Development of polymeric nanocapsules as a carrier system for modified release of local anesthetic benzocaine

Orientador: Leonardo Fernandes FracetoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Insituto de BiologiaResumo: Nanocarreadores são dispositivos nanométricos que podem ser compostos de diferentes materiais biodegradáveis naturais ou sintéticos e até mesmo compostos organometálicos. As nanopartículas poliméricas são sistemas carreadores de fármacos e outras moléculas ativas que apresentam tamanho compreendido entre 10 e 1000 nm. O termo nanopartículas é amplo e refere-se principalmente a dois tipos de estruturas, nanoesferas (matriciais) e nanocápsulas (vesiculares). As principais características desejáveis para um anestésico local incluem longa duração de ação e diminuição da toxicidade sistêmica. Uma alternativa que tem se mostrado capaz de promover estes efeitos desejáveis é a liberação modificada de fármacos através da veiculação destes em sistemas carreadores. O desenvolvimento de novas formulações contendo nanopartículas poliméricas para liberação de fármacos envolve o preparo, caracterização físico-química, avaliação da estabilidade, determinação do perfil de liberação do fármaco carreado e avaliação da toxicidade, sendo esta a proposta desse trabalho. Na primeira etapa foram desenvolvidas três formulações de nanocápsulas contendo benzocaína preparadas com polímeros diferentes, sendo estas caracterizadas e comparadas suas atividades anestésicas e citotoxicidade. Na segunda etapa foi avaliada a influência da composição do núcleo oleoso das nanocápsulas na estabilidade físico-química, eficiência de associação de benzocaína e perfil de liberação da mesma. Na terceira etapa deste trabalho, foi realizado um planejamento experimental para escolha de parâmetros de preparo de nanocápsulas contendo benzocaína. Neste planejamento experimental estudou-se a influência de alguns fatores como: a concentração de polímero, de óleo e de tensoativos da fase orgânica e aquosa nas propriedades das nanocápsulas. Foram obtidas nanocápsulas de diâmetro compreendido entre 100 e 300 nm, índice de polidispersão abaixo de 0,2 e potencial zeta menor que -30 mV. Propriedades físico-químicas das nanocápsulas poliméricas foram avaliadas em função do tempo, a fim de determinar a estabilidade das formulações. Nenhuma das formulações estudadas apresentou grandes alterações nas propriedades em função do tempo, sendo consideradas estáveis em um período de até 120 dias de armazenamento em temperatura ambiente. Os resultados obtidos mostraram que foi possível preparar sistemas carreadores para o anestésico local benzocaína sendo, desta forma, obtidos bons sistemas carreadores com modificação no perfil de liberação da benzocaína, melhora da atividade anestésica local e diminuição da citotoxicidade, desta forma sendo uma alternativa para o tratamento da dorAbstract: Nanocarriers are nanoscale devices that can be composed of different natural or synthetic biodegradable materials and even organometallics. Nanoparticles are polymeric carrier systems for drugs and other active molecules that have a size between 10 and 1000 nm. The term nanoparticle is broad and refers mainly to two types of structures, nanospheres (matrix) and nanocapsules (vesicular). The main characteristics for a local anesthetic include long duration of action and decreased systemic toxicity. One alternative that has been shown to promote these desirable effects is the modified release drug delivery through the placement of these systems in carriers. The development of new formulations containing polymeric nanoparticles for drug delivery involves the preparation, physicochemical characterization, stability evaluation, determination of drug release profile of the drug carried and evaluation of toxicity, which is the purpose of this study. In the first stage were developed three formulations of nanocapsules containing benzocaine prepared with different polymers which were characterized and compared its anesthetic activity and cytotoxicity. In the second stage we evaluated the influence of the composition of the oily core of nanocapsules in physical and chemical stability, efficiency of association of benzocaine and release profile of the same. In the third stage of this study was an experimental design to choice of parameters for the preparation of nanocapsules containing benzocaine. In this experimental design studied the influence of some factors such as a polymer concentration, oil and surfactant in organic and aqueous phase on properties of nanocapsules. They were obtained of diameter between 100 and 300 nm, polydispersity below 0.2 and zeta potential less than -30 mV. Physical-chemical properties of polymeric nanocapsules were evaluated in function of time in order to determine the stability of the formulations. None of the formulations showed significant changes in properties as a function of time and is considered stable in a period of 120 days of storage at room temperature. The results showed that it was possible to prepare carrier systems for the local anesthetic benzocaine is thus obtained with good carrier systems change in release profile of benzocaine, improvement of local anesthetic activity and decreased cytotoxicity, thus being an alternative to treatment of painMestradoBioquimicaMestre em Biologia Funcional e Molecula