Development and characterization of mucoadhesive liposomes for ocular drug delivery

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, 2015.Atualmente, o tratamento de infecções oculares fúngicas como a ceratite fúngica envolve a administração de drogas potentes pelas vias oral, intravenosa e intraocular – gerando grande desconforto ao paciente, já debilitado. A biodisponibilidade após a administração ocular tópica de fármacos é muito baixa em função de mecanismos anatômicos, fisiológicos e bioquímicos, que chegam a reduzir a absorção destes compostos em até 90%. Desta maneira, a proposta deste trabalho foi a de desenvolver um sistema de liberação em escala nanométrica. O sistema é composto por lipossomas de voriconazol (VOR) em fosfatidilcolina, encapsulados por quitosana – polímero de origem natural com propriedades mucoadesivas. Lipossomas com 7,2 mM de fármaco foram encapsulados em solução de quitosana 0,5%, gerando partículas com diâmetro aproximado de 140 nm. A interação com a camada mucosa da córnea foi avaliada por ensaio de permeação em córnea suína, utilizando células de difusão do tipo Franz modificadas, tendo lipossomas de VOR sem quitosana e o fármaco em solução como controle. Após 30 minutos, 37,50 ± 4,80; 33,75 ± 3,70 e 20,41 ± 2,94 μg de VOR foram recuperados das córneas tratadas com lipossomas sem e com quitosana e do fármaco em solução, respectivamente. Além disso, os ensaios de liberação mostraram que a encapsulação por quitosana não impede a liberação do fármaco para o meio. A atividade antifúngica in vitro, avaliada frente ao crescimento de Candidaglabrata, demonstrou que o fungo se me mostrou susceptível às formulações em diluições condizentes com a literatura, entre 0,13 e 0,26 μg/mL. A permeação e liberação do fármaco de forma ativa também foi testada, associando a administração das formulações preparadas com a técnica de iontoforese. Verificou-se que, apesar de reduzir a capacidade de permeação, a capacidade de retenção fármaco em córnea não apresentou diferença significativa nas condições testadas. De modo geral, o trabalho mostrou que a incorporação de VOR em lipossomas, revestidos ou não por quitosana, se mostrou promissora para o tratamento doenças oculares fúngicas. Acredita-se que a aplicação tópica destes sistemas poderia ser tornar uma alternativa para um tratamento menos agressivo e mais eficiente e confortável para o paciente.Nowadays, ocular fungal infections treatment, for diseases such as fungal keratitis, involves the administration of highly potent drugs orally, intravenously or even intraocularly – routes extremely uncomfortable for the patient, already suffering from its illness. Bioavailability of topical delivered drugs in the eye is very low due to several defense mechanisms of the eye itself, with an estimated precorneal drug loss of over 90%. Thus, this project aim was to develop a delivery system in nanometric scale, suitable for voriconazole (VOR) delivery in the cornea, as a way to topically treat fungal keratitis. This delivery system consists of VOR-loaded phosphatidylcholine liposomes encapsulated by chitosan. The liposomes with 7.2 mM of VOR were coated by a 0.5% chitosan solution, originating particles with average size of 140 nm. In order to assess the formulation’s power to deliver the drug into the cornea, permeation studies with porcine cornea using Franz diffusion cells were performed. Permeation studies were performed comparing chitosan coated and uncoated VOR liposomes as well as VOR solution as a control. After 30 minutes of permeation, 37.50 ± 4.80; 33.75 ± 3.70 and 20.41 ± 2.94 μg of VOR were recovered from the corneas treated with the uncoated liposome, chitosan coated liposome and VOR solution, respectively. Drug release trough synthetic membranes assays revealed no interference of the chitosan coating on VOR’s release from the formulation to the media. Fungal activity was assessed with Candida glabrata strains and also demonstrated no interference on the drug’s fungal activity, with minimum inhibitory concentration between 0.13 and 0.26 µg/mL – matching literature values for the drug. Permeation and drug release from formulation was also assessed using an active permeation technique, the iontophoresis. It was demonstrated that, although permeation was less pronounced with iontophoresis, drug recovery wasn’t affected, in the conditions in which the tests were performed. This work demonstrated that VOR entrapment in liposomes with or without chitosan coating seems to be promising technique for topical ocular drug delivery, what could improve drug’s efficiency and patient’s comfort and compliance along ocular fungal infections treatment