Nanoemulsão de gelificação in situ contendo cloridrato de moxifloxacino e betametasona para uso tópico no pós-operatório de cirurgias oculares

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Brasília, 2021.Os procedimentos cirúrgicos oftálmicos podem gerar uma reação de infecção e inflamação no pós- operatório imediato, o que torna essencial o manejo com antibióticos e corticosteroides. Contudo, a baixa biodisponibilidade ocular de fármacos aplicados topicamente exige que haja uma aplicação frequente desses dois tipos de medicamentos, resultando em danos à córnea e em reações adversas. Assim, este estudo busca reduzir a frequência de aplicação de medicamentos e absorção sistêmica por meio do desenvolvimento, caracterização e avaliação de nanoemulsões de gelificação in situ contendo uma associação de dipropionato de betametasona (BET) e cloridrato de moxifloxacino (MOX), visando a uma alternativa terapêutica mais cômoda, segura e eficiente para o uso pós-operatório de cirurgias intraoculares. Foram desenvolvidos dois métodos analíticos, por cromatografia líquida de alta eficiência, capazes de quantificar os fármacos MOX e BET em meio aos possíveis interferentes da formulação e da córnea. A compatibilidade química entre os fármacos e excipientes da formulação foi demonstrada por análise térmica e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, que revelaram que a mistura dos componentes da formulação não promoveu degradação dos fármacos e nem dos demais excipientes. Foram desenvolvidas nanoemulsões de gelificação in situ contendo MOX e BET, por técnica de emulsificação espontânea seguida de ultrassonificação. A nanoemulsão de geleificação in situ apresentou tamanho de gotícula igual a 28,0 ± 0,1 nm (PDI = 0,11 ± 0,01), potencial zeta igual a -10,3 ± 0,1 mV, pH de 7,1 ± 0,1 e osmolaridade igual a 579,0 ± 9,4 mOsmol/kg, sendo que esses últimos parâmetros garantem a tolerabilidade ocular da formulação. Com auxílio de um reômetro oscilatório, foi avaliada a temperatura de transição solução-gel ou temperatura de gelificação e a viscosidade da nanoemulsão de gelificação in situ contendo MOX e BET. A temperatura avaliada foi ideal para gelificação na superfície ocular (32,0 ± 0,9 °C), apresentando-se no estado líquido quando armazenada à temperaturas mais baixas, podendo ser instilada no olho com precisão da dose, e quando em contato com a superfície ocular, essa formulação inicia seu processo de gelificação, aumentando assim a sua viscosidade, que permite liberação controlada dos fármacos e aumento do tempo de contato da formulação com a córnea. Ainda, as nanoemulsões obtidas foram avaliadas quanto à estabilidade, em que as formulações armazenadas em temperatura de 30° ± 2°C apresentaram sinais de instabilidade química a partir do 30o dia de armazenamento, enquanto as formulações acondicionadas em 5° ± 3°C se mantiveram estáveis ao longo dos 90 dias de análise. A liberação dos fármacos foi determinada in vitro durante um período de 2 h, utilizando uma membrana sintética de celulose acoplada a uma célula de difusão do tipo Franz. As formulações apresentaram um perfil controlado de liberação dos fármacos, exercendo um controle ainda mais prologado para o fármaco lipofílico (BET) do que para o MOX. Os ensaios de penetração ex vivo foram realizados em córnea de suínos, por um período de 1 h, em condições estáticas e simulando o fluxo lacrimal. Em condições estáticas, as formulações nanoemulsionadas aumentaram a penetração do MOX na córnea, contudo, reduziram a penetração do BET. No ensaio simulando o fluxo lacrimal, a penetração de MOX a partir da nanoemulsão diminuiu 8 vezes em comparação com o teste estático, mas ainda foi 2-3 vezes superior ao fornecido pelo controle, enquanto a penetração de BET na córnea foi mantida no nível do ensaio estático. Assim, a nanoemulsão de gelificação in situ associando BET e MOX aumentou a penetração do fármaco hidrofílico (MOX) na córnea e permitiu um maior tempo de residência do fármaco lipofílico (BET) em contato a superfície ocular, sugerindo ser alternativa terapêutica além de mais cômoda, mais eficiente para o uso no pós-operatório de cirurgias intraoculares.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).Ophthalmic surgical procedures can generate an infection and inflammation reaction in the immediate postoperative period, making management with antibiotics and corticosteroids essential. However, the low ocular bioavailability of topically applied drugs requires frequent application of these two types of formulations, resulting in damage to the cornea and adverse reactions. Thus, this study aims to reduce the frequency of drug application and systemic absorption through the development, characterization, and evaluation of in situ gelling nanoemulsions containing an association of betamethasone dipropionate (BET) and moxifloxacin hydrochloride (MOX), focusing on a more convenient, safe, and efficient therapeutic alternative for the postoperative use after intraocular surgeries. Two analytical methods by high-performance liquid chromatography, capable of quantifying the drugs MOX and BET among possible interferences in the formulation and the cornea, were developed. The chemical compatibility between drugs and formulation excipients was demonstrated by thermal analysis and Fourier transform infrared spectroscopy, which revealed that the mixture of formulation components did not cause degradation of drugs or other excipients. In situ gelling nanoemulsions containing MOX and BET were developed using spontaneous emulsification followed by ultrasonication. The in situ-gelling nanoemulsion had a droplet size equal to 28.0 ± 0.1 nm (PDI = 0.11 ± 0.01), zeta potential equal to - 10.3 ± 0.1 mV, pH = 7.1 ± 0.1, and osmolarity equal to 579.0 ± 9.4 mOsmol/kg, in which these last parameters guarantee ocular tolerability of the formulation. With the aid of an oscillating rheometer, the solution-gel transition temperature or gelation temperature and the viscosity of the in situ-gelling nanoemulsion containing MOX and BET were evaluated. The temperature evaluated was ideal for gelling on the ocular surface (32.0 ± 0.9 °C), appearing in a liquid state when stored at lower temperatures, which can be instilled in the eye with dose precision, and when in contact with the ocular surface, this formulation starts its gelling process, thus increasing its viscosity, which allows controlled release of drugs and increased contact time of the formulation with the cornea. Still, the nanoemulsions obtained were evaluated for stability, in which the formulations stored at a temperature of 30° ± 2°C showed signs of chemical instability from the 30th day of storage, while the formulations stored at 5° ± 3°C remained stable over the 90 days of analysis. Drug release was determined in vitro over 2 h, using a synthetic cellulose membrane coupled to a Franz-type diffusion cell. The formulations presented a controlled drug release profile, exerting an even longer control for the lipophilic drug (BET) than the MOX. The ex vivo penetration tests were carried out on porcine corneas, for 1 h, under static conditions and simulating tear flow. Under static conditions, nanoemulsified formulations increased MOX penetration in the cornea; however, they reduced BET penetration. In the test simulating tear flow, MOX penetration from the nanoemulsion decreased 8-fold compared to the static test but was still 2-3 times higher than that provided by the control, while BET penetration into the cornea was maintained at the level of the static testing. Thus, the in situ-gelling nanoemulsion combining BET and MOX increased the penetration of the hydrophilic drug (MOX) in the cornea and allowed a longer residence time of the lipophilic drug (BET) in contact with the ocular surface, suggesting that it is a therapeutic alternative in addition to being more comfortable and more efficient for use in the postoperative period of intraocular surgeries