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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO

CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS

SISTEMAS DE VETORIZAÇÃO DO BENZNIDAZOL PARA O TRATAMENTO

DA DOENÇA DE CHAGAS

JOSÉ LAMARTINE SOARES SOBRINHO

RECIFE – PE

2009

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JOSÉ LAMARTINE SOARES SOBRINHO

Tese apresentada para a obtenção do grau de Doutor no

Programa de Pós-Graduação em Ciências

Farmacêuticas da Universidade Federal de Pernambuco.

Orientador: Prof. Dr. Pedro José Rolim Neto.

RECIFE – PE

2009

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Soares Sobrinho, José Lamartine Sistemas de vetorização do benznidazol para o

tratamento da doença de Chagas / José LamartineSoares Sobrinho. – Recife : O Autor, 2009.

xi, 174 folhas ; il., fig., tab.

Tese (doutorado) – Universidade Federal de Pernambuco. CCS. Ciências Farmacêuticas, 2009.

Inclui bibliografia e anexos.

1. Benznidazol - Solubilidade. 2. Doença de Chagas. I. Título. 615.011 CDU (2.ed.) UFPE 615.4 CDD (22.ed.) CCS2009-142

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TESE DE DOUTORADO



BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Pedro José Rolim Neto (Examinador Interno - Presidente)

Prof. Dr. Ednaldo de Lima Queiroga (Examinador Externo)

Prof. Dr. Lívio César Cunha Nunes (Examinador Externo)

Prof. Dr. Adriano Antunes S. Araújo (Examinador Externo)

Profa. Dra. Ana Cristina Lima Leite (Examinador interno)

Profa. Dra. Miracy Muniz de Albuquerque (Examinador Interno)

Prof. Dr. José de Arimatéia Dantas Lopes (Examinador Externo)

RECIFE - PE

2009

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REITOR

Prof. Dr. Amaro Henrique Pessoa Lins

VICE-REITOR

Prof. Dr. Dr. Gilson Edmar Gonçalves e Silva

PRÓ-REITOR PARA ASSUNTOS DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO

Prof. Dr. Anísio Brasileiro de Freitas Dourado

DIRETOR DO CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE

Prof. Dr. José Thadeu Pinheiro

VICE-DIRETOR DO CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE

Prof. Dr. Márcio Antônio de Andrade Coelho Gueiros

CHEFE DO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS

Prof. Dr. Dalci Brondani

VICE-CHEFE DO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS

Prof. Dr. Antonio Rodolfo de Faria

COORDENADOR DO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS

FARMACÊUTICAS

Prof. Dr. Pedro José Rolim Neto

VICE-COORDENADORA DO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM

CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS

Profª. Drª. Beate Saegesser Santos

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“Há aqueles que lutam um dia; e por isso são bons;

Há aqueles que lutam muitos dias; e por isso são muito bons;

Há aqueles que lutam anos; e são melhores ainda;

Porém há aqueles que lutam toda a vida;

Esses são os imprescindíveis”

(Bertold Bretch)

viii

Dedico essa tese a todos que de diferentes maneiras deram força para isso acontecer, em

especial a Monica Soares presente e atuante nas horas difíceis.

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AGRADECIMENTOS

Ao meu orientador, Prof. Dr. PEDRO ROLIM pelos seus ensinamentos que foram

fundamentais para a realização do trabalho e por sua amizade.

Ao Prof. Dr. JUAN TORRES-LABANDEIRA pela colaboração e orientação

desprendidos em minha estada em seu laboratório e a todos da UNIVERSIDADE DE

SANTIAGO DE COMPOSTELA (Santiago de Compostela – Espanha) pela ajuda e

atenção dedicada.

A minha equipe de trabalho ADLEY ANTONINI NEVES DE LIMA, ROBERTO

ANTÔNIO CAVADINHA CORRÊA JUNIOR, MAGALY ANDREZA MARQUES

DE LYRA, JECKSON LUIZ DA SILVA e DANILO AUGUSTO FERREIRA

FONTES por toda a ciência compartilhada e a amizade construída.

Aos colegas e amigos do LABORATÓRIO DE TECNOLOGIA DOS

MEDICAMENTOS (LTM) pela forte contribuição sempre prestada.

Aos muitos amigos que entendem o que é fazer uma tese (amigos cientistas) e também a

aqueles que acham isso coisa de outro planeta, mas sempre acham bonito e apóiam.

x

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO................................................................................................................. 112 OBJETIVOS...................................................................................................................... 13

2.1 Objetivo Geral ............................................................................................................ 132.2 Objetivos Específicos ................................................................................................. 13

Capítulo I.......................................................................................................................... 143 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.......................................................................................... 14

3.1 Artigo I - Doença de Chagas: Cem anos de descoberta ............................................. 153.2 Artigo II - Alternativas Tecnológicas para o incremento de solubilidade de Fármacos pouco solúveis .................................................................................................................. 353.3 Artigo III - Ferramentas Analíticas Aplicadas a Caracterização de Complexos de Inclusão Fármaco-Ciclodextrina....................................................................................... 55

Capítulo II ........................................................................................................................ 774 CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DO BENZNIDAZOL POR MEIO DE DIFERENTES TÉCNICAS ANALÍTICAS......................................................................... 77

4.1 Artigo IV - Caracterização Físico-Química do Tripanomicida Benznidazol para o Desenvolvimento de Medicamentos................................................................................. 784.2 Artigo V - Benznidazole............................................................................................. 924.3 Artigo VI - Desenvolvimento do Método Analítico de Dissolução de Benznidazol . 92

Capítulo III .................................................................................................................... 1065 OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE DISPERSÕES SÓLIDAS À BASE DE BENZNIDAZOL................................................................................................................ 106

5.1 Artigo VII - Dispersões Sólidas do Tripanocida Benznidazol Utilizando Polímeros Hidrofílicos..................................................................................................................... 107

Capítulo IV .................................................................................................................... 1226 OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO in vitro e in vivo DE COMPLEXOS DE INCLUSÃO (FÁRMACO-CILCODEXTRINAS) À BASE DE BENZNIDAZOL.......... 122

6.1 Artigo VIII - Complexos de Inclusão no Estado Sólido Benznidazol- Ciclodextrinas Modificadas: Obtenção e Caracterização ....................................................................... 123

Capítulo V ...................................................................................................................... 1487 OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE SISTEMAS MULTICOMPONENTES (FÁRMACO-CICLODEXTRINAS-POLÍMERO) À BASE DE BENZNIDAZOL ......... 148

7.1 Artigo IX. Sistemas multicomponentes para o incremento da velocidade de dissolução do benznidazol .............................................................................................. 149

8 CONCLUSÕES............................................................................................................... 1719 PERSPECTIVAS ............................................................................................................ 17110 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................... 173

xi

RESUMO

A melhoria da solubilidade de compostos fracamente solúveis é um objetivo

perseguido para os pesquisadores da química medicinal, porém mesmo havendo tal

preocupação, a grande maioria dos compostos que demonstram atividade biológica

possuem um entrave biofarmacêutico importante, a baixa solubilidade aquosa. A tecnologia

farmacêutica por meio de sistemas como dispersões sólidas e a obtenção de complexos de

inclusão utilizando ciclodextrinas surge como ferramenta útil no aumento de solubilidade

de fármacos de baixa lipofílicos. Diante do exposto o objetivo deste trabalho foi a obtenção

e caracterização do benznidazol, dispersões sólidas, de complexos de inclusão e

multicomponentes no estado sólido visando o incremento da velocidade de dissolução do

fármaco. Foram utilizados polímeros hidrofílicos, ciclodextrinas naturais (alfa, beta e

gama) além de derivados da beta ciclodextrina tais como metilada e éter sulfobutílico.

Malaxagem, rotaevaporação e liofilização foram os métodos utilizados na obtenção dos

sistemas. Na caracterização foram utilizadas as ferramentas de IV, Raman, DSC, MEV,

Raios-X e perfil de dissolução. Os sistemas obtidos (dispersões sólidas, complexos de

inclusão e multicomponentes) no estado sólido apresentaram, via de regra, bom incremento

de velocidade de dissolução frente ao BNZ isolado, fato confirmado nos cálculos da

eficiência de dissolução, com destaque para os compostos obtidos pelos processos de

rotaevaporação e liofilização. Pode-se concluir que a utilização da tecnologia farmacêutica

para a obtenção desses sistemas com o BNZ é uma alternativa promissora para uma forma

farmacêutica mais segura e eficaz para o combate a doença de Chagas.

Palavras-chaves: Solubilidade, Doença de Chagas, Ciclodextrinas.

xii

ABSTRACT

The drugs more soluble is an objective pursued for the researchers of medicinal

chemistry, however exactly having such concern, the great majority of the drugs that

demonstrated biological activity had an important biopharmaceutic impediment, low the

water solubility. The pharmaceutical technology by means of systems as solid dispersions

and the inclusion complexes systems using cyclodextrins appear as useful tool in the

controlled release of drugs of low solubility. The objective this work it was the attainment

and characterization of benznidazole, solid dispersions, inclusion complexes and

multicomponents systems in the solid state aiming at the increase of the dissolution rate of

the drug. Hydrophilic polymers, cyclodextrins ( , , ) had been used beyond derivatives of

the -cyclodextrins: randomly methylated -CD (RM CD) and sulfobutil ether -CD

(SB CD). Kneading, evaporated and freeze-drying had been different techniques used in

the attainment of the systems. In the characterization had been used tools of IR, Raman,

DSC, SEM, R-X and dissolution profile. The systems gotten (solid dispersions, inclusion

complex and multicomponents) in the solid state had presented usually good rate

dissolution front to the isolated BNZ, fact confirmed in the calculations of dissolution

efficiency, with prominence for composites gotten for the evaporated and freeze-drying

techniques. It can be concluded that the use of the pharmaceutical technology for the

attainment of these systems with the BNZ is a promising alternative for a pharmaceutical

form more efficient insurance and for the combat the Chagas disease.

Keywords: Solubility, Chagas disease, Cyclodextrins.

11

Soares-Sobrinho, J. L. Sistemas de Vetorização do Benznidazol para o tratamento da Doença de Chagas.

1 INTRODUÇÃO

Desde a descoberta da doença em 1909, por Carlos Chagas, inúmeros agentes

quimioterápicos já foram e estão sendo testados por cientistas de todo o mundo, estes têm

trabalhado no desenvolvimento de novas alternativas terapêuticas para o tratamento desta

doença e na descoberta de novos alvos bioquímicos ao desenvolvimento de novas

moléculas com potencial ação anti-chagásica (COURA; CASTRO, 2002).

Apesar de não ser o fármaco ideal, devido à sua baixa solubilidade e alta toxicidade,

o benznidazol é atualmente o fármaco de escolha para o tratamento da doença de Chagas. O

conhecimento aprofundado sobre o fármaco e técnicas mais eficazes de vetorização do

mesmo em formas farmacêuticas poderá possibilitar o desenvolvimento de novas

alternativas terapêuticas para o tratamento da doença, disponibilizando-as à população em

um curto espaço de tempo e com menor custo, quando comparado a uma nova molécula a

ser introduzida na terapêutica (DOCAMPO, 2001).

O benznidazol não é apenas o fármaco de escolha, é também, o único fármaco

disponibilizado em diversos países da América. Com base nesta afirmativa, ferramentas

que possibilitem o aumento do acesso da população a este medicamento devem ser

desenvolvidas e introduzidas no mercado. Uma destas ferramentas poderá ser a otimização

da forma farmacêutica comprimido de liberação imediata já disponível no mercado, obtida

por meio do processo de granulação úmida, e a diminuição do seu custo de produção, sem

afetar a qualidade do mesmo.

Várias técnicas têm sido usadas para melhorar a solubilidade e a taxa de dissolução

de fármacos pouco solúveis em água. Estas incluem a formulação com formas não-

cristalinas, nanopartículas, microemulsões, dispersão sólida (DS), extrusão por fusão,

formação de sal e formação de complexos, além de sistemas multicomponentes solúveis em

água. Por estas técnicas tenta-se aumentar a solubilidade aparente de compostos lipofílicos

sem diminuir o seu potencial (LOFTSSON, HREINSDÓTTIR, MÁSSON, 2005).

Ciclodextrinas (CD’s) são oligossacarídeos cíclicos formados por moléculas de D-

glicose, onde a presença das hidroxilas livres na parte externa das (CD’s) confere a essas

moléculas um caráter hidrofílico. Esse arranjo estrutural das moléculas de glicose nas CD’s

12


possibilita a utilização desses compostos como hospedeiros na formação de complexos de

inclusão. A presença de uma cavidade hidrofóbica e de grupos hidroxilas livres na parte

externa da molécula permite a “dissolução” em meio aquoso de compostos (hóspedes) de

baixa solubilidade. Esse aspecto molecular tem possibilitado a utilização de CD’s em

diferentes áreas da ciência e tecnologia, sendo o principal domínio de aplicação à indústria

farmacêutica, em função da possibilidade de obtenção de novos fármacos com propriedades

físicas e químicas diferentes e o mesmo princípio ativo (UEKAMA, 2004).

As ciclodextrinas em associação com polímeros (polivinilpirrolidona e

polietilenoglicol) também podem potencializar o percentual solubilizado do fármaco em um

menor espaço de tempo (obtenção de multicomponentes).

O aumento da solubilização do ativo em um menor intervalo de tempo pode

significar diminuição de doses administradas do fármaco, além da diminuição dos efeitos

colaterais do mesmo, verificada por meios de ensaios in vitro e in vivo. Cabe ainda, antes

da obtenção de tais sistemas (dispersões sólidas, complexos de inclusão e

multicomponentes), o desenvolvimento e a otimização de métodos analíticos que são

usados na caracterização desses produtos, constituindo-se em etapa fundamental para o

desenvolvimento racional do produto e uma adequada avaliação.

13


2 OBJETIVOS

2.1 Objetivo Geral

Obter e caracterizar compostos sólidos utilizando diferentes tipos de polímeros,

ciclodextrinas e o fármaco benznidazol, com a finalidade de aumentar a taxa e a velocidade

de dissolução deste fármaco.

2.2 Objetivos Específicos

Caracterizar físico-químicamente o fármaco benznidazol;

Desenvolver método analítico para teste de dissolução do fármaco;

Obter dispersões sólidas, complexos de inclusão e multicomponentes contendo

benznidazol;

Caracterizar compostos obtidos por meio de ferramentas de espectroscopias

como o infravermelho e raman, calorimetria exploratória diferencial, difração de

Raios-X, microscopia eletrônica de varredura e perfil de dissolução.

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Capítulo I

3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1 Artigo I - Doença de Chagas: Cem anos de descoberta

Artigo aceito: Revista Brasileira de Farmácia

3.2 Artigo II - Alternativas Tecnológicas para o incremento de solubilidade de Fármacos pouco solúveis

Artigo publicado: Latin American Journal of Pharmacy, v. 27, n 5, p. 789-97, 2008.

3.3 Artigo III - Ferramentas Analíticas Aplicadas a Caracterização de Complexos de Inclusão Fármaco-Ciclodextrina

Artigo aceito: Revista Brasileira de Ciência Farmacêutica Básica e Aplicada

15


3.1 Artigo I - Doença de Chagas: Cem anos de descoberta

Resumo

A doença de Chagas é uma enfermidade endêmica na América Latina que acomete

aproximadamente 9,8 milhões de pessoas após cem anos de sua descoberta. Atualmente, a

doença de Chagas é classificada pela Organização Mundial de Saúde (OMS) como uma

doença negligenciada (mais prevalente nos países em desenvolvimento) e que não dispõe

de tratamentos eficazes ou adequados. A busca por alternativas ao combate à doença de

Chagas tem sido registrada ao longo desse tempo por pequenos grupos, contudo, tem-se

apenas o benznidazol disponível em território nacional. Diante disso, este trabalho

objetivou traçar um panorama situacional da doença de Chagas, enfocando as ações no

combate a parasitose, epidemiologia da doença, mercado de medicamentos, tratamentos

utilizados, novos fármacos, tecnologia farmacêutica aplicada a fármacos já utilizados, além

das políticas e ações governamentais integradas.

Palavras-chave: Benznidazol, Doença de Chagas, Doenças negligenciada.

Introdução

Em fevereiro de 1909, o médico sanitarista Carlos Chagas, após isolar o parasita

Tripanosoma cruzi, um protozoário hemoflagelado da família Trypanosomatidae e ordem

Kinetoplastida, conclui todo o ciclo biológico da doença e posteriormente a identificação

do vetor e, em sua homenagem foi denominada doença de Chagas. Essa descoberta é

considerada até hoje, única na história da ciência e saúde brasileira (SOARES-SOBRINHO

et al., 2006).

A doença de Chagas é uma enfermidade endêmica na América Latina, afetando em

torno de 10 milhões de pessoas. A doença continua sendo um grave problema de saúde

pública na América Latina, onde se estima que 4% a 5% da população possa estar infectada

pelo T. cruzi . Minas Gerais é considerado um dos Estados brasileiros com maior

prevalência da endemia chagásica, tendo sido coincidentemente o palco da descoberta da

doença (SILVA et al., 2007).

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Atualmente, a doença de Chagas é classificada pela Organização Mundial de Saúde

(OMS) como uma doença negligenciada, devido à proposta de classificação das doenças

em globais (ocorrem em todo o mundo), negligenciadas (mais prevalentes nos países em

desenvolvimento) e mais negligenciadas (exclusivas dos países em desenvolvimento).

Essas denominações representam uma evolução do termo "doenças tropicais" por

contemplar os contextos de desenvolvimento político, econômico e social (MORAN et al.,

2009).

Ações ao longo desses cem anos têm sido tomadas no combate à enfermidade. O

combate à doença existe, porém o conhecimento produzido, ainda, não se reverteu de forma

efetiva em avanços terapêuticos como novos fármacos, métodos de diagnósticos e/ou

vacinas, por exemplo, apontando a necessidade de institucionalizar mecanismos que levem

os produtores a desenvolver pesquisas para o tratamento de doenças próprias da realidade

sanitária dos países pobres (BESTETTI; MARTINS; CARDINALLI-NETO, 2009).

Ao enfrentar a escassez ou falta de um tratamento adequado para essas doenças,

países atingidos por essas endemias têm, em sua população um custo elevado em

decorrência das co-morbidades trazidas por essas enfermidades. Como por exemplo, no

Brasil, os custos anuais sociais da doença de Chagas chegam próximo a 1 bilhão

(BESTETTI; MARTINS; CARDINALLI-NETO, 2009).

Diante do exposto, o trabalho objetivou traçar um panorama situacional da doença

de Chagas, enfocando as ações no combate a parasitose, discutindo aspectos tais como:

epidemiologia da doença, mercado de medicamentos, tratamentos utilizados, novos

fármacos, modelos de avaliação de ativos, tecnologia farmacêutica aplicada a fármacos já

utilizados, além das políticas e ações governamentais integradas.

Epidemiologia da Doença de Chagas

As doenças negligenciadas afetam milhares de pessoas ao redor do mundo, mas não

dispõem de tratamentos eficazes ou adequados. Em sua maioria, são doenças tropicais

infecciosas que atingem principalmente pessoas de baixa renda, como exemplo, a doença

de Chagas na América Latina, que gera um impacto devastador sobre a humanidade

(LEONARDI et al., 2009).

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Em torno de 1 bilhão de pessoas, um sexto da população mundial, sofre de uma ou

várias doenças negligenciadas. Na América Latina, a doença de Chagas, transmitida pelo

Trypanosoma cruzi, popularmente conhecido como tripanossoma americano, é considerada

uma das mais importantes infecções parasíticas, abrangendo do México até a Argentina

(MARCILI et al., 2009).

As tripanossomíases são mais comuns em áreas tropicais e subtropicais do mundo.

Mas como essas infecções parasíticas acometem muitos pacientes imunocomprometidos,

são também encontradas em países desenvolvidos (ALP et al., 2009).

Os dados epidemiológicos nos mostram que no início de 1980, o número estimado

de infectados era de 16 a 18 milhões, com uma incidência anual de 300 000 casos. Já em

2007, os valores citados foram 8 milhões de infectados com 50 000 novos casos por ano e

14 000 mortes relacionadas a complicações da doença (SENIOR, 2007; DEVELOUX et al.,

2009).

Em diversas áreas do sul da América do Sul, a incidência nos últimos 10 a 15 anos

da transmissão por T. cruzi em pessoas vem reduzindo-se com declínio de

aproximadamente 73% (ABAD-FRANCH et al., 2009). Na Colômbia, estima-se que quase

5% da população esteja infectada e, que cerca de 20% está em perigo de adquirir a doença

(FALLA et al., 2009).

A luta contra a doença de Chagas é baseada principalmente no

combate ao seu vetor. A batalha pela interrupção de sua transmissão vetorial e transfusional

já obteve êxito em países endêmicos como Chile, Uruguai e Brasil. No que diz respeito aos

países andinos e da América Central, o combate à doença parasitária é menos avançado,

dificultado pelo elevado número de espécies vetores (SOARES-SOBRINHO, 2007a).

