Nanopartículas poliméricas contendo idebenona a partir da alquilação da galactomanana

Orientador: Prof. Dr. Rilton Alves de FreitasDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas. Defesa : Curitiba, 30/04/2020Inclui referênciasResumo: A Idebenona é antioxidante análogo da coenzima Q10 (Ubiquinona), presente na cadeia de transporte de elétrons. Um grande desafio que se encontra no uso de tal fármaco é a sua baixa estabilidade em condições de prateleira, além de alta hidrofobicidade e potencial irritante. Assim, propõe-se o seu encapsulamento, a fim de facilitar sua aplicação e armazenamento. Para tal, sugeriu-se a criação de um sistema polimérico capaz de criar ambientes hidrofóbicos com os quais a idebenona possa interagir. Para a confecção deste sistema, optou-se pelo polímero natural goma guar, devido a seu baixo custo e facilidade de obtenção. Após a purificação, a modificação foi iniciada com a oxidação da goma com o reagente sistema TEMPO/NaClO em pH 9,3, a 3 ºC com purga de N2; e posterior alquilação utilizando dodecilamina e cianoborohidreto de sódio em pH 5,0 a 25 ºC. As reações foram otimizadas a fim de se determinar a melhor condição oxidativa para a geração de aldeídos que reajam pela via de aminação redutiva com a dodecilamina. Após a alquilação da galactomanana espera-se que as cadeias carbônicas da dodecilamina interajam entre si criando uma espécie de micela polimérica capaz de encapsular a idebenona. Após tal reação, a galactomanana oxidada (OX) e alquilada (ALQ) foram caracterizadas por FTIR e RMN, respectivamente, onde confirmou-se a ocorrência de reação pelo aumento da intensidade da banda a 1730cm-1 por FTIR e deslocamento do assinalamento do H-6 da manose livre por RMN. A capacidade surfactante da galactomanana alquilada foi comprovada por tensiometria, onde observou-se declínio da tensão superficial da solução a 1 mg mL-1 de aproximadamente 30 mN.m-1 quando comparada à água pura. Utilizou-se também uma sonda fluorescente de pireno na determinação do ponto de saturação do polímero de ALQ, ou seja, a concentração mínima necessária para que a galactomanana formasse partículas auto associadas, sendo determinada tal concentração em aproximadamente 0,5 mg.ml-1. Diferentes técnicas de encapsulação também foram testadas, bem como o tempo de sonicação das partículas e a proporção de fármaco:polímero a fim de se alcançar a maior encapsulação possível. Assim, para o encapsulamento da idebenona foram utilizadas soluções a 1 mg mL-1 de galactomanana alquilada com proporção fármaco:polímero de 0,5:1, pela técnica de reidratação de filme e 30 segundos de sonicação. Foram obtidas partículas de aproximadamente 50nm capazes de encapsular até 90% de idebenona em relação à quantidade de polímero utilizado. Com relação à estabilidade as mesmas foram capazes de conservar as capacidades antioxidantes da idebenona por até 4 semanas quando exposta à temperatura ambiente ou refrigeração. Assim, pode-se dizer que o polímero alquilado foi capaz de cumprir com seu objetivo, produzindo partículas capazes de viabilizar o uso da idebenona em futuras aplicações em formulações cosméticas. Palavras-chave: Aminação Redutiva, Idebenona, Galactomanana.Abstract: Idebenone is an antioxidant analogous of coenzyme Q10 (Ubiquinone), present in the electron transport chain. A major challenge that lies in the use of such a drug is its low stability in shelf conditions, in addition to high hydrophobicity and irritating potential. Thus, it is proposed its encapsulation, in order to facilitate its application and storage. To this end, it was suggested the creation of a polymeric system capable of creating hydrophobic environments that can interact with idebenone. For the manufacture of this system, we opted for the natural polymer guar gum, due to its low cost and ease of obtaining. After purification, the modification was initiated with the oxidation of the gum with the TEMPO/NaClO system reagent at pH 9.3, at 3 ºC with N2 purging; and subsequent alkylation using dodecylamine and sodium cyanoborohyride at pH 5.0 to 25 ºC. The reactions were optimized in order to determine the best oxidative condition for the generation of aldehydes that react by reductive amination with dodecylamine. After alkylation of galactomannan, the carbon chains of dodecylamine are expected to interact, creating a kind of polymeric environment capable to encapsulate idebenone. After this reaction, oxidized (OX) and alkylated (ALQ) galactomannans were characterized by FTIR and NMR, respectively, where the occurrence of reaction was confirmed by increasing band intensity at 1730cm-1 by FTIR and displacement of H-6 signaling of free mannose by NMR. The surfactant capacity of alkylated galactomanan was proved by tensiometry, where a reduction in the surface tension of the solution of 1 mg mL-1 was of approximately 30 mN.m-1, when compared to pure water. A pyrene fluorescent probe was also used to determine the saturation point of the ALQ polymer, i.e., the minimum concentration required for galactomannan to form self-associated particles, and this concentration was determined at approximately 0.5 mg.ml-1. Different encapsulation techniques were also tested, as well as the sonication time of the particles and the proportion of drug:polymer in order to achieve the highest possible encapsulation. Thus, solutions at 1 mg mL-1 of alkylated galactomannan with a drug:polymer ratio of 0.5:1 were used for idebenone encapsulation, using film rehydration technique and 30 seconds of sonication. Particles of approximately 50nm capable of encapsulating up to 90% of idebenone in relation to the amount of polymer used were obtained. Regarding stability, they were able to conserve the antioxidant capacities of idebenone for up to 4 weeks when exposed to room temperature or refrigeration. Thus, it can be said that the alkylated polymer was able to fulfill its objective, producing particles of idebenone enabling future applications in cosmetic formulations. Keywords: Reductive Amination, Idebenone, Galactomannan