-formado. As suspensões apresentaram tamanho médio de partícula homogêneo (156 ± 6 nm), com baixo índice de polidispersão (0,08), potencial zeta positivo (11,2 ± 3,5 mV), pH levemente ácido (6,1 ± 0,1) e alta eficiência de encapsulação da CAPS e da D-CAPS (≅100%), considerando a concentração de 1,3 mg/mL de capsaicinóides na fomulação (0,78 mg/mL de CAPS e 0,39 mg/mL de D-CAPS). O HQNCCaps produzido com estas suspensões mostrou concentração próxima a do HQETCaps e do creme comercial (1,16 mg/g; 1,17 mg/g e 1,19 mg/g, respectivamente), apresentando estruturas nanométricas em sua composição, pH levemente ácido (4,73 ± 0,08), valor de consistência de 20,38 Pa.sn, característica de sistema não-newtoniano, com índice de fluxo de 0,70 e comportamento pseudoplástico, modelado matematicamente segundo equação de Ostwald, mostrando características adequadas para aplicação via tópica. A avaliação terapêutica foi dividida em protocolo 1 e 2. No protocolo 1 avaliou-se o efeito terapêutico no tempo 1h 3h, 6h, 24h 48h e 96h após o início do tratamento dos camundongos (modelo de DNP), analisando o efeito antinociceptivo das formulações ao aplicar 50mg de formulação/dia na superfície plantar da pata dos animais, cuja neuropatia foi induzida através da ligação parcial do nervo ciático. No protocolo 2, avaliou-se a manutenção do efeito terapêutico após a interrupção do tratamento dos animais. No protocolo farmacodinâmico 1, o HQNCCaps foi a única formulação que apresentou efeito antialodínico e antihiperalgésico 6h após o início do tratamento dos animais e manteve esta ação até 96h. O HQETCaps e o creme comercial apresentaram efeito antihiperalgésico apenas em 48h e 96h após o início do tratamento; e o efeito antialodínico para o creme comercial ocorreu após 48h do início do tratamento e em 96h para o HQETCaps. No protocolo 2, o HQNCCaps e o creme comercial mantiveram sua atividade antinociceptiva frente a hiperalgesia térmica por 6 dias após a interrupção do tratamento. Já frente a alodínia, o efeito antinociceptivo foi mantido 48h após a interrrupção do tratamento apenas para o HQNCCaps, enquanto que o creme comercial não mostrou manutenção deste efeito antinociceptivo. Os experimentos de microdiálise dérrmica realizados após a aplicação de 50mg de cada formulação/cm2 de pele na região abdominal dos ratos Wistar, durante 12h, revelaram um aumento de 1,6 a concentração de CAPS, D-CAPS e soma de capsaicinoides livre quando o fármaco é administrado a partir da formulação HQNCCaps e comparado com a formulação HQETCaps e creme comercial, respectivamente, resultados que podem estar relacionados com o melhor efeito terapêutico da formulação HQNCCaps. Conclui-se que o HQNCCaps se mostra como uma potencial formulação para melhorar o tratamento da DNP.The peripheral neuropathic pain (PNP) is a complex disease, being the treatment with creams containing capsaicinoids (capsaicin – CAPS and dihydrocapsaicin – D-CAPS) low effective and causing several side effects, as burning pain and erythema. In the last years polymeric nanocapsules (NC) has been studied for improving the therapeutic effect of drugs and reducing the side effects. This study aimed to produce and characterize chitosan hydrogel containing nanocapsules loaded capsaicinoids (CHNCCaps); comparing their therapeutic effect with that of chitosan hydrogel containing capsaicinoids dispersed in a hydroalcoholic solution (CHETCaps) and commercial cream (Cream) used as reference in pharmaceutical market, assessing the thermal hyperalgesia and mechanical allodynia in swiss mice model of PNP; and assessment the free concentration capsaicinoids using dermal microdialysis in Wistar rats, site of high concentration of nociceptors, when administered by CHNCCaps, CHETCaps and Cream. The nanocapsule suspensions showed average particle size reduced and homogeneous (156 ± 6 nm), with low polydispersity index (0.08), indicating unimodal size distribution, positive zeta potential (11.2 ± 3.5 mV), slightly acid pH (6.1 ± 0.1) and high encapsulation efficiency of capsaicinoids (near 100%), considering the concentration 1.3 mg/mL of capsaicinoids in formulation. The hydrogel produced with suspensions showed capsaicinoids concentration near of commercial cream (1.16 and 1.17 mg/g, respectively) and the structure of nanocapsules was not affected by their incorporation in the hydrogel. The pH value was slightly acid (4.73 ± 0.08), the consistency value was 20,38 Pa.sn, typical of a non-Newtonian system, with 0.70 flow index denoting pseudoplastic behavior mathematically modeled follow Ostwald equation, showing characteristics suitable for topical application. The therapeutic assessment was divided into protocol 1 and 2. In protocol 1 the therapeutic effect was evaluated 1h 3h, 6h, 24h 48h e 96h after the beginning of treatment (DNP model), analyzing the antinociceptive effect of formulations when administrated 50mg formulation / day to the plantar surface of the left foot of each mice whose neuropathy was induced by partial sciatic ligation model. In protocol 2, the maintenance of the therapeutic effect after the treatment interruption was evaluated. In pharmacodynamic protocol 1, the CHNCCaps was the only formulation that showed antiallodynic and antihyperalgesic effects 6h after the beginning of treatment, maintaining these effects until 96h. The CHETCaps and the commercial cream showed antihyperalgesic effect only in 48h and 96h after the beginning of treatment; the anti-allodynic effect for the commercial cream occurred after 48 hours from the beginning of treatment and at 96 hours for CHETCaps. In protocol 2, the CHNCCaps and the commercial cream maintained the antinociceptive activity for 6 days after the treatment interruption. For allodynia, the antinociceptive effect was maintained 48h after interruption of treatment only for CHNCCaps, whereas the commercial cream did not maintain the antinociceptive effect. The microdialysis experiments performed after the application 50mg each formulation/cm2 on abdominal skin of rats, for 12 h, showed an increase of 1.6 folds free CAPS, D-CAPS and capsaicinoid sum when this substance was administered from HQNCCaps formulation and compared with HQETCaps formulation and commercial cream, respectively. These results may be related with the best therapeutic effect of the formulation HQNCCaps. We conclude that HQNCCaps is a promising formulation for treatment of PNP