Existem centenas de espécies conhecidas de triatomídeos, mas poucos têm um

papel evidente na transmissão aos seres humanos. Triatoma infestans é uma das espécies

antropofílica que participa da transmissão do parasito nos países do Cone Sul (Brasil, Chile,

Argentina, Uruguai, Paraguai e Bolívia (BESTETTI; MARTINS; CARDINALLI-NETO,

2009; DEVELOUX et al., 2009).

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Além dos vetores, existem espécies animais, selvagens e domésticas, que servem de

reservatório para o parasito. Um inseto não infectado ao picar um desses animais torna-se

capaz de transmitir a doença (GUHL, 2007; PONCE, 2007).

Em áreas endêmicas, a infecção pelo T. cruzi tem acontecido geralmente após o

contato com as fezes de triatomíneos sugadores de sangue, por transmissão congênita, por

transplante de órgãos e transfusão sanguínea (MUÑOZ et al., 2009). Com a migração

maciça das zonas rurais para as zonas urbanas na América Latina, a transmissão

transfusional e congênita são mais observadas em zonas onde a transmissão vetorial foi

eliminada (BRUTUS et al., 2007). A transmissão também é possível através de plaquetas,

plasma, crioprecipitado e aglomerados de células brancas do sangue (DEVELOUX et al.,

2009).

A doença não está confinada apenas na América do Sul, com a imigração

internacional, estima-se que 700.000 pessoas infectadas estão vivendo fora do continente

americano. Casos recentes na Europa, sobretudo na Espanha, devido às migrações da

América Latina, as transmissões têm sido descritas por transfusão, transmissão congênita e

transplante (FLORES-CHÁVEZ et al., 2008; FORÉS et al., 2007). Outros países da

Europa, em menor proporção, depararam-se com esta nova realidade, como é o caso da

Suíça, Itália e França, que tem vários casos diagnosticados entre os bolivianos migrantes

nos últimos anos (LESCURE, 2008).

Doenças Negligenciadas x Mercado de Medicamentos

As doenças negligenciadas são um problema global de saúde pública, contudo, os

centros de pesquisa e desenvolvimento (P&D) das indústrias farmacêuticas são quase

sempre focados nas doenças globais, para as quais medicamentos podem ser produzidos e

comercializados com geração de maiores lucros. Com baixo poder aquisitivo e sem

influência política, os pacientes e sistemas de saúde de países subdesenvolvidos não

conseguiriam gerar o retorno financeiro exigido pela maior parte das empresas que

desenvolvem medicamentos (MORAN et al., 2009).

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Além disso, medicamentos atualmente disponíveis são de difícil acesso a alguns

países menos desenvolvidos e, observa-se uma crescente resistência da enfermidade com o

seu uso na terapêutica (WHO, 2009).

Entre 1975 e 2004, apenas 21 medicamentos foram registrados para doenças

tropicais, constituindo estas, mais de 11% da carga global de doenças. Durante o mesmo

período, para outras doenças foram registrados 1.535 medicamentos (DNDi, 2009a;

LEONARDI et al., 2009)

Vários centros de pesquisas e órgãos de saúde, como Instituto Pasteur – França;

Instituto de Pesquisa Médica do Quênia – Quênia; Ministério da saúde da Malásia –

Malásia; Médicos sem fronteiras – Internacional; Fundação Oswaldo Cruz – Brasil, Centro

de Otimização de Candidatos a Medicamentos, Epichem (Austrália), Universidade de

Murdoch (Austrália), Universidade Federal de Pernambuco (Brasil) e Universidade Federal

de Ouro Preto (Brasil), se empenham, tanto para melhora do tratamento atual, quanto para

criação de novos fármacos, com planos de ação para garantir que novos medicamentos

sejam desenvolvidos e que os que já existem para o tratamento de doenças negligenciadas,

em especial a doença de Chagas, possam se tornar acessíveis à população (DNDi, 2009b).

Entre os medicamentos encontrados no mercado para o tratamento da doença de

Chagas (Figura 1), o nifurtimox teve seu uso interrompido, por apresentar muitos efeitos

secundários, tendo apenas o benznidazol (BNZ) disponível no mercado, ainda com uma

série de restrições, como: baixa eficácia na fase crônica da doença, significativas variações

regionais na eficácia devido ao surgimento de resistência do T. cruzi, alta taxa de abandono

do tratamento devido aos efeitos colaterais causados pelos medicamentos, longo período de

tratamento (30 a 60 dias) e a inexistência de formulação pediátrica, ele é considerado o

fármaco de escolha (PAULA et al., 2009; MEZENCEV et al., 2009).

O órgão internacional DNDi (sigla em inglês para iniciativa de Medicamentos para

Doenças Negligenciadas - Drugs for Neglected Diseases initiative), cujo objetivo é criar e

estimular esforços para a Pesquisa e o Desenvolvimento (P&D) de medicamentos para as

doenças negligenciadas, como a doença de Chagas21, visa em seu portfólio de projetos, o

desenvolvimento da primeira formulação de benznidazol pediátrico, assinando acordo com

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o Laboratório Farmacêutico do Estado de Pernambuco (LAFEPE), atual detentor da patente

do benznidazol (LAFEPE, 2008).

Figura 1. (1) Nifurtimox. (2) Benznidazol. Fonte: (OLIVEIRA et al., 2008).

Embora as perspectivas em relação à P&D de medicamentos para as doenças

negligenciadas tenham melhorado a partir de 2003, as necessidades dos pacientes nos

países em desenvolvimento ainda estão longe de serem atendidas. Aproximadamente 3,1

mil pacientes com Chagas foram tratados pelos médicos sem fronteiras (MSF) e apenas

cerca de 2,8 mil finalizaram o tratamento com êxito (MSF, 2009).

Tratamento da Doença de Chagas

A tripanossomíase americana continua sendo um problema de saúde pública

significante e o potencial terapêutico dos agentes antichagásico é ainda muito limitado

(MEZENCEV et al., 2009).

No tratamento da doença de Chagas dispõe-se apenas do BNZ. Estudos mostraram

que utilizando a dose na fase aguda de 5 a 7 mg/kg, 2 vezes ao dia, durante 60 dias,

obtem-se 60 à 70% de curas parasitológicas, tendo como principal efeito secundário, a

dermite alérgica que pode acompanhar-se de sinais gerais. Sua limitação é para crianças e

lactentes, pois não existe apresentação pediátrica (DEVELOUX et al., 2009).

De acordo com a Organização Mundial de Saúde, estas infecções parasíticas são

parte de um grupo de doenças negligenciadas, em que a quimioterapia ainda precisa ser

melhorada dentro das “janelas” terapêuticas (extensão de tempo em que a concentração do

medicamento oferece o desejado efeito: quando reduzida, o efeito está aquém do desejado

e, quando acima, aparecem os efeitos tóxicos) (BOURGUIGNON et al., 2009).

21


Fontes de Novos Fármacos

O desenvolvimento de fármacos antiparasitários pode surgir através de experimentos

com produtos naturais ou sintéticos que tenham similaridade com compostos com

reconhecida atividade para outras doenças ou através de alvos metabólicos específicos para

um determinado parasita que se quer atingir (IZUMI, 2008). Como perspectivas para o

tratamento experimental da doença de Chagas, vários alvos estão sendo descobertos através

de estudos metabólicos e bioquímicos do T. cruzi, entre os quais, a síntese de esteróis e

enzimas essenciais ao desenvolvimento e multiplicação desse parasita (FIOCRUZ, 2009a).

Os difundidos na natureza podem ser isolados de fungos, de plantas superiores, de

organismos marinhos e de mamíferos, como exemplo os alcalóides -carbolínicos,

mostrando uma considerável atividade parasiticida contra o T. cruzi (VALDEZ et al.,

2009).

Vários outros compostos naturais e sintéticos foram testados para identificar agentes

com efeitos inibitórios e/ou tóxicos em T. cruzi. Entre eles, alcalóide piperina, lignanas

grandisinas e veraguensinas tetraidrofurânica, flavonóides 5,4 - dihidroxi-7-

metoxiflavonona e 5,4-dihidroxi-3,6,7-trimetoxiflavona, e compostos aromáticos sintéticos

bisfosfonatos e diamidinas que demonstraram atividade in vitro contra formas

tripomastigotas e/ou amastigotas (MEZENCEV et al., 2009).

As diamidinas aromáticas mostraram-se promissoras como futuros agentes eficazes

no tratamento de diversas infecções parasitárias, incluindo o T. cruzi. Entre elas, a

pentamidina é o único composto desta classe que foi significativamente usado em seres

humanos (ALP et al., 2009).

A lignana tetraidrofurânica na sua biotransformação conduziu à formação de um

novo metabólito caracterizado como 3,4-dimetil-2-(4’-hidroxi-3’,5’-dimetoxifenil)-5-

metoxi-tetraidrofurano. O metabólito foi analisado contra o parasita T. cruzi, demonstrando

atividade tripanomicida similar ao precursor natural (VERZA et al., 2009).

Diversas plantas têm se apresentado como rica fonte de substâncias com atividade

contra as formas amastigota, epimastigota e tripomastigota do T. cruzi e, se mostram como

uma das direções promissoras na busca de fármacos eficazes na prevenção e tratamento da

doença de Chagas. Dentre os compostos encontrados nas plantas, as quinonas, flavonóides,

22


alcalóides, terpenos e xantonas presentes nos vegetais, foram testados para avaliar alguma

atividade contra as diferentes formas do parasita (SAÚDE-GUIMARÃES & FARIA,

2007).

As naftoquinonas representam uma importante classe de produtos naturais, com

uma grande variedade de atividades biológicas, das quais pode-se citar as atividades

antiparasitárias (RIBEIRO et al., 2008). O lapachol e seus derivados (Figura 2) são

exemplos de naftoquinonas presentes em várias espécies vegetais, os quais apresentaram

atividade contra as formas amastigota, epimastigota e tripomastigota do parasita. O seu

derivado de transformação química, a 3-alil- -lapachona, foi ativo contra formas

tripomastigotas e tem sido sugerido como uma droga alternativa para o uso em bancos de

sangue. Além disso, a epoxi- -lapachona, um derivado da -lapachona, apresentou um

perfil de baixa toxicidade e uma significativa atividade inibitória contra as formas

epimastigota e amastigota do T.cruzi (BOURGUIGNON et al., 2009).

Lapachol

O

O

O

H3C CH3

Lapachona

CH3

CH3

Lapachona

Figura 2. Estruturas químicas do Lapachol e seus derivados ( -Lapachona e -Lapachona).

Fonte: (ALVES, 2004)

Pesquisas em Andamento, Síntese de Novos Fármacos e Novos Modelos in vitro

X in vivo para Avaliação de Fármacos

Novos fármacos seguros e eficazes contra infecções parasitárias são de extrema

necessidade. Atualmente, muitos deles em uso no tratamento, apresentam vários problemas

de toxicidade, eficácia variável, falta de biodisponibilidade e a necessidade de

administração parenteral. Além disso, devido a resistência aos fármacos, tem que se visar

caminhos bioquímicos no parasita, que não traga efeitos secundários para os pacientes

(ALP et al., 2009).

23


Pesquisas realizadas em busca de novos agentes antichagásicos têm sido feitas

também entre as fitolexinas, substâncias naturais produzidas pelas plantas como mecanismo

de defesa contra bactérias, fungos e insetos. Entre os metabólitos secundários produzidos

pelo vegetal Cruciferous, as fitolexinas apresentaram efeitos antitripanossomal,

demonstrando propriedades antiproliferativa significante nas formas amastigotas

intracelular do T. cruzi, sendo então uma perspectiva de ser um candidato para o

desenvolvimento de fármaco antichagásico (MEZENCEV et al., 2009).

Os compostos derivados de tetrahidro-1-benzazepino foram investigados

sinteticamente e farmacologicamente contra os tripanossomas. Compostos que contêm esta

unidade heterocíclica possuem uma larga escala de atividades biológicas e alguns desses

derivados têm sido obtidos com a possibilidade de serem agentes antitripanossomal quando

usados como inibidores da diidrofolato redutase, enzima do T. cruzi (PALMA et al., 2009).

Paula et al. (2009), obtiveram vários derivados do 5-nitro-heterocíclico,

nitrocompostos, os quais apresentaram atividade de inibição sobre o crescimento da forma

epimastigota, sendo relevante por devido a uma avaliação preliminar do efeito

antiproliferativo do agente antichagásico.

Considerando que o ergosterol é o principal esterol do T. cruzi, na última década, as

pesquisas vêm sendo orientadas para o desenvolvimento de um inibidor eficaz desse

esterol, e assim, neste parasito, etapas da biossíntese de esteróis que são divergentes em

relação à síntese realizada por células de mamíferos têm sido intensamente estudadas como

alvo quimioterápico (FALLA et al., 2009).

A verificação da atividade tripanossomicida de cumarinas e estiril-2-pironas obtidos dos

extratos da Polygala sabulosa (Polygalaceae) contra as formas epimastigota, tripomastigota

sanguínea e amastigota de T. cruzi foram avaliadas in vitro, mostrando potente ação

tripanocida sob as formas epimastigotas 37. Assim, também foi demonstrado com o ácido

úsnico, isolado dos extratos da Cladonia substellata, o qual foi ativo contra epimastigotas

do T. cruzi em concentrações de 5 a 30 g/mL (SAÚDE-GUIMARÃES & FARIA, 2007).

Uma nova série de derivados de tiosemicarbazona e aminoacil-tiazolidonas foi

sintetizada por Leite et al. (2009). As estruturas químicas sugerem que estes compostos

podem ter atividade anti-T. cruzi. A avaliação biológica indica que alguns destes compostos

24


são capazes de inibir o crescimento de T. cruzi em concentrações não citotóxicas para

células de mamíferos (LEITE et al., 2009).

Diante da extensa lista de diferentes classes de compostos que apresentaram

atividade in vitro e in vivo sobre T. cruzi, somente alopurinol, itraconazol, fluconazol e

posoconazol foram submetidos a ensaios clínicos desde a introdução do nifurtimox e do

benznidazol. Este fato se deve em muitos casos à inexistência da indicação do efeito

potencial tóxico e/ou teratogênico (em geral somente analisado em modelos in vitro),

enfatizando a necessidade do desenvolvimento de modelos experimentais mais adequados,

bem como a padronização de protocolos de ensaio in vitro, para chegar-se a um fármaco

que possa ser posteriormente submetido a ensaios clínicos (SOEIRO; CASTRO, 2008).

Os dados divulgados pelo DNDi, informam que planejam o desenvolvimento de

novas opções de tratamento para a doença de Chagas, desde a otimização de moléculas na

fase inicial do screening à realização de testes em modelos in vivo, especialmente

camundongos e cães, para avaliação da eficácia e segurança dos compostos. Entre eles os

compostos azólicos, são os mais novos candidatos para desenvolvimento pré-clínico e

clínico (DNDi, 2009).

Diante das formas indeterminadas e complicações tardias da doença de Chagas, a

legitimidade do tratamento etiológico tem sido alvo de muitas discussões. Estudos têm

sido realizados em animais e indivíduos infectados, com o objetivo de avaliar o

tratamento com benznidazol. Nos animais, o tratamento preveniu o desenvolvimento de

doença cardíaca grave, apesar da erradicação incompleta do parasita. Nos indivíduos

houve uma redução no risco de progressão de ataques cardíacos e o aumento da

percentagem no negativismo de sorologia, sem os efeitos secundários graves observados

(DEVELOUX et al., 2009)

Testes realizados com derivados de nitro-2-furil apresentaram uma excelente

atividade anti- T.cruzi frente ao nifurtimox, verificado através de estudo em animais

saudáveis com administração por via oral e intraperitoneal. De acordo com a porcentagem

da sobrevivência dos animais, resultados histológicos, bioquímicos e hematológicos, três

derivados do nitro-2-furil foram selecionados para serem testados in vivo como agentes

antichagásicos. Após análise da relação entre a estrutura química e a toxicidade aguda

25


anti- T. cruzi, o derivado 4-hexil-1-3-5-tri-nitro-2-furil-2-propinilideno apresentou melhor

atividade antiparasitíca e menor toxicidade (BESTETTI; MARTINS; CARDINALLI-

NETO, 2009).

Estudos realizados com pacientes crônicos submetidos ao tratamento com

benznidazol revelaram que somente um pequeno percentual dos pacientes tratados evoluiu

para a forma grave da cardiomiopatia chagásica crônica, reforçando a idéia de que o

tratamento pode alterar a evolução para esta forma. Já os estudos com jovens crônicos

tratados com o benznidazol demonstraram cerca de 60% de negativação da sorologia e

que todos ficaram menos vulneráveis a desenvolver danos cardíacos em relação ao grupo

não tratados (FIOCRUZ, 2009).

As alternativas de tratamento atual na doença de Chagas são poucas, apresentando

eficácia clínica variável, mas até hoje ainda não foi desenvolvida nenhuma opção

terapêutica efetiva. Um número de novos fármacos foi relatado por serem eficazes contra o

T. cruzi tanto in vitro como in vivo, mas nenhum foi considerado completamente

satisfatório (PALMA et al., 2009; VALDEZ et al., 2009).

Tecnologia Farmacêutica x Benznidazol

O BNZ, um derivado de 2-nitroimidazol (Figura 1) importante estrutura química

medicinal que mostra um largo espectro de atividade farmacológica, principalmente no

tratamento da doença de Chagas. Um dos mecanismos de ação relatado é relacionado à

redução do metabolismo do parasita, pois utiliza o NADH-dependente mitocondrial para a

sua ativação como um pró-fármaco (HERNÁNDEZ-NÁÑEZ et al., 2009).

Apesar do BNZ não ser o fármaco ideal, devido à sua toxicidade, além da baixa

solubilidade em água, o uso de alternativas tecnológicas, como a obtenção de complexo de

inclusão com as ciclodextrinas, têm sido particularmente usadas devido às suas

propriedades complexantes, por aumentar a solubilidade e dissolução dos fármacos pouco

solúveis e conseqüentemente sua biodisponibilidade (GUEDES et al., 2008).

Outra técnica utilizada pelos pesquisadores na área da tecnologia farmacêutica é a

obtenção de dispersões sólidas, utilizando carreadores solúveis em água, como os

polímeros hidrofílicos, o polivinilpirrolidona (PVP) e o polietilenoglicol (PEG), que têm

26


sido largamente empregados nestes sistemas devido aos seus baixos custos e alta

solubilidade em água (LIMA, 2008).

Lima (2008), verificou a contribuição dos sistemas de dispersões sólidas e

complexos de inclusão no incremento da taxa/velocidade de dissolução do BNZ, com

perspectivas de desenvolvimento de formas farmacêuticas mais eficazes e menos tóxicas

para o paciente chagásico.

Neste direcionamento, Lamas et al. (2006) delineou lipossomas que carreiam o

benznidazol com a finalidade de desenvolver uma forma farmacêutica que permitisse

superar a baixa solubilidade do benznidazol em meio aquoso. Desse modo, seria possível

aumentar a seletividade e reduzir a toxicidade do fármaco, contudo o método carrega como

desvantagem a necessidade da administração por via endovenosa, o que representa um

incômodo em tratamentos diários e prolongados. Outra desvantagem está relacionada com a

viabilidade comercial de tal forma farmacêutica, uma vez que seu custo é

consideravelmente mais elevado. Por se tratar de um medicamento destinado a uma doença

negligenciada, o custo do produto final está relacionado com o acesso da população a esta

alternativa terapêutica.

Outra estratégia para melhoria de eficácia biológica de fármacos é a obtenção de

complexos de metais com ligantes ativos como verificado no complexo de rutênio e aril-4-

oxotiazolilhidrazonas, os quais foram submetidos a ensaios in vitro contra formas

epimastigota e tripomastigota e avaliação da citotoxicidade em mamíferos (DONNICIA et

al., 2009).

Abordagens como a veiculação em outras formas farmacêuticas também já foram

propostas e estão em fase de desenvolvimento, tendo como exemplo formulação de

suspensão e composições dose fixa combinada, associações de diferentes ativos numa única

preparação (SOARES-SOBRINHO, 2007b).

Políticas e Ações Governamentais no Combate a Doença de Chagas

O Ministério da Saúde (MS), por intermédio das Secretarias de Ciência, Tecnologia

e Insumos Estratégicos (SCTIE) e de Vigilância em Saúde (SVS), e o Ministério da Ciência

e Tecnologia (MCT), por meio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e

27


Tecnológico (CNPq) vem promovendo, desde 2003, Oficinas de Prioridades para definir

temas de pesquisas em acordo com as necessidades da população brasileira. Essas oficinas,

para definição de prioridades, são realizadas com a participação de gestores, pesquisadores

e profissionais da área de saúde e têm por objetivo nortear as chamadas públicas realizadas

pelo Ministério da Saúde em parceria com o Ministério da Ciência e Tecnologia, Fundações

de Amparo à Pesquisa (FAP) e Secretarias Estaduais de Saúde e de Ciência e Tecnologia e,

desta forma, coordenar a massa crítica de pesquisadores nesse campo e continuar a

fomentar pesquisas na área de doenças negligenciadas (BRASIL, 2008).

