Preparation and characterization of the micro and nanoparticles with streptomycin

Orientador: Nelson Eduardo Duran CaballeroDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de QuimicaResumo: O projeto consistiu na preparação e caracterização de sistemas de liberação sustentada veiculando a estreptomicina, um agente antimicobacteriano. A estreptomicina (STM) foi encapsulada em micropartículas poliméricas preparadas a partir do polímero biodegradável poli(e-caprolactona) (PCL) e do copolímero biodegradável poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) (PHBV), pela técnica de emulsificação seguida da evaporação do solvente. Estas partículas foram caracterizadas quanto ao diâmetro médio e distribuição de tamanho, morfologia, Potencial Zeta e eficiência de encapsulamento. Micropartículas de PCL e PHBV foram obtidas pelo método de dupla emulsão e evaporação de solvente com diferentes morfologias, sendo que as partículas de PCL apresentaram superfície mais lisa do que as de PHBV. Além disto, a adição do co-solvente acetona na fase orgânica, provocou a formação de micropartículas de PHBV maiores e mais porosas. Alterações em parâmetros da preparação como, aumento da concentração do tensoativo, evaporação de solvente a baixa pressão e uso de polímero com menor massa molar foram fatores que reduziram do diâmetro das partículas. A eficiência de encapsulamento nas micropartículas de PHBV, medida por eletroforese capilar, foi de 43 ± 4 %. No ensaio biológico in vitro em células V- 79 (células de fibroblastos de pulmão derivadas de hamsters chineses), hepatócitos e Vero (células do rim de macaco) foi verificada baixa toxicidade do antibiótico estreptomicina nos alvos celulares avaliados (captura do corante vermelho neutro, conteúdo de ácidos nucléicos e redução do corante metiltiazoletetrazolium). Entretanto, as micropartículas de PHBV com e sem fármaco apresentaram alteração no lisossoma, que pode ter sido causada pela presença de PVA na superfície das partículas. A atividade antimicrobiana da estreptomicina livre e encapsulada frente à Escherichia coli foi verificada, obtendo menor eficiência do fármaco encapsulado em relação ao fármaco livre. Entretanto, nos testes frente à Streptococcus lentus, foi verificada maior eficiência quando o fármaco estava encapsulado.Abstract: This research was related to the preparation and characterization of a sustained release system with streptomycin, an antimycobacterial agent. The streptomycin (STM) was encapsulated in polymeric micro and nanopartículas from the biodegradable polymers, poli(e-caprolactona) (PCL) and of the biodegradable copolymers, poli(3-hydroxybutirate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV), by double emulsion and solvent evaporation method. These particles were characterized in function of the size and size distribution, morphology, Potential Zeta and encapsulation efficiency. PCL and PHBV microparticles that were obtained by described methods, PCL presented surface smoother than the PHBV microparticles. Moreover, the addiction of the co-solvent acetone in the organic phase provoked the formation of PHBV microparticles larger and more porous than in PCL. Alterations in preparation parameters such as increase of the surfactant concentration, solvent evaporation in low pressure and a decrease molar mass were factors that reduced the particle sizes. The encapsulation efficiency in microparticles of PHBV, measured by capillary electrophoresis, it was 43 ± 4.4%. In the in vitro biological assay in V-79 cells (permanent lung fibroblasts cell line derived from Chinese hamsters), hepatocytes and Vero cells (from monkey kidney) was verified low toxicity of the streptomycin in the endpoints targets (neutral red uptake, nucleic acid content and tetrazolium reduction). However, microparticles of PHBV with and without drug demonstrated an alteration in the lysosome that it could have been caused by the presence of poly vinylic alcohol (PVA) in the particles surfaces. The antimicrobial activity of free and encapsulated streptomycin against Escherichia coli was demonstrated. A smaller efficiency of encapsulated drug than the free one was found. However, in the tests against Streptococcus lentus was verified larger efficiency of the free drug than the encapsulated one.MestradoFísico-QuímicaMestre em Químic