Em 2006, foi iniciado no Brasil, o Programa de Pesquisa e Desenvolvimento em

Doenças Negligenciadas. O Programa foi objeto de um edital, que financiou 82 projetos

relacionados a diferentes doenças negligenciadas, com um investimento total de R$ 22,3

milhões. A Secretaria de Vigilância em Saúde do Ministério da Saúde é também parceira

do Programa, contribuindo tecnicamente para o processo de definição de prioridades na

área e para a avaliação dos resultados das pesquisas financiadas (BRASIL, 2009).

Um estudo recente sobre o financiamento global de inovação para doenças

negligenciadas revelou que menos de 5% do financiamento mundial de P&D para essas

doenças foram investidos nas doenças extremamente negligenciadas, tais como doença de

Chagas (MSF, 2009).

Entre 2004 e 2007, 28 pesquisas sobre doença de Chagas foram financiadas,

envolvendo investimentos da ordem de R$ 8 milhões. Desse total, 75,5% dos recursos

foram provenientes do Decit e 24,5% de parceiros como as fundações de amparo à

pesquisa. Grupos de pesquisa de todas as regiões brasileiras foram contemplados, sendo

que um pouco mais que a metade dos trabalhos foram de pesquisadores do Sudeste (53,6%)

(BRASIL, 2008).

Em novembro de 2008, foi realizado um encontro no Rio de Janeiro, que reuniu

representantes de diversas instituições e países, para definir estratégia de pesquisa

translacional em doenças negligenciadas, de forma a transformar resultados de pesquisas

em aplicações médicas para atender à população brasileira. As discussões evidenciaram a

necessidade de expandir o processo de desenvolvimento de tecnologias e medicamentos no

país; de realizar parcerias entre institutos, empresas privadas e instituições de ensino; e de

28


definir locais estratégicos para a realização de um programa em doenças negligenciadas,

como o Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde (CDTS), uma das obras do

Programa de Aceleração de Crescimento (PAC), em processo de construção na Fundação

Oswaldo Cruz, no Rio de Janeiro. A partir do encontro, foi elaborado um documento,

entregue ao Ministro da Saúde José Gomes Temporão, com vistas à criação efetiva do

Programa Translacional do Brasil em Doenças Negligenciadas, para o qual está previsto o

investimento de cerca de R$ 500 mil em 2010 (BRASIL, 2009).

Por meio de busca realizada na Pesquisa Saúde, Base de Dados Gerencial Decit do

Ministério da Saúde (www.saude.gov.br/pesquisasaude), com as palavras-chave “doença de

chagas” e “benznidazol” pode se rastrear o número de projetos e o total de recursos

financiados no período de 2002-2008 e 2005-2006, respectivamente (Tabela 1, 2 e 3).

Com a análise da tabela 4, pode-se observar que a doença de chagas dentre as sete

doenças extremamente negligenciadas com pesquisa subsidiada pelo governo é a que

possui o maior número de publicações no intervalo de 2001 a 2008, sendo apenas alcançada

atualmente pela Leishmaniose.

O número de patentes também pode ser utilizado como um indicador de

conhecimentos e inovações geradas na área, contudo há uma grande discussão acerca da

patenteabilidade de pesquisas com foco nas doenças negligenciadas, uma vez que a patente

dificulta o acesso da população a uma alternativa de diagnóstico e/ou tratamento eficaz e de

baixo custo, além de que estas patentes são muitas vezes frutos de projetos financiados pelo

governo e ao público deveriam ser retornados os seus benefícios.

Por meio de uma busca realizada no site do Instituto Nacional de Propriedade

Intelectual (INPI) (www.inpi.gov.br) com a palavra-chave “doença de Chagas” pode-se

localizar 27 patentes depositadas de 1990 a 2007, abrangendo diagnóstico, tratamentos

associados, formulações de fármacos com complexos de inclusão, técnica de extração e

composição química de extratos com atividade aplicada ao tratamento da doenças de

Chagas, dentre outros. Por meio de busca utilizando a palavra-chave “benznidazol” pode-se

localizar uma patente depositada em 2007, que visa o processo de obtenção e uso de um

composto transportador de benznidazol, a base de rutênio (INPI, 2009).

29


A pesquisa em bases de dados internacionais de patentes não apresentou resultados

enriquecedores ao assunto, esta afirmação pode ser justificada uma vez que o número de

patentes está diretamente relacionada ao investimento financeiro realizado por instituições

governamentais e/ou privadas e que a aplicabilidade comercial destes produtos é maior nos

países acometidos por estas doenças.

Tabela 1. Resultado da Busca dos recursos investidos em “doença de Chagas”: 2002-2008.

Síntese da Busca Modalidade de

FomentoPPSUS(Edital)

Fomento Nacional (Edital)

Contratação Direta (Contrato)

Total(Editais + Contratos)

Nº de Editais/ Contratos 65 43 62 169

Nº de Projetos 1212 1202 91 2506Nº de Recursos R$ 59.864.966,84 R$ 298.185.015,28 R$ 64.348.296,20 R$ 422.398.278,32

Fonte: Brasil, Ministério da Saúde, Departamento de Ciência e Tecnologia – Decit. Base de Dados Gerencial. Capturado em 23/05/2009.

Tabela 2. Resultado da Busca dos recursos investidos em “benznidazol”: 2005-2006.

Síntese da Busca Modalidade de

FomentoPPSUS(Edital)

Fomento Nacional (Edital)

Contratação Direta (Contrato)

Total(Editais+Contratos)

Nº de Editais/ Contratos 1 2 1 4

Nº de Projetos 1 2 1 4Nº de Recursos R$ 136.146,25 R$ 491.500,00 R$ 217.400,00 R$ 845.046,25

Fonte: Brasil, Ministério da Saúde, Departamento de Ciência e Tecnologia – Decit. Base de Dados Gerencial. Capturado em 23/05/2009.

Tabela 3. Resultado da Busca dos projetos com “benznidazol”: 2005-2006.

UF ANO Edital /Contratação Direta Título Subagenda Coordenador

DF 2005 Tratamento Multi-Fármaco da Doen...

Tratamento Multi-Fármaco da Doen...

PesquisaClínica Antonio Teixeira

PE 2005 Assistência Farmacêutica

Desenvolvimento de formas farm...

Assistência Farmacêutica

Pedro José Rolim Neto

MG 2006 Programa Pesquisa para o SUS M...

Clínica, epidemiologia e terap...

DoençasTransmissíveis Marta de Lana

RJ 2006 DoençasNegligenciadas

Inovação em medicamentos e ter...

DoençasTransmissíveis

Solange Lisboa de Castro

Fonte: Brasil, Ministério da Saúde, Departamento de Ciência e Tecnologia – Decit. Base de Dados Gerencial. Capturado em 23/05/2009

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Tabela 4. Publicações por autores brasileiros nas sete doenças do programa de P&D em doenças negligenciadas.

Esquist. = Esquistossomose. Leishm. = Leishmaniose. Fonte: FIOCRUZ, 2009c.

Conclusões

A busca por alternativas ao combate à doença de Chagas é secular, esforços isolados

e de pequenos grupos foram registrados ao longo desse tempo, diversas moléculas foram

sintetizadas e estudadas, duas delas foram introduzidas na terapêutica, mas desde a década

de 1980 apenas o benznidazol permanece disponível em território nacional. Na última

década observa-se uma coordenação mais efetiva dos esforços para potencializar os

conhecimentos gerados com as pesquisas nos diferentes campos da ciência, endossada pelo

papel do estado como provedor e maior financiador de saúde pública, diversos agentes

estão envolvidos nessas buscas constituindo assim um horizonte promissor no combate a

doença que completa cem anos de sua descoberta.

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Ano Dengue Hanseníase Malária Tuberculose Esquist. Leishm. Chagas Totais

2001 10 24 36 23 54 75 93 315

2002 10 17 28 26 72 97 103 353

2003 16 22 30 36 42 89 135 370

2004 15 23 35 42 66 87 125 393

2005 20 23 42 52 57 120 144 458

2006 26 21 50 59 100 136 157 549

2007 43 45 64 67 52 171 165 607

2008 68 62 83 141 61 214 236 865

Totais 208 237 368 446 504 989 1158 3910

31


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35


3.2 Artigo II. Alternativas Tecnológicas para o incremento de solubilidade de

Fármacos pouco solúveis

Resumo

O comportamento da solubilidade de fármacos permanece sendo um dos aspectos

mais desafiantes no desenvolvimento de formulação. As dispersões sólidas e os complexos

de inclusão são duas das estratégias mais promissoras para melhorar a biodisponibilidade

oral de fármacos pouco solúveis em água. Reduzindo o tamanho de partícula do fármaco ao

mínimo absoluto, e melhorando a molhabilidade do fármaco, a biodisponibilidade pode ser

significativamente melhorada. A base para a popularidade destes sistemas do ponto de vista

farmacêutico é a habilidade destes compostos de interagir com fármacos pouco solúveis em

água e candidatos a fármacos tendo por resultado um aumento em sua solubilidade aparente

em água. Esta revisão objetiva abordar o uso das ciclodextrinas e de dispersões sólidas

como alternativas das tecnologias no estudo de solubilização de fármacos.

Palavras-chave: Dispersão sólida, polímeros, complexos de inclusão, ciclodextrinas,

solubilidade.

Introdução

A administração oral é a maneira mais fácil e simples de administrar

medicamentos1,2. Devido à maior estabilidade, menor volume, dose exata e fácil produção,

as formas farmacêuticas sólidas têm muitas vantagens sobre outros tipos de formas

farmacêuticas orais. Conseqüentemente, a maioria das entidades químicas sob

desenvolvimento nos dias atuais é pretendida a serem usadas como formas farmacêuticas

sólidas que originam uma concentração in vivo no plasma eficaz e reprodutível após

administração oral3,4. De fato, muitos fármacos que são fármacos pouco solúveis em água,

não são bem absorvidos após administração oral4,5 o que pode diminuir a eficácia inerente

do fármaco6,7,8. O incremento da biodisponibilidade oral de fármacos pouco solúveis em

água constitui um dos aspectos mais desafiantes no desenvolvimento de fármacos. Embora

a formação de sal, solubilização e redução do tamanho de partícula sejam usados

36


geralmente para aumentar a taxa de dissolução e absorção oral e biodisponibilidade de

algumas fármacos, há algumas limitações práticas destas técnicas.

Várias técnicas têm sido usadas para melhorar a solubilidade/taxa de dissolução de

fármacos pouco solúveis em água, dentre estas, as dispersões sólidas e os complexos de

inclusão com ciclodextrinas são as mais utilizadas. O principal objetivo deste trabalho foi

mostrar a possibilidade de melhorar a solubilidade e taxa de dissolução de fármacos de

baixa solubilidade através destas técnicas.

Dispersões Sólidas

O termo dispersões sólidas (DS) tem sido utilizado para descrever uma família de

formas farmacêuticas onde o fármaco é disperso em uma matriz inerte, geralmente com o

propósito de aumentar a biodisponibilidade oral10. Em 1961, Sekiguchi e Obi

desenvolveram um método prático que pudesse superar muitas das limitações com o

aumento da biodisponibilidade de fármacos pouco solúveis em água. Este método, que mais

tarde foi denominado dispersão sólida12, envolveu a formação de misturas eutéticas de

fármacos com carreadores solúveis em água pela fusão de suas misturas físicas. Sekiguchi e

Obi sugeriram que o fármaco estava presente em uma mistura eutética em um estado

microcristalino13. Mais tarde, Goldberg et al. (1966), demonstrou que todo fármaco em uma

dispersão sólida não deve necessariamente estar presente em um estado microcristalino;

uma certa fração do fármaco deve estar dispersa de forma molecular em uma matriz, desse

modo formando uma solução sólida. Em qualquer caso, uma vez que a dispersão sólida foi

exposta em meio aquoso e o carreador dissolvido, a fármaco foi liberada como partículas

coloidais muito finas14. Por causa da área de superfície extremamente aumentada, foi

constatada a elevação da taxa de dissolução e biodisponibilidade de fármacos pouco

solúveis em água. Logo após os experimentos de Sekiguchi e Obi (1961), tinham sido

usados preferencialmente misturas eutéticas e soluções sólidas contendo dispersões

moleculares por Levy (1963), precedido por Kaning (1964)14,15,16.

Um dos principais fatores que impediam sua comercialização eram o alto custo da

tecnologia de obtenção e a instabilidade de formas não-cristalinos produzidas pelas DS.

Contudo com a redução no preço e melhorias nas tecnologias de obtenção de DS tornaram

37


possível seu uso comercial e estudos com aparência de formulações comerciais como as DS

de griseofulvina em polietileno. Uma destas melhorias foi o uso de polivinilpirrolidona

(PVP) e polietilenoglicol (PEG) como carreadores, conseqüentemente eles são polímeros

de baixo custo e favoreceram a formação de sais amorfos de Rosiglitazona, que foi uma

vantagem na estabilidade da DS em condições de umidade por longo período de tempo. É

evidente que a escolha do polímero ou substância para a preparação das dispersões sólidas

(além da natureza do fármaco) irá determinar as dinâmicas de dissolução. Assim a

associação do polímero hidrofílico com fármacos pouco solúveis em água determinará

aumento de solubilidade e conseqüentemente dissolução; Fármacos solúveis em água com

polímeros pouco solúveis ou insolúveis em água determinarão uma liberação retardada17.

O aumento na taxa de dissolução e solubilidade providos pelas dispersões sólidas

podem ser explicados pelo mecanismo descrito na equação de Noyes–Whitney 18,19:

dM = AD(Cs-Ct)

dt h

Onde: dM/dt é a razão de dissolução, A é a área de superfície específica particular do fármaco, D é o coeficiente de difusão, h é a espessura da camada de difusão, Cs é a solubilidade de saturação, e Ct é a concentração do fármaco no tempo t.

Como já existem diferentes expressões10 para avaliar o modelo carreador-dissolução

controlada do fármaco, seria claramente desejável derivar uma expressão na qual o

mecanismo de liberação da partícula intacta poderia ser descrito. É esboçada abaixo uma

base sugerida para tal análise. Esta abordagem foi desenvolvida na idéia do polímero sólido

rescindindo uma distância na qual uma única partícula é liberada, como indicado na Figura

1.

Vantagens das dispersões sólidas sobre outras estratégias para melhorar a

biodisponibilidade de fármacos pouco solúveis em água, melhoria na biodisponibilidade do

fármaco pela mudança de sua solubilidade em água foi possível por alterações químicas ou

de formulação20,21,22.

38


Fig. 1. Representação esquemática da estrutura de dispersões sólidas com referência ao

modelo derivado para dissolução controlada de fármacos10.

Alterações químicas para melhorar a biodisponibilidade sem mudar o alvo ativo

podem ser conseguidas pela formação de sal ou pela incorporação de grupos polares ou

ionizáveis na estrutura principal do fármaco, resultando na formação de uma pró-fármaco.

Dispersões sólidas aparentam ser a técnica mais adequada para o aperfeiçoamento da

solubilidade de fármacos hidrofóbicos, devido à sua facilidade de obtenção e maior

aplicabilidade. Por exemplo, a formação de sal pode ser usada para fármacos fracamente

ácidas ou básicas e não para neutras. Além disso, é comum que a formação de sal não

consiga uma melhor biodisponibilidade por causa de sua conversão in vivo em forma ácida

ou básica23,24.

Otimização de formulação incluem técnicas de solubilização e redução do tamanho

de partículas, e as dispersões sólidas estão entre elas. As dispersões sólidas são mais

aceitáveis aos pacientes que produtos de solubilização, desde que originem formas

farmacêuticas sólidas orais ao invés de líquidas, como os produtos de solubilização

geralmente fazem23,24. Trituração ou micronização para redução do tamanho de partícula

são executados geralmente como alternativa para melhorar a solubilidade, com base no

aumento da área de superfície7,10. Dispersões sólidas são mais eficientes que outras técnicas

Partícula do Fármaco

Material Sólido

Superfície sólida / Interface da camada de difusão

Polímero-rico camada de difusão

Camada de difusão / interface do volume da fase aquosa

39


de redução de tamanho de partículas, desde que as últimas tenham um limite de redução de

tamanho de partícula em torno de 2 a 5 mm que freqüentemente não é suficiente para

melhorar consideravelmente a solubilidade do fármaco ou a liberação do fármaco no

intestino7,24,25 e, conseqüentemente, melhorar sua biodisponibilidade23,24,26. Além disso,

sólidos que tem tamanho de partícula pequeno possuem propriedades mecânicas

deficientes, como baixo fluxo e elevada adesão, e são extremamente difíceis de segurar24,25.

Desvantagens das Dispersões Sólidas

Apesar da extensiva pesquisa com dispersões sólidas, não são usadas amplamente

em produtos comerciais, principalmente porque há a possibilidade de durante o processo

(esforço mecânico) ou o armazenamento (estresse por temperatura e umidade) o estado

não-cristalino passar para o estado cristalino27,28,29,30. O efeito da umidade no

armazenamento e estabilidade de fármacos amorfos tem interesse significativo, porque

pode aumentar a mobilidade do fármaco e promover sua cristalização30,31,32,33. Outros

fatores que limitam o sucesso desta tecnologia está na natureza do carreador, que são: o

tamanho da cadeia polimérica e a relação da razão com o fármaco na dispersão31,34.

Foi demonstrado com o polivinilpirrolidona (PVP) que o tamanho da cadeia age

negativamente no seu sucesso, além disso, o aumento da viscosidade do polímero diminui

tanto o processo de dissolução quanto a taxa de liberação 35,36. O PVP mais usado em

dispersões sólidas é o PVP K-30 pelas suas características adequadas33,37,38.

Processo de Fabricação

Método de evaporação do solvente

O método de evaporação do solvente consiste na solubilização do fármaco e

carreador em um solvente volátil que depois é evaporado39,40,41. Neste método, a

decomposição térmica das fármacos ou carreadores pode ser prevenida, desde que a

evaporação do solvente orgânico ocorra a baixa temperatura42.

Um processo básico de dispersões sólidas deste tipo consiste em dissolver a fármaco

e o polímero carreador em um solvente comum como o etanol 21,24,25, clorofórmio27,43 ou

40


uma mistura de etanol e diclorometano44. Normalmente, os filmes resultantes são

pulverizados e tamisados21,40,45,46.

Van Drooge et al. (2006)5 preparou uma alternativa de dispersão sólida por

atomização (spraying) em solução de povidona e diazepam em nitrogênio líquido,

formando uma suspensão que foi então liofilizada. O processo básico de liofilização

(freeze-drying) consiste em dissolver a fármaco e carreador em um solvente comum, que é

imerso em nitrogênio líquido até total congelamento.

Outro processo comum é o método de co-precipitação, no qual um co-solvente é

adicionado lentamente na solução do fármaco com o carreador, sob constante agitação. No

momento da adição do co-solvente, o fármaco e o carreador são co-precipitados para

formar micropartículas. Ao final, a suspensão resultante de micropartículas é filtrada e

seca47.

Spin-coated films é um novo processo para preparar dispersões sólidas pelo método

de evaporação do solvente, que consiste em dissolver o fármaco e o carreador em um

solvente comum que é adicionado lentamente em um substrato limpo sob alta agitação48. O

solvente é evaporado durante a rotação. Este processo é indicado para fármacos sensíveis à

umidade desde que realizado sob condições secas48. O uso de solventes orgânicos, o alto

custo de preparação e as dificuldades em remover completamente o solvente são algumas

das desvantagens com os métodos de evaporação por solvente7,42. Além disso, é também

possível que rápidas alterações nas condições usadas para a evaporação do solvente possam

gerar mudanças grandes no rendimento do produto49.

Método de fusão

Sekiguchi et al. foram os primeiros a usar o método de fusão que consiste em fundir

a fármaco junto com o carreador seguido de congelamento e pulverização para obter o

produto. No processo de fusão, a mobilidade molecular do carreador é alta o bastante para

mudar a incorporação do fármaco5. A adaptação comum à fase de fusão consiste em

suspender o ativo em um carreador previamente fundido, em vez de usar os dois num

estado fundido, reduzindo assim, a temperatura do processo6,50,51. Para resfriar e solidificar

a mistura fundida, vários processos como agitação em banho de gelo13,27, espalhamento em

41


camada fina de aço inoxidável seguido de esboço frio12, solidificação em placas de petri à

temperatura ambiente dentro de dessecador51,52, espalhamento em placas colocadas sob

gelo seco53, imersão em nitrogênio líquido54 ou estocado em dessecador6,55 foram usados.

Após resfriamento, a mistura deve ser pulverizada visando sua manipulação52,55. Entretanto,

o uso de altas temperaturas, e o fato de várias fármacos poderem ser degradadas pelo

processo de fusão, pode ser uma limitação deste método23.

Caracterização das Dispersões Sólidas

Os métodos que têm sido utilizados para caracterizar dispersões sólidas são

demonstrados na Tabela 1. Entre eles, os mais importantes são os métodos termoanalíticos,

difração de Raios-X, espectroscopia de Infravermelho e estudos de dissolução dos

fármacos56.

Tabela 1 Métodos de caracterização de dispersões sólidas

Métodos Microscópicos: Mc. Eletrônica de Varredura (MEV) e Mc. Eletrônica de Transmissão (MET)

Métodos Termoanalíticos: Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC)

Métodos espectroscópicos: Espectroscopia no Infravermelho

Difração de Raios-X

Testes de Dissolução

Métodos Termoanalíticos

Incluem todo o exame das características dos sistemas em função da temperatura.

Entre estes, a calorimetria diferencial de varredura (DSC) é o método mais empregado. O

DSC permite a detecção quantitativa e qualitativa de todos os processos em que a entalpia é

absorvida ou produzida (transformações de fase endotérmica ou exotérmica). O método

usual de medida é o aquecimento de amostras teste e referência de tal maneira que a

temperatura das duas é mantida. Se uma transição de fase ocorre na amostra teste, calor

extra é aplicado a esta amostra de modo que sua temperatura fique na mesma faixa que na

amostra referência. O calor adicional exigido gravado e usado para quantificar a energia da

fase de transição. Transições exotérmicas, tais como, a conversão de um polimorfo em um

42


poliformo mais estável, pode também ser detectada. A falta de um pico de fusão no DSC

em uma dispersão sólida indica que a fármaco está presente mais no estado amorfo do que

na forma cristalina. Desde que o método seja quantitativo, o grau de cristalinidade também

pode ser calculado para sistemas em que o fármaco é em parte amorfa e em parte cristalina.

Entretanto, cristalinidade abaixo de 2% geralmente não pode ser detectada por DSC57.


O princípio da difração de Raios-X o feixe é aplicado na amostra, e bandas de

interferência podem ser detectadas. O ângulo cujas bandas de interferência podem ser

detectadas depende do comprimento de onda aplicado e da geometria da amostra com

respeito a periodicidades na estrutura. A Cristalinidade na amostra é refletida por uma

região característica denominada fingerprint (impressão digital) na difração do padrão.

Devido à especificidade do fingerprint, a cristalinidade na fármaco pode ser identificada

separadamente pela cristalinidade do carreador. Consequentemente, é possível com a

difração de Raios-X diferenciar entre soluções sólidas, em que a fármaco não-cristalino, e

dispersões sólidas, em que é pelo menos em parte presente na forma cristalina, não obstante

se o carreador é amorfo ou cristalino. Entretanto, cristalinidades abaixo de 5±10% podem

geralmente ser detectadas com difração de Raios-X. Verheyen et al. (2002) usou dois tipos

de difração de Raios-X na caracterização de dispersões sólidas de diazepam e temazepam

com PEG 6000: Método da Câmera de Guinier e difratometria de pó de Bragg-Brentano58.

Espectroscopia no Infravermelho

Mudanças estruturais e ausência de estrutura cristalina podem levar a mudanças nas

ligações entre grupos funcionais que podem ser detectados por espectroscopia de

Infravermelho. Como nem todos os picos no espectro IV são sensíveis a mudanças

cristalinas, e é possível diferenciá-los49.

43


Estudos de dissolução

Experimentos de taxa de liberação não podem ser usados isolados para determinar

se uma dispersão sólida foi formada ou não. Contudo, em conjunto com outros dados

físico-químicos, eles fornecem forte evidência da formação de um sistema molecular

disperso ou aproximadamente disperso. Quando o objetivo da preparação de uma dispersão

sólida é melhorar as características de dissolução do fármaco em questão, os resultados dos

experimentos de taxa de liberação são obviamente de suma importância para avaliar o

sucesso da aproximação. Um experimento de dissolução bem desenvolvido mostrará se a

solubilidade e taxa de dissolução do fármaco foi melhorada, e também se a solução

supersaturada é estável ou tende a precipitar rapidamente.

Comparação de resultados do pó do fármaco puro e misturas físicas do fármaco com

o carreador podem ajudar a indicar se o carreador melhorou a dissolução: via solubilização

e efeitos molhantes que poderiam ser afetados por uma simples mistura dos seus

componentes, ou pela formação de uma solução/dispersão sólida58.

Complexos de Inclusão com Ciclodextrinas

As ciclodextrinas são oligossacarídeis naturais cíclicos que foram descobertos a

apenas 100 anos atrás. Foram chamadas de "cellulosine" quando descritas primeiramente

por Villiers em 189159. Logo após, Schardinger identificou as três ciclodextrinas naturais -

, - , and – (ilustrado na fig. 4b). Estes compostos foram referidos conseqüentemente

como “açúcares de Schardinger"59. Por 25 anos, entre 1911 e 1935, Pringsheim na

Alemanha era o principal pesquisador nesta área, demonstrando que a ciclodextrinas

formaram complexos aquosos estáveis com muitos outros produtos químicos. Em meados

da década de 1970, cada uma das ciclodextrinas naturais foi caracterizada estrutural e

quimicamente e muito mais complexos foram estudados. Desde a década de 1970,

extensivo trabalho foi conduzido por Szejtli et al. explorando encapsulação por

ciclodextrinas e seus derivados para aplicações industriais e farmacológicas59,60.

As ciclodextrinas compõem a família de oligossacarídeos cíclicos compostos de 5

ou mais unidades de -D-glucopiranosídeo, como uma amilose (um fragmento de amido).

Recentemente, a mais longa ciclodextrina contendo 32 unidades de 1,4-

44


anidroglucopiranosídeo foi bem caracterizada. As ciclodextrinas típicas clássica,

conhecidas como naturais, contêm seis, sete ou oito unidades de glicose, sendo

denominadas: -ciclodextrina: molécula com anel de seis unidades de glicose; -

ciclodextrina: molécula de sete unidades de glicose; -ciclodextrina: oito unidades de

glicose.

Ciclodextrinas são produzidas por amido proveniente de conversão enzimática. Nos

últimos anos foram encontrados uma larga escala de aplicações nas indústrias de alimentos,

farmacêutica e química, bem como na agricultura e engenharia ambiental. A estrutura

espacial cônica e a orientação dos grupos hidroxila para o exterior concebem a estes

açúcares cíclicos propriedades físico-químicas capazes de solubilizar em meio aquoso e ao

mesmo tempo encapsular na sua cavidade interior moléculas hidrofóbicas61,62,63. CDs

podem ser também usadas para melhorar a permeação de fármacos pouco solúveis e

fármacos com problema de permeação64. Isto pode ser possível devido à dúbia

característica das CDs64. Elas apresentam caráter tanto lipofílico como hidrofílico e este

mecanismo suposto é demonstrado na Figura 2.

Fig. 2. O efeito da complexação de ciclodextrina na biodisponibilidade do fármaco após administração não-parenteral64.

Membrana aquosa exterior

Barreira de difusão aquosa

Biomembrana lipofílica

CirculaçãoSistemica

45


Preparação de Complexos de Inclusão

Malaxagem

Consiste em formar uma pasta a partir da adição da mínima quantidade de líquido

(água ou misturas etanol e água) suficiente para umedecer a mistura em pó de fármaco e

CD. Em escala laboratorial, é realizada em um almofariz com auxílio de um pistilo65,66,67.

Industrialmente, a mistura de componentes é efetuada em uma malaxadora. A secagem do

material pode ser feita em estufa ou diretamente na malaxadora acompanhada de

pulverização para uniformizar o tamanho de partícula.

Atomização (Spray Drying)

Representa um dos métodos mais empregados para produzir complexos de inclusão

a partir de uma solução. A mistura parcial do sistema e a rápida eliminação de água

propiciam uma eficiência de complexação elevada. Além disso, esta técnica permite

controlar o tamanho de partículas obtido em intervalos bastante estreitos, fundamental, por

exemplo, para obtenção de pós de administração pulmonar68. O baixo rendimento e o

estresse térmico são algumas das limitações desta técnica65.

Liofilização (freeze Drying)

Consiste na eliminação de solvente dos sistemas em solução, através de um prévio

congelamento e posterior secagem a pressões reduzidas. Esta técnica permite a obtenção de

complexos de inclusão com elevado rendimento e um baixo estresse térmico. Geralmente

se obtêm pós secos, amorfos e com elevado grau de interação fármaco-CD69,70. Apresenta

como desvantagens, o longo tempo de processamento e as más características de fluxo do

material obtido.

Método de Co-precipitação

Esta técnica parte de uma solução de fármaco e CD em condições muito próximas a

saturação e através de mudanças bruscas de temperatura ou adição de solventes orgânicos,

se induz a precipitação do material em forma de complexo de inclusão. Os cristais obtidos

são coletados por centrifugação ou filtração71. Este método é bastante utilizado em escala

46


laboratorial, sendo freqüentemente empregado na obtenção de complexos de inclusão

cristalinos com a CD. No entanto, o baixo rendimento conseguido em escalas maiores, o

risco de formação de complexos de inclusão com solventes orgânicos e o longo tempo do

processamento (um a três dias) torna-o pouco atrativo em escala industrial72.

Fluidização supercrítica

Constitui um dos métodos mais inovadores de obtenção de complexos em estado

sólido. O desenho de partículas empregando CO2 em estado supercrítico confere aos

materiais obtidos por esta técnica, características únicas quanto à interação73. Apesar de ser

um método atóxico (não utiliza solventes orgânicos), rápido, quimicamente estável (utiliza

temperaturas moderadas), de baixo custo de manutenção e com promissores resultados

descritos na literatura, ainda é uma técnica experimental e que apresenta um custo inicial

bastante elevado74.

Caracterização dos Complexos de Inclusão

Os métodos que têm sido usado para caracterizar complexos de inclusão são

relatados na Tabela 1. São os mesmos métodos utilizados na caracterização de dispersões

sólidas, com a adição de Ressonância Magnética Nuclear (RMN), método analítico mais

específico para complexos de inclusão.

Diagramas de solubilidade de fases

Este método baseado na teoria desenvolvida por Higuchi and Connors em 196575

consiste na técnica mais aproximada para caracterizar complexos de inclusão em solução.

Estes estudos podem mostrar efeitos na melhora de solubilidade na estabilidade das

inclusões e avaliação estequiométrica das mesmas. Este teste pode ser usado para estimar a

constante de acordo com o grau de estabilidade dos complexos de inclusão. A Figura 3

mostra como classificar perfis tipo A. A solubilidade linear está representando um perfil AL

no gráfico. Esta é a primeira ordem do fármaco em relação a CD. AN e AF requerem uma

interpretação mais cuidadosa devido à multiplicidade de fenômenos que podem ocorrer.

Perfis do tipo B são obtidos com a formação de complexos de baixa solubilidade aquosa,

47


em alguns casos, inclusive inferior à da molécula hospedeira e que precipitam à medida que

há indusão76,77.

Fig. 3 Perfis de solubilidade pela teoria de Higuchi e Connors. So é a solubilidade

intrínseca do fármaco na ausência de ciclodextrina.

Sistemas multi-componentes: Polímeros com Ciclodextrinas

Apesar das ciclodextrinas (CDs) por muito tempo terem sido usadas para formar

complexos de inclusão (CIs) solúveis e cristalinos com uma variedade de pequenas

moléculas hóspedes, Harada and Kamachi demonstraram primeiramente em 1990, usando

polietileno óxido (PEO) líquido de baixo peso molecular, que não se ligam covalentemente,

então CIs cristalinos poderiam ser formados entre os polímeros hóspedes e as CDs

hospedeiras78. Isso é realizado pelo rosqueamento dos polímeros hóspedes nas cavidades

das CD para formar pilhas cristalinas de polímeros, como ilustrado na Fig. 4f. Cadeias

poliméricas inclusas nos complexos CD-CIs apresentam os polímeros extendidos e isolados

nas cadeias dos complexos vizinhos, porque estão completamente rosqueados e confinados

nos canais estreitos das cavidades das CDs (Fig. 4f).

Ciclodextrina

Fárm

aco

Dis

solv

ido

48


Fig. 4. (a) estrutura química da -CD ; (b) dimensões aproximadas da -, -, and -CDs;representações esquemáticas das estruturas de empacotamento das CD: (c) tipo gaiola, (d) tipo camada, (e) cristais CD tipo canal-cabeça e cauda; e (f) sistemas CD-CI contendo polímero incluso78.

Se as CDs hospedeiras no complexo polímero-CD-CIs são cuidadosamente

removidas e as cadeias de polímeros são permitidas a coalescer em um volume de amostra

sólida, então pode-se esperar que o arranjo das cadeias ou seu empacotamento, deva ser

significativamente diferente daquelas normalmente produzidas de sua combinação aleatória

e por métodos de solução ou fusão, como sugerido na Fig. 5.

As CD podem igualmente se ligar covalentemente aos polímeros para alterar suas

funcionalidades com a incorporação das CDs em suas estruturas durante a condensação em

suas cadeias laterais via reações de polimerização. A presença de ciclodextrinas ligadas

covalentemente em polímeros, além de potencializar o aumento da solubilidade de

fármacos pouco solúveis, também serve para aumentar a aceitação das ciclodextrinas em

outras áreas, como por exemplo, na retenção de aditivos, como tinturas, fragrâncias,

antibióticos, etc.

49


Fig. 5. Representação esquemática da formação polímero CD-CI o processo de coalescência, e o polímero coalescido79.

Conclusão

A baixa solubilidade continua impactando o desenvolvimento de um grande número

de potenciais candidatos a medicamentos. A maioria das novas entidades químicas

promissoras são fármacos pouco solúveis em água, que podem apresentar reduzido efeito

terapêutico devido à sua baixa biodisponibilidade. Dispersões sólidas são um dos mais

atrativos processos para melhorar a solubilidade de fármacos pouco solúveis. Pode-se

melhorar sua estabilidade e eficiência pelo aumento de solubilidade através da interação

fármaco-polímero, fração não-cristalina, molhabilidade e porosidade da partícula. As

ciclodextrinas representam uma alternativa verdadeira neste contexto. Estes derivados do

amido são solubilizadores úteis, tanto para líquidos orais como em formas farmacêuticas

parenterais. Adicionalmente pode-se aumentar a biodisponibilidade oral de sólidos através

do aumento da taxa de dissolução secundária para aumentar a solubilidade aparente de um

composto. Enquanto que a formação de complexos de inclusão certamente é o maior

mecanismo associado com o potencial de solubilização das ciclodextrinas, efeitos

Polímero

Solventeorgânico

Tempo

Agitação

Água

Indução da Complexação

Remoção de

ciclodextrina em água com amilase

Cadeias do polímero coalecida mais linear

Complexo de inclusão em pó

Filtração do Precipitado

50


relacionados a não complexação e supersaturação são importantes contribuintes para

solubilização em certas circunstâncias. Polímeros hidrofílicos e ciclodextrinas agindo

isoladas com o fármaco ou formando complexos e sistemas multi-componentes são

eficientes ferramentas na solubilização de fármacos.

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55


3.3 Artigo III. Ferramentas Analíticas Aplicadas na Caracterização de Complexos de

Inclusão Fármaco-Ciclodextrina

Resumo

Na indústria farmacêutica, as ciclodextrinas têm sido particularmente usadas devido

às suas propriedades complexantes, principalmente pelo aumento da solubilidade. O

ambiente lipofílico da cavidade interna das ciclodextrinas propicia condições favoráveis

para a formação de complexos de inclusão com compostos hidrófobos. Apesar do número

crescente de trabalhos utilizando essa técnica, a caracterização desses complexos constitui-

se um processo delicado. As alterações das propriedades físico-químicas das moléculas

hóspedes estão na origem da utilização de metodologias analíticas que permitam detectar

estas variações, que fornecem informações sobre o comportamento de formação dos

complexos. O objetivo deste trabalho foi discutir por meio de uma ampla revisão, os

principais métodos utilizados no passado, na atualidade e a tendência futura para

caracterização de complexos de inclusão.

Palavras-chave: caracterização, complexo de inclusão, ciclodextrina

Introdução

Na indústria farmacêutica, as ciclodextrinas (CDs) têm sido particularmente usadas

devido às suas propriedades complexantes, por aumentar: a solubilidade e dissolução dos

fármacos pouco solúveis, sua biodisponibilidade e estabilidade, diminuir a irritação

gástrica, dérmica ou ocular causada por determinados fármacos, diminuir ou eliminar

odores ou sabores desagradáveis, prevenir interações entre diferentes fármacos ou entre

fármacos e excipientes (GUEDES et al., 2009).

As CDs são oligossacarídeos cíclicos, compostos por unidades de glicose unidas

através de ligações -1,4 (GUAN et al., 2009) originados da degradação do amido pelas

enzimas glicosiltransferases, sintetizadas por alguns microrganismos (JUN et al., 2007).

56


Nessas moléculas, os grupos hidroxilas, primários e secundários estão orientados para o

exterior do anel formado, na porção estreita e larga respectivamente, conferindo-lhe um

exterior bastante hidrofílico e uma cavidade interna hidrofóbica, onde as moléculas

hóspedes ou parte delas são encapsuladas (HAIYEE et al., 2009; SÁ-BARRETO &

CUNHA-FILHO, 2008).

As que são obtidas com maior rendimento são comumente conhecidas como CDs

naturais e contém seis, sete ou oito unidades de glicose, sendo denominadas de -

ciclodextrinas ( CD), -ciclodextrinas ( CD) e -ciclodextrinas ( CD) respectivamente

(CANNAVÀ et al., 2008).

O ambiente lipofílico da cavidade interna das ciclodextrinas propicia condições

favoráveis para a formação de complexos de inclusão com compostos hidrófobos quando se

encontram numa solução aquosa (GUEDES et al., 2008).

A principal força motriz que favorece a indusão molecular consiste na substituição

das moléculas de água, que possuem elevada entalpia, por moléculas hóspedes adequadas.

Trata-se de um processo energeticamente viável por promover uma alteração favorável de

entalpia, aumento de entropia e redução da energia total do sistema, fatores que contribuem

para o aumento da estabilidade do complexo formado. Interações eletrostáticas de Van der

Waals, interações hidrofóbicas, ligações de hidrogênio, também contribuem para formação

e estabilização dos complexos de inclusão (GÓRNAS et al., 2009).

Fármacos poucos solúveis freqüentemente manifestam biodisponibilidade in vivo

inferior quando comparados aqueles de alta solubilidade. Logo, a formação de complexos

de inclusão entre fármacos e ciclodextrinas está entre as técnicas mais vantajosas e

eficientes quando se busca melhoria nas propriedades de dissolução e biodisponibilidade de

fármacos pouco solúveis em água (SPRICIGO et al., 2008; LIMA et al., 2008).

Apesar do número crescente de trabalhos utilizando complexos de inclusão, a

caracterização desses, constitui-se um processo delicado. As propriedades físico-químicas

do fármaco e da CD livre são relativamente diferentes das que possuem estes compostos

quando estão complexados. Partindo deste conceito, qualquer metodologia que tenha

sensibilidade suficiente para medir estas diferenças pode ser utilizada para caracterizar

estes complexos sob diferentes pontos de vista, permitindo direcionar os fenômenos de

57


inclusão de acordo com as necessidades (BRITTO et al., 2004; CUNHA-FILHO & SÁ-

BARRETO, 2007).

Diante disso, o objetivo deste trabalho foi discutir por meio de uma ampla revisão

os principais métodos utilizados no passado, na atualidade e a tendência futura para

caracterização de complexos de inclusão.

Métodos de Caracterização

Uma das principais características das CDs é o fato de formarem complexos de

inclusão quer em solução, quer no estado sólido.

As fracas interações que ocorrem entre a molécula complexada e a CD,

característica intrínseca do sistema molecular, dificultam a utilização de algumas técnicas

analíticas aplicadas à solução. Enquanto que a caracterização desses complexos de

inclusão (CI) no estado sólido, é considerada de grande interesse devido as possibilidades

de patentes (GIORDANO et al., 2001; BRITTO et al., 2004).

As alterações das propriedades físico-químicas das moléculas hóspedes estão na

origem da utilização de metodologias analíticas que permitam detectar estas variações,

conseqüentes da complexação, e que forneçam informações sobre o comportamento dos

complexos (UEKAMA et al., 1998).

A maioria dos estudos de caracterização de complexos de inclusão com CDs em

solução aquosa tem sido feito por espectroscopia de absorção visível e ultravioleta, técnica

de fluorescência e espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) (FRANCO et

al., 2009). Para os estudos que envolvem complexos em fase sólida, são utilizadas com

mais freqüência as técnicas de difração de Raios-X, estudos térmicos, espectroscopia de

infravermelho com transformada de Fourier (FIRT) e estudos de dissolução (CANNAVÁ

et al., 2008; LU et al., 2009). Mas existem relatos de outras caracterizações que estão sendo

recentemente utilizadas, mas ainda são pouco relatadas como a espectroscopia de Raman,

eletroforese capilar, potenciometria, calorimetria de titulação isotérmica (ITC), dicroísmo

circular, entre outros (VENTURINE et al., 2008).

58


Caracterização da formação de complexos em solução

Diagrama de solubilidade de fase

A abordagem mais utilizada para o estudo inclusão\complexação é o método

descrito por Higuchi e Connors publicado em 1964 e, posteriormente revisto por Conoors

(1966), sendo considerada como a primeira verificação de complexos de inclusão em

solução. A utilização desse estudo analisa os efeitos da adição do agente complexante sobre

o composto a ser solubilizado. Essa abordagem permite a obter a constante de equilíbrio

(Equação 1) e a estequiometria da formação do complexo.

)Inclinação(1SInclinçãoK

01:1 Eq. 1

Através da análise do diagrama de solubilidade obtido com o experimento (Figura

1), pode-se classificar os complexos de inclusão formados como perfis do tipo A e B. O

tipo classificado como tipo A quando a solubilidade do substrato aumenta com o

incremento da concentração de CD. Perfis do tipo B são obtidos com a formação de

complexos de baixa solubilidade aquosa, em alguns casos, inclusive inferior à da molécula

hospedeira e que precipitam à medida que há encapsulação.

Figura 1. Diagrama de Solubilidade para avaliação dos complexos de inclusão.

Ciclodextrina

Fárm

aco

Dis

solv

ido

59


Para muitos dos complexos formados, a variação das constantes de formação dos

complexos varia entre 100 e 20000 M-1, demonstrando que mesmo com a formação de

complexos estáveis, uma diluição de 1:100, diminui a porcentagem de complexação de

100% para 30%, o que possibilita a liberação do fármaco complexado nas membranas

biológicas. Contudo, os efeitos da diluição devem ser bem elucidas na utilização desses

complexos em formas farmacêuticas, devido a possibilidade de precipitação do fármaco

quando existe uma relação de não-linearidade da solubilidade entre fármaco-CD

(CHALLA et al., 2005).

Outros dados podem ser obtidos, quando o estudo de solubilidade é realizado em

diferentes temperaturas, sendo possível determinar a influência de parâmetros

termodinâmicos na formação dos CI (MARCELO et al., 2008). Dentre esses parâmetros

podemos citar a entalpia ( H) da complexação, que pode ser determinada utilizando a

equação de Van’t Hoff (GRILLO et al., 2008a).

12

12

1

2

KKln

TRTTTH Eq. 2

Para as mudanças de energia livre de Gibbs ( G) e de entropia ( S) da

complexação, utilizam-se as equações 3 e 4, respectivamente (JUN et al., 2007):

ST-HG Eq. 3

TG-HS Eq. 4

A partir da obtenção do valor de G é possível demonstrar a espontaneidade da

reação, sendo possível avaliar se a mesma é favorável para a solubilização aquosa do

fármaco. Em geral, a formação do CI está associada a valores de G < 0, que é

proporcional ao aumento da temperatura ( S < 0) e da concentração do agente

solubilizante, mas também está deve ser considerada a natureza química da molécula

hóspede na previsão da complexação. Nesse caso, também pode ser analisado qual

60


complexante causa o melhor incremento na solubilidade aquosa, pois quanto maior a

contribuição para o valor negativo de G, melhor o efeito solubilizante (PATEL et al.,

2008).

Jun et al. (2007) realizaram o diagrama de solubilidade de fases da sinvastatina na

presença de concentrações crescentes de hidroxipropil- -ciclodextrina (HP- -CD) e em

diversas temperaturas, sendo obtidos valores crescentes das constantes de complexação, o

que é justificado pela provável redução das interações de Van der Waals e das forças

hidrofóbicas com a elevação da temperatura. Resultado das mudanças nos parâmetros

termodinâmicos durante a complexação, verificando assim a espontaneidade da

complexação. Apesar de favorecer a complexação, o aumento da temperatura também pode

desestabilizar o complexo. A estabilidade térmica, em geral, varia de acordo com a

molécula hospede e a CD, mas variações de temperatura entre 50-60ºC pode acarretar a

decomposição de alguns complexos (VALLE, 2004).

Espectroscopia de ultravioleta visível

A espectrofotometria de absorção molecular na região ultravioleta/visível (UV/VIS)

é um método analítico baseado na propriedade das espécies iônicas ou moleculares de

absorver determinados comprimentos de onda da radiação UV/VIS. No processo de

absorção da radiação, a energia dos fótons é transferida para as moléculas do meio material

provocando transições eletrônicas associadas a transições vibracionais e rotacionais (LEAL

et al., 2008).

Tendo em vista que os níveis energéticos das moléculas são quantizados, a absorção

pode ser considerada como um processo específico relacionado com a estrutura da espécie

absorvente, que determina a energia envolvida na transição, e com a probabilidade de que a

transição ocorra. A intensidade da radiação que incide na amostra pode ser medida e

relacionada com a concentração da espécie absorvente (ROCHA et al., 2004).

O ponto de intersecção de um grupo de espectros sobrepostos expressos em função

da concentração, evidência a presença de uma mistura de dois estados e é denominado

ponto isosbéstico. Em relação à espectroscopia de UV-Vis, a presença de um ponto

isosbéstico pode ser considerada uma forte evidência para a formação de complexo de

61


inclusão. Por outro lado, a inexistência de ponto isosbéstico não significa a ausência de

complexos de inclusão, uma vez que este constitui somente uma parte da evidência em

estudos de sistemas envolvendo complexos, a qual é importante juntamente com outras

provas consistentes (VENTURINE et al., 2008).

Zhang et al. (2009) verificaram a formação do CI do ácido caféico com a HP- -CD

em solução através dessa técnica, onde foi observado um incremento na absorção nos

comprimentos de onda entre 283 e 309 nm com o aumento da concentração da HP- -CD

que variou de 0-6,0 x 10-3 M.

Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear

A espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) é uma das técnicas mais

utilizadas na investigação da estabilidade, estequiometria, energia do processo de

complexação e geometria dos complexos de inclusão em solução e no estado sólido

(BOUQUET et al., 2007), principalmente quando existem resultados contraditórios obtidos

por outras técnicas, permitindo obter de forma direta as interações que ocorrem entre as

moléculas hóspedes e a CD, sendo capaz de diferenciar qual parte da estrutura química do

fármaco está sendo complexada, fornecendo informações sobre a geometria de

complexação (VEIGA et al., 2006).

Estas informações podem ser obtidas principalmente usando espectroscopia

monodimensional (H1 RMN), baseadas nas alterações de deslocamento químico, quando

ocorre a formação do complexo de inclusão da CD e o fármaco, sendo considerada como a

metodologia mais importante e rigorosa para a comprovação da formação de complexos em

solução, devido a sensibilidade para detectar os fenômenos de complexação (FIGUEIRAS

et al., 2006).

A modificação nos sinais da CD observado através dessa técnica é conseqüência

direta das alterações causadas pela associação com o substrato, que altera o microambiente

ao redor dos átomos de hidrogênio no interior da cavidade. Da mesma forma, o substrato

incluído sofre alteração na leitura dos sinais correspondentes aos átomos que penetram na

cavidade da CD, a qual constitui um microambiente diferente daquele em que ele estava

originalmente solvatado (VENTURINE et al., 2008).

62


RMN- H1 detecta durante a complexação o deslocamento químico para valores de

campo mais alto para os H-3 e H-5 localizados no interior da cavidade. Enquanto que os

hidrogênios da superfície externa da CD (H-1, H-2, H-4 e H-6) não são afetados ou sofrem

desvios mínimos (VEIGA et al., 2006).

As técnicas bidimensionais avançadas, tais como ROESY, revelam imagens

detalhadas da geometria do complexo de inclusão em solução, permitindo o detalhamento

estrutural de estruturas complexas contendo CDs modificadas com grau de substituição

variável (DUPUY et al., 2005).

Spamer et al. (2002) averiguaram a geometria do complexo furosemida/ -

ciclodextrina pela técnica bidimensional ROESY e demonstraram que o anel furano da

molécula de furosemida é capaz de acomodar-se por completo na cavidade da -CD,

confirmando a capacidade de complexação.

Técnica de Job

A técnica de variação contínua (“Job plot”) baseia-se na variação de um parâmetro

físico-químico observado na presença de ciclodextrina e que pode ser medido por técnicas

espectroscópicas, como RMN ou fluorescência (SHAFI & SHIHRY, 2009; GRILLO et al.,

2008b). Esta técnica foi utilizada na determinação da estequiometria de complexos de

inclusão envolvendo a -CD, fornecendo ótimos resultados (FRACETO et al., 2007).

Devido à habilidade das CDs de formarem complexos com uma grande variedade

de compostos, a sua presença em solução pode promover alterações das propriedades

físicas, químicas ou biológicas das moléculas hóspedes. No caso das moléculas

fluorescentes, a inclusão no interior da cavidade da CD é conhecida pelo efeito da

intensidade de florescência (GÓRNAS et al., 2009). Misiuk & Zalewska (2009) utilizaram

esta técnica para determinar a estequiometria através do UV do complexo do trazodone

com o HP- CD.

Modelagem Molecular

As estruturas moleculares dos fármacos e das CD podem ser construídas através de

programas computacionais ou utilizando base de dados estruturais como o ambridge

63


Crystallographic Data Centre (FAUCCI, MELANI & MURA, 2000). No estudo de

modelagem molecular, o CI é simulado, e é verificada a orientação do fármaco na cavidade

das CDs (ARAÚJO et al., 2009).

A estrutura molecular com a mínima energia conformacional pode ser encontrada

através de métodos funcionais da teoria da densidade (DFT) e métodos semi-empirícos, e

os cálculos do estado de excitação eletrônica podem ser executados através de programas

específicos (ARAÚJO et al., 2009; ALTONEN et al., 2008). Como exemplo de métodos

semi-empíricos, o AM1, PM3 e PM6 têm sido bastante utilizados para simular geometrias

de CD e dos prováveis complexos em solução e em fase gasosa (BRITO et al., 2004).

A predição computacional de espectros vibracionais, também pode ser usada para

compreender melhor a estrutura intra e intermolecular, incluindo a conformação molecular,

e a ligação intermolecular nos sólidos e soluções (ALTONEN, 2008). Nos estudos

computacionais de Vueba e colaboradores (2006), foi previsto os espectros do cetoprofeno

nas duas conformações da menor energia, e comparando os espectros com espectros

experimentais, encontrou-se apenas uma conformação de baixa energia, tanto nos estados

líquidos e sólidos.

A simulação de espectros vibracionais também tem sido utilizada para estudar CI.

Rossi et al. (2006) estudaram a estrutura do complexo de inclusão indometacina-CD

utilizando o método de simulação vibracional molecular. Verificou-se que em solução,

uma parte da molécula (cloro-benzeno) da indometacina se insere na CD através da

cavidade maior e a amida é afetada pelo processo de inclusão (ALTONEN, 2008).

Determinação por HPLC

A caracterização dos CI formados entre a molécula hóspede e a CD pode ser

realizada através do estudo de retenção por HPLC. As CDs são adicionadas na fase móvel e

a retenção do soluto estará condicionada pela partição do fármaco entre a fase móvel e

estacionária, e a complexação do soluto com a ciclodextrina. O tempo de retenção diminui

à medida que aumenta a concentração de ciclodextrina na fase móvel, devido à provável

formação do complexo fármaco-CD, o que melhora a solubilidade do soluto na fase móvel,

reduzindo o tempo de retenção na coluna (MELO et al., 2008).

64


De acordo com o tempo de retenção do soluto e o volume morto da coluna os

fatores de capacidade são calculados para cado fármaco na presença de concentrações

crescentes de CD. Na presença desta, leva a uma contribuição adicional no comportamento

da retenção do fármaco devido ao processo do complexação (GRILLO et al., 2008b).

Caracterização da formação de complexos no estado sólido

Métodos Térmoanalíticos

Os métodos térmicos são amplamente utilizados na caracterização das CD e dos

seus complexos, principalmente pela rapidez das análises (GIORDANO et al., 2001).

Dentre o mais utilizado, tem-se a calorimetria exploratória diferencial de varredura (DSC),

que permite a detecção quali-quantitativa de todos os processos em que requer produção de

energia (FIGUEIRAS et al., 2007).

É uma técnica bastante utilizada na prática farmacêutica, devido a sua habilidade de

fornecer informações detalhadas sobre as propriedades físicas e energéticas de uma

substância, mostrando-se como um instrumento analítico importante na caracterização de

interações no estado sólido entre fármacos e CD (ARAÚJO et al., 2009). A formação do CI

pode ser identificada nos perfis de DSC, pelo desaparecimento de picos endotérmicos ou

exotérmicos e variações relevantes na entalpia do fármaco puro e complexado

(FIGUEIRAS et al., 2007; RIBEIRO et al., 2008).

Bouquet et al. (2007) utilizaram a técnica de DSC para identificar complexos de

paclitaxel e randomizada metilada- -cyclodextrina (RAME- -CD), no qual verificou-se nos

termogramas do complexo, o desaparecimento do pico de fusão endotérmico do fármaco,

típico da possível formação de complexos, verificado também em outros trabalhos

(BETTINETTI et al., 2002).

Técnicas cristalográficas de Raios-X

Dentre as várias técnicas de caracterização de materiais, a técnica de difração de

Raios-X é a mais indicada na determinação das fases cristalinas. Dentre as vantagens da

65


técnica de difração de Raios-X para a caracterização de fases, destacam-se a simplicidade e

rapidez do método, a confiabilidade dos resultados obtidos (pois o perfil de difração obtido

é característico para cada fase cristalina), a possibilidade de análise de materiais compostos

por uma mistura de fases e uma análise quantitativa destas fases (ALBERS et al., 2002).

A cristalinidade é determinada através da comparação dos principais picos dos

padrões de difração dos sistemas complexados comparados aos picos dos compostos

isoladamente. A relação utilizada para a realização do cálculo ao grau de cristalinidade é

(RDC) = ISA/IREF, onde ISA é a altura do pico da amostra sob investigação e IREF é a altura do

pico do fármaco de referência (FIGUEIRA et al., 2007).

Também são citados alguns experimentos com o objetivo de verificar a

recristalização após alguns dias da obtenção, que possam garantir a estabilidade dos

produtos obtidos e a efetividade do incremento da solubilidade durante um intervalo de

tempo (FRANCO et al., 2001).

Espectrofotometria de absorção na região do infravermelho com transformada de

Fourier

A formação dos complexos de inclusão na fase sólida pode ser avaliada pela

comparação de espectros de infravermelho do fármaco puro e dos complexos sólidos

obtidos por diferentes métodos de preparação (SPRICIGO, 2008). Para isso, são verificadas

interações a nível molecular, detectando as mudanças significativas na forma e na posição

das faixas de absorbância, através do espectro vibracional dos diferentes grupos funcionais

das moléculas de fármacos complexados e livres.

Entre todas as técnicas, os métodos espectroscópicos oferecem algumas vantagens

importantes na análise dos complexos, por ser não-destrutiva, permitir informações

químicas, ser rápido e utilizar pequenas quantidades de material (microgramas)

(CANNAVA et al., 2009; ALTONEM et al., 2008). Recentemente, Cupri e colaboradores

(2007) aplicaram esta técnica para caracterizar complexos de genisteína com -

ciclodextrinas em estado sólido.

66


Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)

A microscopia eletrônica de varredura é utilizada em várias áreas do conhecimento,

sendo amplamente utilizado para estudar os aspectos estruturais dos materiais. O uso desta

técnica vem se tornando mais freqüente por fornecer informações com detalhe, com

aumentos de até 300.000 vezes, do estado de cristalização de produtos obtidos por

diferentes técnicas de complexação e dispersão (DUARTE et al., 2003; RIBEIRO et al.,

2008). O conhecimento detalhado da microestrutura dos materiais permite o entendimento

e, em muitos casos, até a previsão das propriedades e do comportamento dos mesmos. A

partir do MEV, avaliar-se a contribuição com relação a diminuição da cristalinidade das

partículas obtidas através dos diversos métodos para a formação dos CI no estado sólido, à

medida que permite a visualização e diferenciação das partículas de CD e dos cristais dos

fármacos (PRALHAD & RAJENDRAKUMA, 2004).

Em geral, as partículas de ciclodextrina são globulares, medindo de 1 a 180 μm,

enquanto que os fármacos apresentam-se na forma de cristais menores, com formato

irregular, mas com uma distribuição de tamanho de partícula mais homogênea (RIBEIRO

et al., 2003). Nas misturas físicas é possível distinguir as partículas de fármaco das

partículas de ciclodextrina. Porém, quando um complexo é formado, o estado cristalino

resultante é diferente do obtido pela simples mistura da molécula hóspede com a CD.

Apesar dos estudos de MEV serem inadequados para confirmar a formação de

complexos de inclusão, as alterações drásticas na forma das partículas, bem como no seu

aspecto e tamanho apontam para a existência de novas espécies.

Recentemente, Soares-Sobrinho e colaboradores (2008) verificaram que nos

complexos de benznidazol com a metil- -ciclodextrina randomizada (RM CD) e Sulfa-

butil-éter- -ciclodextrina (SBE CD) obtidos por misturas físicas (MF), malaxagem (MLX),

liofilização (LIO) e co-evaporação (ECO), apresentaram mudanças no aspecto morfológico

das partículas, tanto das ciclodextrinas como do fármaco, assim observado nas

fotomicrografias realizadas por MEV (Figura 2).

67


Propriedades de Dissolução

A solubilidade de um fármaco constitui requisito prévio à absorção e obtenção de

resposta clínica, para a maioria dos medicamentos administrados por via oral, neste

contexto, a complexação de fármacos com CD vem se mostrando uma técnica eficaz

(RAMA et al., 2006).

Figura 2. Fotografias da Microscopia Eletrônica de Varredura (Grupo I) microfotografia eletrônica de varredura do benznidazol (A), RM CD (B), MF (C), MLX (D), LIO (E) e COE (F). (Grupo II) microfotografia eletrônica de varredura do benznidazol (G), SBE CD(H), MF (I), MLX (J), LIO (L) COE (M).

A

FE

CB

D

Grupo I

Grupo II

G

ML

H

J

I

68


Os efeitos da complexação sobre tais propriedades podem ser atribuídos a fatores

como mudança no estado cristalino do fármaco, aumento da molhabilidade dos sólidos e da

solubilidade aparente dos fármacos (SPRICIGO et al., 2008), justificando-se assim, a

importância e necessidade dos estudos de dissolução.

Os ensaios de dissolução permitem prever o comportamento , utilizando meios de

dissolução que se assemelhem às condições fisiológicas, considerando fatores como

condições sink, presença de tensoativos e a influência dos padrões de motilidade na

dissolução (RAMA et al., 2006).

Os dados de dissolução podem ser apresentados e tratados utilizando vários métodos

de análise: perfis de dissolução, tempos de dissolução, fração de fármaco dissolvido num

intervalo de tempo e eficiência de dissolução (RAMA et al., 2006), permitindo avaliar a

contribuição no incremento da solubilidade do fármaco, e consequentemente sua

biodisponibilidade e eficácia clínica in vivo.

Outros métodos

Calorimetria de Titulação isotérmica (ITC)

A titulação calorimétrica isotérmica é uma das mais importantes ferramentas

utilizadas no estudo de processos de complexometria. Esta técnica utiliza como fundamento

a medida direta do fluxo de calor envolvido em uma reação, geralmente resultante da

quebra e formação de interações intermoleculares. Ela pode estimar parâmetros

termodinâmicos do processo de complexação, como mudanças na Energia Livre de Gibbs

( G), entalpia ( H) e entropia ( S), determinando a estequiometria de ligação da

interação entre duas ou mais moléculas em solução e a constante de formação de complexo

de inclusão (SOUSA et al., 2008).

Espectroscopia Raman

A espectroscopia de Raman, durante as duas últimas décadas, tem sido uma

ferramenta de pesquisa bastante usada na área farmacêutica. Embora haja uma abundância

das publicações recentes que tratem das aplicações da espectroscopia de Raman, o número

de estudos quantitativos é ainda limitado. Diversos trabalhos demonstram o número de

69


vantagens da técnica de Raman sobre a de infravermelho, principalmente por não haver

interferência da água nos espectros. Mas também apresentam algumas desvantagens, como

equipamento de alto custo e a complexidade dos lasers e dos sistemas de detectores

(ALTONEN, 2008).

A técnica de Raman é uma espectroscopia molecular vibracional que deriva de um

processo de espalhamento de luz. É principalmente aplicado para vibração simétrica, grupo

não polar e banda homoatômica, tais como S=S, S–S, N=N, C=C e O=O. Enquanto a

espectroscopia de infravermelho é aplicada para vibração assimétrica, grupo polar e banda

heteroatômica, como C=O, O–H e H–Cl. Portanto, estes dois tipos de espectroscopia são

complementares para caracterizar a formação de complexos de inclusão (LU et al, 2009).

Conclusão

Diante da vasta utilização de ciclodextrinas na obtenção de complexos de inclusão

com diferentes fármacos que possuem baixa solubilidade, métodos de caracterização estão

sendo ampliados, possibilitando sua melhor compreensão e controle. Esta revisão mostrou

as diversas ferramentas analíticas existentes na atualidade para identificação de alterações

nas propriedades físico-químicas das moléculas hóspedes nos complexos de inclusão, que

vão desde técnicas simples de estudo de solubilidade até técnicas espectroscópicas mais

complexas, fornecendo informações sobre o comportamento dos complexos, nos estados

sólido e líquido, que também podem ser utilizadas quando as ciclodextrinas estão

associadas em sistemas multicomponentes.

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Capítulo II

4 CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DO BENZNIDAZOL POR MEIO DE

DIFERENTES TÉCNICAS ANALÍTICAS

4.1 Artigo IV - Caracterização Físico-química do Tripanomicida Benznidazol para o

Desenvolvimento de Medicamentos

Artigo submetido ao Latin American Journal of Pharmacy

4.2 Artigo V - Benznidazole

Em anexo: Artigo Publicado na Acta Crystallographica Section E. (2008). E64, p. 634

[doi:10.1107/S1600536808005023 ]

4.3 Artigo VI - Desenvolvimento do Método Analítico de Dissolução de Benznidazol

Artigo Aceito para publicação na Revista Química Nova

78


4.1 Artigo IV - Caracterização Físico-Química do Tripanomicida Benznidazol para o

Desenvolvimento de Medicamentos

Resumo

Este trabalho objetivou a caracterização físico-química do benznidazol (BNZ),

utilizando diversas técnicas. Os dados obtidos nos ensaios de infravermelho mostram as

características principais a carbonila e deformação N-H; as vibrações devido ao grupo

benzílico e imidazólico. O BNZ apresentou pico endotérmico em aproximadamente 190ºC

referente a fusão. O perfil difractométrico revela a presença de picos de maior intensidade a

7,5; 16,5 e 22 º2 , evidenciando o comportamento cristalino do BNZ, ratificado com as

micrografias obtidas. Obteve-se um percentual dissolvido de BNZ de aproximadamente

25% em 60 min. Os resultados permitiram a determinação detalhada das características do

fármaco (classe II), passo relevante na produção de medicamentos.

Palavras-Chave: Doença de Chagas, Pré-formulação, Solubilidade.

Introdução

O conhecimento das propriedades físico-químicas dos fármacos é um fator

indispensável durante o desenvolvimento das formas farmacêuticas. Portanto, a

caracterização do princípio ativo, deve ser o primeiro passo no planejamento, de modo que

as informações obtidas possibilitem uma abordagem racional no desenvolvimento da

formulação. Essa primeira fase é conhecida como pré-formulação1,2.

Fatores como a presença de diferentes formas polimórficas, impurezas, tamanhos e

formatos cristalinos na matéria-prima utilizada, devem possibilitar o controle adequado do

material em questão. A mudança da forma cristalina pode acarretar alterações na

temperatura de fusão, densidade, solubilidade, estabilidade física ou química, dissolução e

biodisponibilidade de um fármaco e de sua formulação. A caracterização é realizada através

de técnicas diversas tais como, análise térmica, determinações do tamanho da partícula e da

área superficial, espectrométricas (UV e IV/RAMAN), difração de Raios-X, modelagem

molecular, avaliação do perfil de dissolução, entre outros3.

79


Ao se tratar de fármacos de baixa solubilidade, a etapa de pré-formulação, torna-se

ainda de maior relevância devido aos ensaios usualmente utilizados no controle de

qualidade de matérias-primas, podendo não ser discriminativo, ocasionando desvios de

qualidade antes (qualificação de fornecedores), durante (processo produtivo) e após

(estabilidade de acompanhamento) a produção das formas farmacêuticas1,3.

O BNZ é classificado como classe II (reduzida solubilidade e alta permeabilidade)

de acordo com o sistema de classificação biofarmacêutica, sendo fracamente solúvel em

água e nos fluidos aquosos, sendo que sua absorção limitada pela velocidade de dissolução

e solubilidade4.

Com o objetivo se alterar sua solubilidade, além de impedir a ocorrência de

possíveis eventos, como por exemplo, a diminuição de solubilidade do ativo (ocorrência de

polimorfos), várias técnicas vem sendo aplicadas, dentre elas a de dispersão sólida,

complexos de inclusão4.

Alguns estudos com o Benznidazol (BNZ), um derivado nitroimidazol (Figura 1),

com diferentes abordagens como desenvolvimento de métodos analíticos para determinação

de teor5,6, compatibilidade fármaco-excipiente7, forma farmacêutica8 e caracterização são

relatados9, sendo este fármaco de extrema importância no tratamento da doença de Chagas,

infecção causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi, por ser o único agente terapêutico

disponível, especialmente efetivo na fase aguda de infecção10.

Figura 1: Estrutura química do BNZ

Durante a utilização destas técnicas, diversos estudos de caracterização com o

fármaco isolado e associado a outras substâncias necessitam ser realizados, demonstrando a

80


importância do conhecimento prévio das características físico-químicas do fármaco,

possibilitando o controle adequado dos processos de produção, essencial para garantir

qualidade do medicamento, assegurando sua eficiência e segurança.

Desvios nas características recomendadas podem significar riscos graves para a

saúde dos pacientes. Um exemplo desta situação foi descrita quando a baixa qualidade de

amostras de medicamentos contendo primaquina em um estudo de 12 amostras de 9

diferentes fabricantes foram reprovadas em ensaios quali-quantitativos descritos na

Farmacopéia Americana11.

Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi realizar a caracterização do BNZ,

fornecendo conhecimentos básicos e complementares aos que já se encontram disponível

na literatura, necessários ao desenvolvimento racional de formulações, através de diferentes

técnicas, com a finalidade de produzir e controlar formas farmacêuticas estáveis e eficazes.

Material e Métodos

Material

Benznidazol (BNZ), N-benzil-2-(2-nitroimidazol-1-il)acetamida foi cedido pelo

Laboratório Farmacêutico do Estado de Pernambuco (LAFEPE). Com pureza estimada, por

meio de técnica de DSC e cromatografia líquida de alta eficiência, de 99,9%9.

Métodos de Caracterizações Físico-Químicas

Foram utilizadas as técnicas de difração de Raios-X (DR-X), calorimetria

exploratória diferencial (DSC), espectroscopia no infravermelho (IV), microscopia

eletrônica de varredura (MEV) e dissolução.


Os resultados de difração de Raios-X de pó foram obtidos utilizando equipamento

copper radiation (40 Kv, 30 mA), com o difratômetro Philips PW 1729 (Philips Corp,

Holanda), geometria de Bragg-Brentano com intervalo de 2<2 <60, tamanho de fenda de

0,02º e tempo de tomada de 2 segundos.

81


Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC)

Amostras de peso entre 3 a 4 mg foram colocadas em porta amostra de alumínio e

aquecida de 30ºC a 250ºC na razão de 10ºC.min 1 utilizando módulo de temperatura DSC

Q100 calorímetro (TA Instruments, New Castle, DE). Foi utilizado Nitrogênio como gás de

purga, com fluxo de 50 mL.min 1. A calibração da temperatura e razão de aquecimento foi

realizada com padrão de índio.

Espectroscopia de Infravermelho

O espectro de infravermelho foi obtido utilizando equipamento Bruker IFS-66V

spectrometer (Bruker Daltonics Inc, Bremen, Alemanha). As amostras foram misturadas

com brometo de potássio e obtidas pastilhas.


Morfologia das superfícies das amostras foram examinadas utilizando LEO- 435VP

microscópio eletrônico de varredura (Leica Microsystems, Cambridge, RU). Particulas

foram fixadas em suporte recobertas por ouro sob vácuo.

Estudos de Dissolução

Os estudos de dissolução foram realizados seguindo especificações do Food and

Drug Administration (FDA) e United State Pharmacopea (USP) utilizando pá como

aparato (Turu Grau DT-6, Barcelona, Espanha) a 75 rpm e 37ºC (±0,5ºC). O volume de 900

mL de ácido clorídrico mais cloreto de sódio, pH 1,2 foi utilizado como meio. Amostras do

BNZ foram colocadas em cápsulas com 50 mg de BNZ com partícula de tamanho entre 50-

200 m. Os tempos de coleta foram de 5, 10, 15, 20, 30, 45 e 60 minutos, onde após

filtração determinou-se a concentração das amostras por espectrofotometria a 324 nm. Para

cada sistema obtido 3 replicatas foram testadas. O perfil de dissolução foi avaliados

utilizando-se eficiência de dissolução nos intervalos de 15 e 20 minutos (DE15 e DE20)12.

Resultados e Discussões

82



Para a análise do difratograma do BNZ no estado sólido, O perfil difractométrico do

fármaco revela a presença de 3 picos de maior intensidade a 7,5; 16,5 e 22 º2 , além de

diversos picos secundários, evidenciando o comportamento cristalino do BNZ, sugerindo

que o fármaco analisado apresenta-se como um composto de características cristalinas.

1 0 2 0 3 0 4 00

2 5

5 0

7 5

1 0 0

Inte

nsid

ade

rela

tiva

(%)

2 º th e ta

Figura 2: Difratograma de Raios-X do BNZ

Outra técnica cristalográfica mais sofisticada utilizada é o ensaio de difração de

Raios-X de monocristal. Este, por sua vez, é o único capaz de estabelecer com precisão a

estrutura geométrica do cristal15. A conformação cristalográfica do BNZ, realizado por

Soares-Sobrinho9, descreve a orientação relativa dos três fragmentos planares, o grupo

imidazol (A), grupo benzil (B) e fragmento acetamida (C), com seus correspondentes

ângulos diedro, sendo eles: A/C = 88,17; B/C = 67,12 e A/B = 21,05. Estes três fragmentos

planares podem ser visualizados através da estrutura tridimensional na Figura 3.

83


C

Figura 3: Estrutura molecular tridimensional do BNZ.

As limitações dessa técnica incluem a dificuldade de obtenção de um cristal isolado,

com tamanho adequado ao ensaio, a complexa análise dos dados e os elevados custos

envolvidos15.

Calorimetria Exploratória Diferencial

As técnicas de análise térmica apresentam aplicações em diversos ramos da ciência,

entre eles a indústria farmacêutica, pelo fato de serem alternativas rápidas e seguras para

caracterização e estudo das matérias-primas16.

O ponto de fusão do BNZ, preconizado pela Farmacopéia Brasileira IV ed.,

apresenta-se como uma propriedade física que auxilia na sua identificação, análise de

pureza e estabilidade; contudo, outras técnicas mais modernas e complexas vêm sendo

utilizadas17,18.

A curva de DSC realizada para a verificação da faixa de fusão do BNZ (Figura 4) na

razão de 10ºC.min-1 evidenciou um pico endotérmico correspondente a temperatura do

ponto de fusão de 191,68 ºC com valor de reação com E de -119,71 J.g-1 correspondente a

faixa de fusão relatada na literatura4,17. Quando esse experimento é realizado com pequenas

variações de temperatura do pico de fusão mesmo que em diferentes razões de

aquecimento, revela indícios da ausência de polimorfos.

A

B

C

84


0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0

T e m p e ra tu ra ºC

End

otér

mic

o

Figura 4: Curva de DSC do BNZ para verificação da faixa de fusão

Ainda para a verificação de polimorfos no BNZ (Figura 5), realizou-se por DSC um

aquecimento inicial, na razão de 10 ºC.min-1, para a verificação do ponto de fusão do

fármaco, correspondente ao pico endotérmico de 191,68ºC, como relatado inicialmente na

verificação da pureza do BNZ e, posteriormente, através de resfriamento da amostra

fundida, induziu-se a recristalização do fármaco, com o objetivo de verificar, através de um

segundo aquecimento, mudanças da rede cristalina pela formação de arranjos estruturais

diferentes, devido às variações das condições de temperatura sofridas, podendo haver a

formação de estruturas metaestáveis, o que seria verificado pela alteração do ponto de fusão

inicial. Contudo, nesse caso, verificou-se a ausência de polimorfos, devido a não

modificação do pico endotérmico do BNZ.

85


0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0

1 º a q u e c im e n to

End

otér

mic

o

T e m p e r a tu r a º C

2 º a q u e c im e n to

e s f r ia m e n to

Figura 5: Curva de DSC do BNZ para verificação de polimorfos

Soares-Sobrinho e colaboradores4 realizaram estudos de compatibilidade de pré-

formulados a base de BNZ através de análise termogravimétrica (TGA), utilizando

excipientes consagrados na indústria farmacêutica para a compressão direta, como as

celuloses cristalinas (CM) 102 e 250, lactose anidra e glicolato de amido sódico.

Os estudos termogravimétricos do BNZ e de suas misturas binárias utilizando TG,

demonstram inicialmente que o BNZ isolado é termicamente estável até 233,76°C e

apresenta etapa principal de decomposição entre 233,76 a 319, 35°C, com perda de massa

de 43,32%, comprovando compatibilidade entre fármaco e excipientes.

Espectroscopia no Infravermelho

No setor farmacêutico, é usada em inúmeras aplicações, como identificação de

fármacos, avaliação da pureza, estudos de compatibilidade e freqüentemente, cristalinidade

e discriminação de polimorfos, para avaliar se as condições experimentais foram

adequadamente estabelecidas, uma vez que o polimorfismo pode ser a causa de diferenças

no desempenho de formulações farmacêuticas18,19.

86


O espectro no IV do BNZ (Figura 6) apresenta picos característicos, principalmente

com relação as bandas típicas das amidas (vibração de estiramento N-H), estiramento de

carbonila (banda amida I) e deformação N-H (banda amida II), além das vibrações devidos

aos grupos benzílico e imidazólico, e em particular, ao grupo nitro. A banda devido as

vibrações de estiramento N-H, encontra-se em 3330 cm-1. A banda de estiramento da

carbonila encontra-se em 1685 cm-1 e a deformação de N-H (amida II) em 1565 cm-1,

característica da amida secundária. Além dessas, a banda em 1318 cm-1 é atribuída ao

estiramento C-N. O conjunto de bandas em 3180, 3160, 3120, 3090 e 3000 cm-1 surgem das

vibrações de estiramento simétrico e assimétrico de metileno do grupo benzila e o

estiramento dos C-H’s aromáticos, embora estejam em região de onda maior do que o

previsto.

A região dos harmônicos e bandas de combinação (2000 a 1667 cm-1),

freqüentemente útil na determinação do número e posição de substituintes em anéis

aromáticos, parece pouco informativa no espectro, não sendo observadas as quatro bandas

de pequena intensidade que caracterizariam o benzeno monossubstituído presente na

molécula. A banda em 1380 cm-1 é relativa à vibração do estiramento simétrico do grupo

nitro; enquanto que o estiramento deve-se à banda assimétrica em 1498 cm-1, parcialmente

encoberta pela banda de maior intensidade em 1515 cm-1, não excluindo a possibilidade de

que esta banda também esteja relacionada ao estiramento assimétrico do grupo nitro. Na

região de menor freqüência, podemos atribuir as bandas de 1265 e 1180 cm-1 a vibrações de

deformação C-H no plano e fora do plano, respectivamente, no anel imidazólico. Na

freqüência de 713 cm-1 encontramos ainda a vibração de deformação fora do plano da

fenila.

87


3 5 0 0 3 0 0 0 2 5 0 0 2 0 0 0 1 5 0 0 1 0 0 0 5 0 0

c m - 1

Figura 6: Espectro do BNZ no IV e pela técnica de Raman

Microscopia Eletrônica de Varredura

Figura 7: Fotomicrografias por MEV dos cristais do BNZ.

O tamanho de partícula e o estado cristalino do fármaco influenciam diretamente o

perfil de dissolução, podendo a superfície efetiva apresentada pelo fármaco ser diretamente

proporcional ao tamanho das partículas do mesmo18. O tamanho e a morfologia das

partículas dos componentes da formulação também podem interferir na estabilidade

química dos produtos farmacêuticos, podendo promover alteração da aparência do produto

e na uniformidade de dose20. Para a análise desses parâmetros, comumente utiliza-se a

técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV).

88


Com esta finalidade, obteve-se fotomicrografias das amostras de BNZ, apresentadas

na Figura 7, onde foi observado o aspecto cristalino e irregular das partículas do fármaco,

confirmando os resultados das análises do difratograma de Raios-X. Os resultados obtidos

por essas técnicas auxiliam na compreensão dos dados encontrados nos estudos de

dissolução realizados com o fármaco.

Estudo de Dissolução

Substâncias cristalinas, como o BNZ, apresentam suas moléculas dispostas em um

arranjo cristalino definido9 são caracterizadas por propriedades peculiares no que diz

respeito a sua solubilização, sendo possível correlacionar a estrutura do retículo cristalino

com o ponto de fusão e a velocidade de dissolução. Verifica-se que fármacos com alto

ponto de fusão possuem um retículo cristalino forte e conseqüentemente a remoção das

suas moléculas torna-se um processo extremamente energético, o que acarreta sua baixa

velocidade de dissolução21.

O sucesso no desenvolvimento de novos fármacos requer não apenas estudos de

otimização das interações ligante-receptor, como também é preciso que o fármaco atinja

seu alvo. Para que a absorção do fármaco ocorra é necessário que as suas moléculas estejam

em solução no local de absorção. Logo, a dissolução da forma farmacêutica sólida nos

fluidos gastrintestinais é um pré-requisito para que ocorra a absorção seguida da

distribuição do fármaco para a circulação sistêmica, dependente em parte, da solubilidade

do fármaco no meio que o rodeia22.

A existência de polimorfos é uma das principais fontes de variação no

comportamento de dissolução dos fármacos, sendo que a influência sobre a velocidade de

dissolução é determinada pelas mudanças na solubilidade dos distintos polimorfos. Por isso

há uma necessidade prática de se caracterizar as formas sólidas de uma substância através

de estudos de dissolução, que podem ser produzidas por processos farmacêuticos

convencionais: cristalização, moagem, secagem por congelamento, pulverização, dispersão

sólida, entre outras13,19.

Para fármacos da classe II, como o BNZ, a escolha do meio deve ser realizada de

forma criteriosa, alguns meios propostos são claramente não fisiológicos, o que pode ser

89


aceitável para controle de qualidade, mas não quando se deseja fazer alguma inferência

sobre o comportamento in vivo da formulação, para produtos que contenham fármacos

pouco solúveis em água recomenda-se o uso de surfactantes23 com o objetivo de atingir a

condição sink24.

Devido sua baixa solubilidade, relacionada a suas características físico-químicas,

evidenciou-se que a taxa de dissolução do BNZ foi lenta, sendo de 29,4% de BNZ

dissolvido no intervalo de 60 minutos, apresentando eficiência de dissolução nos tempos 15

e 20 min de 12,30±1,23 e 14,2±1,29 respectivamente. Tais resultados apontam que a

vetorização desse ativo é relevante diante das características intrínsicas da molécula,

comprovados pelos dados publicados anteriormente por Soares-Sobrinho e

colaboradores8,25.

Figura 8: Perfil de dissolução do BNZ

Conclusão

Para o desenvolvimento de uma forma farmacêutica estável e com percentuais de

biodisponibilidade adequados é necessário conhecer as propriedades físicas e químicas dos

fármacos, principalmente de baixa solubilidade como o BNZ. Este estudo foi considerado

significativo para a caracterização deste fármaco, o qual forneceu informações necessárias

para o desenvolvimento das formas farmacêuticas, além da utilização de técnicas que

possibilitam o incremento da solubilidade do fármaco. As diversas técnicas utilizadas na

90


caracterização são de indispensável importância, pois permitiram a determinação de várias

características como o ponto de fusão, a confirmação da ausência de polimorfos e da

conformação da molécula do BZN, morfologia e geometria do cristal, podendo essas

características influenciarem significativamente na velocidade de dissolução de produtos

farmacêuticos.

Referências

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6. Soares-Sobrinho, J. L.; Silva, A. L. M.; Grangeiro-Júnior, S.; Medeiros, F. P. M.; Rolim-Neto, P. J.; Rev. Bras. Farm. 2006, 87 (3), 78.

7. Soares-Sobrinho, J. L.; Lopes, Q. P.; Santos, F. S.; Soares, M. F. R.; Correa, L. P. Macedo, R. O.; Romil-Neto, P. J.; J. Therm. Anal. Cal., submetido.

8. Soares-Sobrinho, J. L.; Lima, L. N. A.; Perrelli, J. D. C.; Silva, L.; Medeiros, M. F. P.; Soares, M. F. L. R.; Rolim-Neto, P. J.; Rev. Bras. Ciênc. Farm. 2008, 44 (3), 383.

9. Soares-Sobrinho, J. L.; Cunha-Filho, M. S. S.; Rolim-Neto, P. J.; Torres-Lambadeira, J. J.; Dacunha-Marinho, B.; Acta Cryst. E. 2008, E64, 634.

10. Soares-Sobrinho, J. L.; Medeiros, F. P. M; Roca, M. F. L.; Silva, K. E. R.; Lima, L. N. A.; Rolim- Neto, P. J.; Revista de Patologia Tropical, 2008, 36 (2), 103.

91


11. Pugens, A. M.; Donaduzzi, C. M.; Melo, E. B.; Rev. Eletrôn. Farm. 2008, 1, 32.

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92


4.2 Artigo V - Benznidazol

Ver anexo

4.3 Artigo VI - Desenvolvimento do Método Analítico de Dissolução de Benznidazol

Resumo

O desenvolvimento de método analítico para testes de dissolução é de fundamental

importância tanto para o controle de qualidade, como também para o desenvolvimento de

medicamentos. O benznidazol (BNZ), fármaco utilizado na terapia para a Doença de

Chagas na forma farmacêutica comprimidos, não possui até o momento método. Diante do

exposto o objetivo deste trabalho foi desenvolver método de dissolução para comprimidos a

base de benznidazol. Utilizou-se três diferentes tipos de meio de dissolução, velocidades de

rotação de 50 e 75 rpm e aparato tipo pá. A realização de perfis de dissolução do

medicamento foi comparada por ferramentas estatísticas como fator de semelhança e

diferença, além de eficiência de dissolução. O doseamento foi realizado por

espectrofotometria a 324 nm. As condições de ensaio mais adequadas de acordo com os

resultados obtidos foram tampão cloreto de sódio\ácido clorídrico pH 1,2; com velocidade

de rotação de 75 rpm e pá como aparato. Diante dos resultados pode-se concluir que o

método desenvolvido constitui-se numa alternativa eficaz para doseamento do BNZ em

ensaios de dissolução de comprimidos.

Palavras-Chave: Dissolução, Velocidade de Rotação, Doença de Chagas, Benznidazol.

Introdução

O benznidazol, apesar de não ser o fármaco ideal, devido a sua baixa solubilidade

(classe biofarmacêutica II) e alta toxicidade, é atualmente o fármaco de escolha para o

tratamento da doença de Chagas (DOCAMPO, 2001). A tripanossomíase humana sul-

americana ou doença de Chagas é uma doença negligenciada. Estima-se que a prevalência

global da doença de Chagas seja de 9,8 milhões de pessoas infectadas. A batalha contra esta

doença, resultado da infecção pelo Trypanosoma cruzi, já obteve êxitos na interrupção da

93


transmissão vetorial e transfusional da doença na maioria dos países endêmicos, contudo,

estas 9,8 milhões de pessoas infectadas ainda não dispõem de um tratamento

medicamentoso adequado (SCHOFIELD; JANNIN; SALVATELLA, 2006).

Métodos analíticos adequados, como o teste de teor e dissolução, são importantes

para a pesquisa e desenvolvimento de medicamentos de forma racional, em atendimento

aos órgãos reguladores, necessitando haver um desenvolvimento e validação desses

métodos para posterior aplicação na P&D de produtos farmacêuticos (SOARES-

SOBRINHO, 2006).

Dissolução pode ser definida de forma simplificada como o processo pelo qual o

fármaco é liberado de sua forma farmacêutica e se torna disponível para ser absorvido pelo

organismo (AZAMI, 2007). Testes de dissolução in vitro são uma importante ferramenta

para controle de qualidade em diferentes estágios do ciclo de vida de um medicamento

(SIEWERT, 2003).

Nos primeiros estágios do desenvolvimento farmacotécnico são úteis para

identificar variáveis críticas na produção, escolher entre diferentes formulações, otimizá-las

e fazer avaliações de risco, como no caso de formas de liberação controlada (MANADAS,

2002). Existem três categorias de ensaios de dissolução para medicamentos de liberação

imediata: dissolução de um único ponto, com dois pontos e perfis de dissolução, que

permitem avaliar e comparar a cinética de dissolução e a eficiência de dissolução de

determinado produto (STORPIRTS, 1998).

Para fármacos que não possuem monografia oficial existe a necessidade de

desenvolver ensaios de dissolução que possam prever o comportamento in vivo dos

mesmos. A avaliação do perfil de dissolução, em três diferentes meios, na faixa de pH

fisiológico é recomendada como suporte no desenvolvimento e otimização do método de

dissolução, bem como no estabelecimento de correlações in vitro-in vivo (ADAMS, 2001;

MOORE, 1996; FDA, 1997).

Fator importante a ser considerado na escolha do meio de dissolução é a

classificação biofarmacêutica do fármaco. Fármacos classe I dissolverão bem em qualquer

meio aquoso, desde que não haja qualquer problema de desintegração. Já para fármacos da

classe II é preciso haver cuidado na escolha do meio, alguns meios propostos são

94


claramente não fisiológicos, o que pode ser aceitável para controle de qualidade, mas não

quando se deseja fazer alguma inferência sobre o comportamento in vivo da formulação,

para produtos que contenham fármacos pouco solúveis em água recomenda-se o uso de

surfactantes (FDA, 1997) com o objetivo de atingir a condição Sink (AZAMI, 2007). Em

seguida deve ser escolhido método analítico adequado para realizar a quantificação do

fármaco em solução, o método deve ser suficientemente sensível para determinar com

exatidão a quantidade da substância na amostra (SKOUG, 1997).

A escolha do aparato deve ser baseada na capacidade de apresentar resultados

consistentes e admitir algum grau de automação (ABDOU, 1989). O aparato tipo cesta é

geralmente usado para formas não desintegrantes com velocidade de agitação de 50 a 100

rpm, enquanto que o aparato tipo pá pode ser utilizado tanto para formas desintegrantes

quanto para as não desintegrantes a 50 ou 75 rpm (FDA,1997).

Diante da inexistência de método publicado, seja oficial ou em revistas científicas,

referentes ao teste de dissolução para comprimido de benznidazol, o presente trabalho teve

por objetivo o desenvolvimento e validação de um método adequado.

Material e Métodos

Instrumentação

Foram utilizados nos experimentos balança analítica Bioprecisa, modelo FA 2104N;

sonicador Limp sonic; durômetro Varian, modelo VK 200; friabilômetro Press Test;

desintegrador Nova Ética, modelo 301-AC; dissolutor Varian, modelo VK 7010;

espectrofotômetro UV micronal, modelo B 582.

Material e reagentes

Utilizou-se para o estudo: Padrão de trabalho de benznidazol, com teor de 99,9%

fornecido pelo LAFEPE; água purificada; benznidazol matéria-prima; etanol; tampão

acetato de sódio pH 4,5; tampão fosfato de sódio pH 7,2; tampão HCl 0,1 N + NaCl pH 1,2;

comprimidos de benznidazol desenvolvidos no Laboratório de Tecnologia dos

Medicamentos (LTM) e comprimidos de referência Rochagan®, Roche.

95


Validação do Método de Doseamento por UV

O método utilizado para realização do doseamento do percentual dissolvido de BNZ

nos testes de dissolução foi adaptado do trabalho publicado por Soares-Sobrinho e

colaboradores (2006) para uso em experimental. A validação do método foi realizada

segundo ICH (1996) onde foram avaliados os parâmetros de especificidade, linearidade,

precisão e exatidão. Especificidade: Foram obtidos espectros de absorção na região do

UV-visível das soluções placebo, padrão e amostra a fim de verificar-se a interferência das

formulações nas determinações espectrofotométricas do BNZ. Linearidade: Este ensaio foi

realizado com a análise de regressão linear pelo método dos mínimos quadrados dos pontos

médios de três curvas autênticas com seis pontos nas concentrações de 5 μg/mL, 10 μg/

mL, 15 μg/mL, 20 μg/mL, 30 μg/mL e 50 μg/mL do padrão de trabalho de benznidazol. O

coeficiente de correlação obtido foi a partir da média das três curvas. Exatidão: Foi

escolhida para realização da exatidão as concentrações de 20, 80 e 120%, os valores foram

baseados nos percentuais que poderiam ser encontrados durante o perfil de dissolução.

Precisão: Foram obtidas soluções nas concentrações de 50 e 100% da substância padrão e

avaliados quanto ao coeficiente de variação das amostras.

Testes físicos e doseamento/uniformidade de conteúdo dos comprimidos

Os testes de dureza, friabilidade, desintegração, peso médio e uniformidade de

conteúdo dos produtos utilizados no estudo (Benznidazol-LTM e Rochagan) foram

realizados conforme Farmacopéia Americana (USP 30).

Teor

Preparo da solução padrão

Pesou-se precisamente 25 mg do padrão de trabalho benznidazol, transferiu-se

quantitativamente para balão de 50 mL, completou-se o volume com etanol, sonicou-se por

10 minutos. Pipetou-se 2 mL dessa solução e estes foram transferidos para balão

volumétrico de 50 mL, completou-se o volume com água. A leitura procedeu-se em

espectrofotômetro com comprimento de onda de 324 nm, utilizando-se água como branco.

A concentração teórica de leitura foi de 20 μg/mL.

96


Preparo da solução amostra

Matéria-prima: O preparo desta solução procedeu-se da mesma maneira que o

preparo da solução padrão, utilizando 25 mg de benznidazol matéria-prima. Comprimido: O

preparo desta solução também obedeceu ao mesmo procedimento acima citado, utilizando o

equivalente a 25mg de benznidazol, contudo se deve filtrar a solução da primeira diluição

antes de proceder a técnica (SOARES-SOBRINHO, 2006). Foram pesados 10

comprimidos, que foram triturados em grau e pistilo e realizado doseamento segundo

método descrito por Soares-Sobrinho e colaboradores (2006).

Desenvolvimento do Método de Dissolução

Foram consideradas as condições testadas conforme Tabela 1, três meios de

dissolução, obedecendo ao gradiente do pH fisiológico, aparato 2 (Pá) , velocidade de

rotação de 50 rpm e 75 rpm (USP 30). Volume de coleta de 2 mL, havendo reposição

imediata de meio. Os meios de dissolução foram aquecidos a 40ºC e em seguida sonicados,

o volume utilizado nas cubas foi 900 mL, estabilização da temperatura da solução em 37,0

± 0,5°C e as alíquotas foram retiradas nos tempos de 15, 30, 45, 60, 90 e 120 min. As

amostras realizadas em quadruplicata, com posterior leitura no espectrofotômetro a 324 nm.

Além da analise da estabilidade do fármaco no meio de dissolução pelo período de 24 horas

e a influência da filtração da amostra.

Preparo das amostras: a amostra coletada foi filtrada em membrana com

porosidade 0,45 μm e diluída com água ultra-pura a fim de se obter uma concentração final

de 22,2 g/mL de BNZ.

97


Tabela 1: Condições utilizadas nos testes de dissolução

A avaliação da influência da filtração foi testada com a preparação de soluções de

BNZ matéria-prima e Benznidazol-LTM em tampão cloreto de sódio\ácido clorídrico pH

1,2, as amostras foram analisadas por espectrofotometria UV-visível antes e após o

processo de filtração com membrana de acetato 0,45 μm. O estudo de estabilidade do BNZ

em solução (meio utilizado no teste de dissolução), avaliado por meio de soluções de BNZ

e Benznidazol-LTM as quais foram mantidas em temperatura ambiente por um período de

24 h, a temperatura de 37,5ºC.

Estudo comparativo entre Produtos e Perfis de dissolução

Para o estudo comparativo entre os produtos de obtenção local (benznidazol-LTM)

e o produto produzido pela Roche (Rochagan) foi realizado os testes de peso médio, dureza,

friabilidade, desintegração, teor e uniformidade de conteúdo (USP30), como também foi

realizada análise comparativa dos perfis de dissolução, utilizando o método de dissolução

desenvolvido e ferramentas estatísticas, modelo independente, como fator de semelhança

(F2) (equação 1), fator de diferença (F1) (equação 2) e eficiência de dissolução (ED)

(equação 3), conforme observou-se em trabalhos previamente publicados por Martinello &

Serra (2008).

Equação 1

Condição Aparato Meio (900 mL) Velocidade(rpm)

I Tampão cloreto de sódio/ácido clorídrico pH 1,2 II Tampão Acetato pH 4,5 III Tampão fosfato pH 7,2

50

IV Tampão cloreto de sódio/ácido clorídrico pH 1,2 V Tampão Acetato pH 4,5 VI

Pá

Tampão fosfato pH 7,2 75

98


Equação 2

Equação 3

Essas ferramentas comparativas também foram utilizadas para mensurar a influência

dos fatores, natureza do meio de dissolução e velocidade de rotação entre as condições

testadas, durante o desenvolvimento do teste de dissolução.


Validação do método de UV

O método para quantificação do BNZ mostrou-se específico pois não houve

interferência do placebo, no pico de absorção máximo do BNZ, em 324 nm. Para os ensaios

de linearidade obteve-se r2 igual a 0,999 e equação da reta y=0,030; sem falta de ajuste para

a reta obtida além da distribuição aleatória dos resíduos. Para o parâmetro exatidão,

verificou-se uma variação de 99,3 a 100,8% e a média de recuperação entre 99,4 a 100,4%.

Na verificação de precisão foram obtidos coeficientes de variação para as soluções testadas

50 e 100% de 0,7 e 0,6%, respectivamente. Diante dos resultados obtidos pode-se ter

segurança para utilização desse método na evolução do desenvolvimento do teste de

dissolução (ICH, 1996).

99


Testes Físicos e Doseamento/Uniformidade dos produtos

Tabela 2: Controle de Qualidade físicos dos comprimidos: Benznidazol-LTM e Rochagan. Dureza

Kgf

Friabilidade

%

Peso Médio

DP

Desintegração

Segundos

Teor

% (DP)

Unif. de conteúdo

% (DP)

BNZ LTM 6,3 0,01 0,35 >30 99,8 (0,5) 99,7 (0,25)

Rochagan 5,1 0,01 0,45 >30 100,1 (0,3) 100,2 (0,3)

Os controles físicos, além do doseamento e uniformidade de conteúdo dos produtos

analisados, permitem uma análise mais completa. Dados importantes para dirimir qualquer

dúvida no momento da comparação entre os perfis de dissolução dos medicamentos em

estudo, como observado na Tabela 2, encontram-se os resultados de todos os parâmetros

acima citado.

Desenvolvimento do Método de Dissolução

Diante da inexistência de monografia farmacopéica ou método descrito em

literatura, embora disponível comercialmente o produto BNZ comprimidos de 100 mg, foi

desenvolvido o teste de dissolução para tal produto, assim como verificado para outros

medicamentos disponíveis no mercado mundial (SONI, 2008).

Baseado no guia para testes de dissolução (FDA, 1997) utilizou-se o aparato pá

como aparato para forma farmacêutica comprimido e 50 ou 75 rpm como velocidade de

rotação. A influência da velocidade de rotação pode ser verificada na figura 1. Para os

ensaios de dissolução realizados com tampão pH 7,2 (Tabela 1: condições III e VI) a

influência da velocidade de agitação é notória (Figura 1-C), apresentando valores de F1 de

40,35 e F2 de 53,67.

Para o tampão pH 4,5 (Tabela 1: condições II e V) observou-se também grande

influência do parâmetro velocidade de agitação (Figura 1-B), apresentando valores de F1 de

27,02 e F2 de 63,73, por fim os ensaios realizados com o meio de pH 1,2 (Tabela 1:

condições I e IV) apresentaram as menores diferenças relativos ao parâmetro velocidade de

100


agitação, como verificado na Figura 1-A, com F1 de 18,91 e F2 de 63,95, apesar de

constituírem-se em diferenças estatisticamente significativas.

Figura 1: Perfis de dissolução dos comprimidos de BNZ em cada meio com comparativo

entre as duas velocidades de rotação. A) Tampão fosfato pH 7,2; B) Tampão acetato pH

4,5; C) Tampão NaCl/HCl pH 1,2.

Para definição do meio de dissolução (pH 7,2; 4,5 ou 1,2) mais adequado na

utilização do método, comparou-se os perfis de dissolução nas duas velocidades pré-

estabelecidas de acordo com trabalhos de BREIER e colaboradores (2005), conforme

observado na figura 2. Nos perfis de dissolução utilizando velocidade de 50 rpm, verifica-

se acentuada diferença de acordo com a figura 2-A e confirmada por valores de F1 e F2

para todas as comparações (pH 7,2 x pH 4,5; pH 7,2 x pH 1,2; pH 4,5 x pH 1,2), conforme

tabela 3, apesar que os percentuais de fármaco dissolvido ao fim do teste (120 min), com

exceção do ensaio que utilizou meio pH 1,2, apresentaram valores abaixo de 80%. Nos

ensaios que foram realizados com velocidade de rotação de 75 rpm, assim como verificado

para velocidade de 50 rpm, diferenças significativas porém numa intensidade menor

conforme figura 2-B e valores de F1 e F2 (tabela 3). O poder discriminativo do teste de

dissolução, com a velocidade de 75 rpm foi diminuído, porém um percentual maior de

fármaco foi dissolvido ao fim do teste (120 min), como observado para os meios de pH 1,2

101


e 4,5 com valores aproximadamente de 90% e para o meio pH 7,2 com valores de

aproximadamente de 80%.

Tabela 3: Valores de F1 e F2 para todas as condições testadas (I a VIII)

f1/f2 HCl 50 Acetato 50 Fosfato 50

HCl 50 18,49/72,19 70,28/51,96

Acetato 50 18,49/72,19 43,70/61,93

Fosfato 50 70,28/51,96 43,70/61,93

Tabela f1/f2 HCl 75 Acetato 75 Fosfato 75

HCl 75 14,24/66,92 25,26/62,84

Acetato 75 14,24/66,92 11,83/72,48

Fosfato 75 25,26/62,84 11,83/72,48

Figura 2. Perfis de dissolução dos comprimidos de BNZ comparativo entre os três meios de

dissolução. Gráfico A: 50 rpm; Gráfico B: 75 rpm

Uma maneira também utilizada para fins comparativos de dissolução é a eficiência

de dissolução (ED) (KHAN, 1975), conforme tabela 4 pode-se verificar diferenças entre as

condições testadas, apontando para a condição IV com maior eficiência de dissolução.

102


Para os resultados obtidos antes e após filtração, não verificou-se mudanças

significativas com intervalo de confiança de p>0,05. Os resultados para estabilidade da

solução de BNZ e comprimidos de BNZ foi na faixa de 99 a 101%, demonstrando a

manutenção da integridade química da amostra durante o ensaio.

Tabela 4. Valores de eficiências de dissolução no tempo 120 min.

Condição de Teste ED%

I 43,27

II 33,25

III 17,14

IV 44,12

V 41,00

VI 36,73

Estudo comparativo entre Produtos

O estudo comparativo que foi desenvolvido entre o Benznidazol-LTM frente ao

Rochagan, por meio de análises de controle de qualidade para a forma farmacêutica em

questão, utilizando métodos gerais da farmacopéia brasileira quarta edição

(FARMACOPÉIA BRASILEIRA, 1988).

Além do perfil de dissolução realizado após desenvolvimento de método para teste

de dissolução, demonstrou que apesar dos testes físico-químicos (Tabela 2), serem

semelhantes, o contrário foi verificado no perfil de dissolução onde, por meio da

comparação dos perfis dos produtos testados Figura 3. Esta diferença pode ser confirmada

através da ED nos tempos de 45, 60, 90 e 120 min (Tabela 5), além dos valores de F1 20,97

e F2 61,96.

103


Figura 3. Perfil de dissolução comparativo entre produtos

Tabela 5: Eficiência de dissolução Benznidazol-LTM X Rochagan em diferentes tempos

Tempo (min) BNZ – LTM Rochagan

45 41,46 30,1

60 43,26 33,1

90 43,8 37,22

120 44,12 39,7

Conclusão

O desenvolvimento de testes para ensaios de dissolução in vitro de medicamentos é

muito importante. A inexistência de método específico para o produto comprimido de BNZ

em compêndios oficiais e literatura científica, vem colaborar com a definição de método

específico para tal finalidade, com as devidas especificações, constituindo-se em método

adequado ao uso. Com aparato pá, velocidade de rotação de 75 rpm, volume de meio 900

mL, meio de dissolução tampão cloreto de sódio/ác. Clorídrico pH 1,2; duração do ensaio

de 120 min, com dois pontos de coleta para ensaios de controle de qualidade lote a lote com

especificações de > Q de 70 e 80% para os tempos 60 e 120 min respectivamente em

acordo com guia para testes de dissolução (FDA, 1997) para substâncias de classe

biofarmacêutica II (baixa solubilidade), além de realização de perfis de dissolução para o

desenvolvimento e otimização de formulações a base de BNZ.

104


Referências

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19. Farmacopéia Brasileira, 4th Ed, Atheneu, Rio de Janeiro, 1988.

106


Capítulo III

5 OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE DISPERSÕES SÓLIDAS À BASE DE

BENZNIDAZOL

5.1 Artigo VII - Dispersões Sólidas à base de Benznidazol Utilizando PEG e PVP com

Potencial Atividade Tripanomicida

Artigo a ser submetido

107


5.1 Artigo VII - Dispersões Sólidas do Tripanocida Benznidazol Utilizando Polímeros

Hidrofílicos

Resumo

Várias técnicas têm sido utilizadas para melhorar a solubilidade/ taxa de dissolução

de fármacos pouco solúveis em água. Entre elas, as disperses sólidas (DS) são mais

frequentemente usadas. O objetivo deste trabalho foi investigar o incremento na velocidade

de dissolução de dispersões sólidas de benznidazol contendo PEG 6000 ou PVP K30, por

meio de caracterização físico-química. O incremento na velocidade de dissolução do BNZ

pode ser alcançado pela formação de processados malaxados (MX) ou evaporados (EV).

Baseado nos resultados pôde-se constatar que as dispersões sólidas foram muito eficientes

na melhoria dessa característica, além de verificar-se que o processo de obtenção desses

sistemas (MX e EV) possuem influência direta para proporcionar uma interação adequada

entre os componentes (BNZ-polímero), fato comprovado nas comparações dos resultados

com as misturas físicas. Dessa maneira, formas farmacêuticas sólidas orais de BNZ com

PVP K30 e PEG 6000 com alta taxa de dissolução podem ser produzidas. Constituindo-se

assim, como alternativa na busca de um tratamento mais eficaz para a Doença de Chagas.

Palavras-chaves: Doença de Chagas, Solubilização, Dissolução, Carreadores.

Introdução

A doença de Chagas, ou tripanossomíase americana, é uma doença causada pelo

Trypanosoma cruzi, um protozoário flagelado. Extendendo-se do sul dos Estados Unidos

até o sul da América do Sul, o T. cruzi é transmitido principalmente por vetores mais

comumente em áreas rurais. Outros mecanismos de transmissão são transfusão de sangue,

via transplacental, transplante de órgão de doador infectado e, mais raramente, via oral e

acidentes de laboratório (Prata, 2001). Compartilhamento de agulhas intravenosas com

outra pessoa é outro meio de transmissão (Auger et al., 2005, Nijar & Bigio, 2007).

De acordo com a Organização Mundial de Saúde no boletim epidemiológico 2003,

na América Latina, a doença afeta cerca de 25% da população, com 16 a 18 milhões de

108


pessoas infectadas e cerca de 100 milhões com alto risco de infecção. Através da migração

urbana, a doença de Chagas tornou-se um problema de saúde não-endêmico em cidades e

países (Diaz 2005). Nos Estados Unidos, aproximadamente 50 000 a 100 000 imigrantes

têm evidências de infecção crônica pelo T. cruzi (Kirchhoff, 1993). Em anos recentes,

muitos casos não associados ao vetor têm sido diagnosticados nos Estados Unidos, Canadá,

e Europa (Nijjar & Bigio, 2007; Maguire, 2006).

Benznidazol, N-benzil-2-(2-nitroimidazol-1-il)acetamida (BNZ) (Fig. 1), o único

fármaco tripanocida aprovado na Argentina e Brasil (Coura & Castro, 2002) de acordo com

Do Campo (2001) tem sido a única fármaco específica no tratamento da doença de Chagas.

Esta fármaco tem sido eficaz apenas no estágio inicial da doença e no primeiro estágio na

fase crônica. Dois dos principais problemas deste fármaco são sua toxicidade e baixa

solubilidade.

As únicas quimioterapias tripanocidas disponíveis para a doença de Chagas são

formas farmacêuticas sólidas, mas têm as desvantagens associadas com a absorção oral de

fármacos pouco solúveis (Lamas, 2006). Várias técnicas têm sido utilizadas para melhorar a

solubilidade/ taxa de dissolução de fármacos pouco solúveis em água. Entre elas, as

dispersões sólidas (DS) (Serajuddin, 1999; Leuner & Dressman, 2000; Craig, 2002) são

mais frequentemente usadas. Nas DS, polímeros hidrofílicos têm sido comumente usados

como carreadores. Polivinilpirrolidona (PVP) e polietilenoglicol (PEG) têm sido

vastamente empregados pelo seu baixo custo e alta solubilidade aquosa. Ambos os

polímeros são livremente solúveis em água e são disponíveis em vários pesos moleculares.

O tamanho molecular de ambos os polímeros favorece a formação de dispersões sólidas

(Franco et al., 2001; Verheyen et al., 2002; Tantishaiyakul et al., 1999; Ruan et al., 2005).

Diante do exposto o objetivo deste trabalho foi investigar o incremento na

velocidade de dissolução de dispersões sólidas contendo PEG 6000 ou PVP K-30,

utilizando na caracterização das dispersões as técnicas de Calorimetria Diferencial

Exploratória (DSC), infravermelho com transformada de Fourier (IVTF), microscopia

eletrônica de varredura (MEV), difração de Raios-X (DRX), estudo químico-teórico, bem

como estudos de solubilidade/dissolução.

109



Materiais e métodos

Materiais

Utilizou-se Benznidazol doado pela Roche (Brasil); Polietilenoglicol 6000 (PEG

6000) foi fornecido pela Valdequímica (Brasil); Polivinilpirrolidona K-30 (PVP K-30) foi

fornecido pela BASF (Alemanha); acetonitrila, metanol e etanol foram obtidos da Cinetica

(Brasil).

Doseamento do BNZ

A concentração de BNZ foi medida pelo método espectrofotométrico UV, de acordo

com metodologia desenvolvida e validada por Soares-Sobrinho et al. (2006). Na preparação

da solução padrão, pesou-se precisamente 25 mg do padrão de trabalho de BNZ, transferiu-

se quantitativamente para balão de 50 mL, completou-se o volume com etanol, sonicou-se

por 10 minutos. Pipetou-se 2 mL dessa solução e transferiu-se para balão volumétrico de 50

mL, completou-se o volume com água. Se procedeu a leitura em espectrofotômetro em

comprimento de onda de 324 nm, utilizando-se água como branco. A concentração teórica

de leitura foi de 20 μg/mL. Para o preparo da solução-amostra procedeu-se da mesma

maneira que o preparo da solução padrão, utilizando 25 mg de BNZ matéria-prima.

110


Preparação de misturas físicas e dispersões sólidas

Misturas Físicas (MF)

O Benznidazol e os excipientes (PVP K30, PEG 6000) foram precisamente pesados

na razão de 1:1 fármaco/polímero (p/p), misturados e pulverizados em grau com pistilo até

a mistura homogênea ser obtida. A mistura foi passada em tamis com malha de 250 μm e

armazenada em dessecador.

Dispersões sólidas

Evaporados (EV)

Dispersões sólidas de BNZ em PVP K30 e PEG 6000 contendo a razão (1:1 p/p

fármaco/polímero) foram preparadas pelo método de solvente por rotaevaporação. O BNZ e

o polímero foram dissolvidos em uma quantidade mínima de uma mistura

metanol:acetonitrila (50:50 v/v). A mistura de solventes foi retirada por evaporação em

rotaevaporador, sob pressão reduzida e temperatura a 50ºC. O resíduo resultante foi seco

sob vácuo e estocado em dessecador. Após secagem, o resíduo foi homogeneizado em grau

com pistilo, e então tamisado em malha de 250 μm.

Malaxados (MX)

O sistema MX foi preparado pela mistura física num grau pela adição lenta de

solução etanol/água (1:1 v/v), em uma quantidade de 20%, e misturados até o sistema

homogêneo ser obtido (Hedges, 1998). As amostras foram secas em estufa industrial a 50ºC

por 14 horas e após secagem, o pó resultante foi tamisado em malha de 250 μm.

Caracterização das Misturas Físicas (MF) e Processados (EV e MX)

Infravermelho com transformada de Fourier - FTIR

Os espectros de FTIR das amostras foram obtidos em um espetrômetro

SHIMADZU FTIR 8400 (Japão). As amostras foram preparadas em pastilhas de KBr (2

mg de amostra em 200 mg de KBr). As micrografias foram obtidas de 4000 a 400 cm 1 de

resolução de 1 cm.

111


Modelagem molecular de interações fármaco–polímero(MM)

As estruturas teóricas dos complexos de hidrogênio PVP···Benznidazol e

PEG···Benznidazol foram obtidas através de cálculos de otimização de geometria utilizando

o método B3LYP/6-31G (d,p). Utilizando critérios padrões de convergência, todos os

cálculos foram executados no programa GAUSSIAN 03. Os valores das energias de

interação intermoleculares ( E) foram determinados através da equação 1 e os resultados

das energias de interação intermoleculares E foram corrigidos pelos valores das Energias

de Ponto Zero (ZPE) vibracional (McQuarrie, 1973) e pelo cálculo do Erro de Superposição

do Conjunto de Base (BSSE) (Boys & Bernardi, 1970).

E = E(Complexo de hidrogênio) – [E(Monômeros)] (Eq.1)

Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC)

A caracterização térmica das amostras foi determinada por um calorímetro

diferencial de varredura Shimadzu – Thermal Analyzer DT 40 DSC 50/50Q com amostras

de 2 mg precisamente pesadas que foram colocados em recipiente da amostra de alumínio e

aquecidas em uma razão de 10ºC.min-1 e temperatura entre 30 e 350ºC.

Difração de pó de Raios-X (DRX)

As analises de DRX das dispersões em forma de filmes finos foram executadas em

amostras orientadas aleatórias, varrendo sobre o intervalo de 5–55º 2 , em um difratômetro

Siemens PW1710, com geometria Bragg–Brentano ( , 2 ) e radiação Ni-filtrado CuKj.


As imagens das amostras foram analisadas por um microscópio eletrônico de

varredura (AKASHI SX-40, Japão). As amostras foram montadas em uma fita adesiva de

carbono de dupla face, levadas a banho de ouro no metalizador (DENTON VACUM,

DESK II) antes de serem analisadas. As figuras foram observadas em uma ampliação de

600-fold a 2000-fold.

112


Dissolução In vitro

Estudos de dissolução in vitro foram executados seguindo especificações do Food

and Drug Administration (FDA) para fármacos pouco solúveis usando a United States

Pharmacopeia (USP) aparato de dissolução 2 (pá) (Varian Inc. VK 7010) a 75 rpm e 37ºC

(±0,5ºC) (USP 1997). O meio de dissolução usado foi HCl 0,1 M com NaCl, pH 1,2 em um

volume de 900 mL por cuba. Em intervalos de tempo pré-determinados, amostras de 5 ml

foram retiradas do meio de dissolução com reposição e filtradas em filtro de membrana de

0,45 m analisadas por espectrofotometria a 324 nm (Soares-Sobrinho, 2006). Para cada

sistema binário 4 replicatas foram testadas.

Resultados e Discussão

IVTF

O espectro no infravermelho do BNZ é relativamente complexo dadas as diferenças

funcionais características da molécula. As características principais são: a carbonila

(amida I) e deformação N-H (amida II); as vibrações devido ao grupo benzílico e

imidazólico e, em individual, ao grupo nitro (Nothenberg, 1983). A identificação da amida

secundária parece isenta de dúvidas. Ligações N-H em alguns pontos distintos, com

clareza, a banda devido a vibrações de estiramento, em 3330 cm-1. O mesmo pode ser dito

considerando a banda relativa ao estiramento da carbonila (amida I) observada em 1685

cm-1. Para vibrações de deformação N-H (amida II), em 1685 cm-1, também pode ser

considerada a característica da amida secundária. Foi atribuído ainda a banda de 1318 cm-1

para um estiramento C-N (amida III) (Fig 2).

113


Fig. 2. Espectro IV de componentes isolados e misturas físicas e dispersões sólidas de

BNZ, PVP and PEG

Quando compara-se a MF e a DS em torno de 3330 cm-1 esse pico sempre diminui,

sendo este pico o estiramento N-H da molécula do BNZ, existindo uma interação polímero

com esse grupamento.

O pico em torno de 1685 cm-1 se alarga, sempre mais nas dispersões do que nas

MFs, esse pico é devido ao C=O da amida do BNZ, como já observamos que houve

interação no N-H, talvez por estar na mesma região exista uma interação com esse

grupamento, fato confirmado com os resultados obtidos na modelagem molecular (Fig 3).

Em 1565 cm-1 também há uma diminuição do pico; este pico também é referente à

vibração N-H, já discutida acima. Existe a diminuição e até aparecimento de novos picos na

região de 1500 cm-1, são picos C=O e C=C do anel benzênico. Em 1318 cm-1 há o

114


alargamento do pico, referente à ligação C-N da amida do BNZ, portanto prova-se a

existência de interação entre o PVP e a parte da amida do BNZ, mesmo que sejam fracas.

Modelagem Molecular das interações fármaco–polímero

Na Tabela 1 são apresentados os principais resultados estruturais e energéticos dos

dois complexos de hidrogênio formados entre os polímeros PVP e PEG, e a molécula do

BNZ.

Tabela 1. Resultados estruturais e energéticos de PVP BNZ (a) e PEG BNZ (b)

complexos de hidrogênio, obtidos com os cálculos B3LYP/6-31G(d,p).

Parâmetros (a)

PVP BNZ

(b)

PEG BNZ

RI 2.187 2.399

RII 2.390 2.379

RIII 2.312 —

E 20.90 6.60

* Valores para as distâncias R são dados em Ångstrons

** Valores de E são dados em kcal.mol-1.

As energias de interação intermoleculares E (corrigido por BSSE e ZPE) de 6.6 e

20.90 kJ.mol-1 obtidas através do cálculo B3LYP/6-31G(d,p) foram determinados para os

complexos mais estáveis, os quais são representados na figura 3 pelas estruturas (a) e (b),

respectivamente. Diante destes resultados, foi demonstrado que a estabilidade da interação

entre a molécula do Benznidazol e o monômero PVP foi três vezes maior quando

comparada com o PEG. Além disso, pode-se ver na tabela 1 que a dispersão sólida com

PVP é formado por três ligações de hidrogênio, enquanto com o PEG, apenas duas ligações

de hidrogênio foram identificadas. A figura 3 ilustra a geometria otimizada obtida para os

complexos de hidrogênio (a) e (b)

115


Fig. 3. Geometrias Otimizadas obtida dos complexos de hidrogênio PVP BNZ (a) e

PEG BNZ (b) obtidas do cálculo B3LYP/6-31G(d,p).

Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC)

As curvas de DSC obtidas do material puro, processados e suas correspondentes

misturas físicas foram representadas na fig. 4. O BNZ possui em seu comportamento

térmico um pico endotérmico em aproximadamente 190ºC referente ao ponto de fusão da

substância pura, confirmando dados anteriormente publicados (Soares-Sobrinho, 2008). O

PEG possui pico característico endotérmico em aproximadamente 65,4ºC, para o PVP onde

pode-se observar uma leve curva , no sentido endotérmico no intervalo de 50-120ºC devido

a evaporação de água do material.

O pico característico do BNZ foi perdido, significando a perda de estrutura

cristalina do fármaco em todas as amostras (misturas físicas e processados). As Dispersões

sólidas de BNZ tanto com PEG como PVP mostraram quase o mesmo comportamento

térmico de suas misturas físicas, a ausência de picos do BNZ sugere que o fármaco foi

completamente solubilizado na fase líquida dos polímeros, fenômeno relatado

anteriormente por (AUGUSTIJNS & MOOTER, 2000; ECHEZARRETA-LOPEZ et al.,

2000). A análise térmica por DSC não é, neste caso, uma ferramenta analítica conclusiva na

busca de indícios de interações fármaco polímero.

116


Fig 4. Curvas DSC para componentes isolados e sistemas binários de BNZ, PVP e PEG, sendo: SDEPEG dispersão sólida com PEG obtida em rotaevaporador, SDKNPEG dispersão sólida com PEG obtida por malaxagem, PMPEG a mistura física do BNZ com PEG, SDEPVP dispersão sólida com PVP obtida em rotaevaporador, SDKNPVP dispersão sólida com PVP obtida por malaxagem, PMPEG a mistura física do BNZ com PVP.

Difração de pó de Raios-X

Os difratogramas do padrão de BNZ (c) revelaram que o BNZ é um composto

cristalino, mostrando dois picos de difração muito fortes a 2 em torno de 7.0° e 17.0°

respectivamente, enquanto outros presentes em menor intensidade a 2 um em torno de

11.0° e outro de 22.5°. Entretanto, mesmo que seja um material cristalino, nas dispersões

sólidas na matriz do PVP esses picos perdem intensidade, caracterizando uma tendência ao

estado amorfo, característico do PVP puro (fig. 5d) e sugerindo que o PVP inibe a

cristalização do BNZ, tanto na dispersão sólida por malaxagem (fig. 5b) quanto na obtida

por rotaevaporação (fig. 5f), apesar da amostra rotaevaporada apresentar uma redução mais

acentuada desses picos característicos, principalmente o pico em torno de 17.0°. Por outro

lado, os difratogramas nas dispersões sólidas de BNZ/PEG revelam que o BNZ pode ter

sofrido recristalização durante o processo de preparação das dispersões após evaporação do

solvente (fig. 7g). O PEG tem dois picos fortes característicos a 2 , 19.0° e 23.0° (fig. 5e) e

nas dispersões de BNZ/PEG estes picos característicos foram reduzidos, e o pico

característico do BNZ em torno de 7.0° foi reduzido tanto na dispersão malaxada

117


BNZ/PEG (fig. 5a) quanto na dispersão coevaporada BNZ/PEG (fig. 5g). Esta redução de

picos característicos fortes pode contribuir para uma melhora de solubilidade, já que formas

amorfas têm mais facilidade de solubilização do que as formas cristalinas.


A fig. 6 ilustra as micrografias dos materiais puros (BNZ, PEG, PVP), das misturas

físicas (BNZ-Polímero) e dos processados (MX e EV). O BNZ (a) existe como cristais bem

definidos e tamanhos variados, o PVP K30 (b) apresenta-se como partículas ou parte destas

de naturezas amorfas. O PEG 6000 (c) consiste de largas partículas cristalinas de tamanho

irregular. Nas misturas físicas (d, e), as características dos cristais de BNZ, que foram

misturados com partículas de excipientes ou aderidas em sua superfície, mantendo o

aspecto cristalino do fármaco como observado também nas figuras 4 e 5 (caracterizações

por meio de DSC e DRX). Caso contrário foi observado nos processados (f, g), pois

aparecem na forma de partículas irregulares onde a morfologia original de ambos os

componentes desaparece e agregados minúsculos de partes amorfas de tamanho irregular

estão presentes. Conseqüentemente, a redução de tamanho de partícula, aumento da área de

superfície, e a interação entre os carreadores hidrofílicos e o BNZ podem ser responsáveis

pelo aumento da solubilidade do fármaco observado pelas partículas dos processados (MX

e EV), confirmados pelos resultados de dissolução apresentados na figura 7.

cfbda ge

Fig. 5. Difratogramas de Raios-X de BNZ,

PVP e PEG e de respectivas misturas

físicas e dispersões sólidas: a-

coevaporado BNZ-PEG, b-coevaporado

BNZ-PVP, c- PEG,d- PVP, e- BNZ, f-

malaxado BNZ-PVP, malaxado BNZ-

PEG.

118


Fig. 6. MEV micrografias dos componentes isolados e misturas físicas (MF) e dispersões

sólidas (DS) de BNZ, PVP e PEG. (a). BNZ; (b). PVP; (c). PEG; (d). MF BNZ/PVP; (e).

MF BNZ/PEG; (f). DS BNZ/PVP (EV); (g). DS BNZ/PEG (EV).

Estudos de dissolução

As curvas de dissolução do BNZ e das várias misturas binárias são representadas na

fig. 7. Os perfis de taxa de liberação foram plotados como percentual de BNZ dissolvidos

dos processados, misturas físicas e BNZ puro versus o tempo. Foi evidente que a taxa de

dissolução do BNZ puro foi lenta, menos que 10% de BNZ sendo dissolvido em 1 h.

Comparando com o BNZ puro, a taxa de dissolução do BNZ das misturas físicas

mostrou-se mais elevada, demonstrando que mesmo sem haver interação química, apenas a

119


mistura do fármaco pouco solúvel com o polímero hidrofílico já melhora suas

características de dissolução. O incremento da taxa de dissolução observado nas misturas

físicas deve ser principalmente atribuído ao efeito hidrofílico dos carreadores, que pode

reduzir a tensão interfacial entre o BNZ e o meio de dissolução, conduzindo assim a um

aumento na taxa de dissolução. Na figura 7, observa-se que, quando comparando as

misturas físicas com as dispersões sólidas, todas as dispersões proporcionaram um efeito

maior na taxa de dissolução do que as respectivas misturas físicas. Comparando com o

BNZ puro, BNZ foi liberado mais rapidamente nas DS coevaporadas do que nas DS

malaxadas, e em ambos os processos, o PVP mostrou um incremento da taxa de dissolução

mais acentuado do que nas DS com PEG.

Fig. 7. curvas de dissolução do BNZ isolado, das misturas físicas e dispersões sólidas com PVP e PEG: a-BNZ, b- mistura física BNZ-PVP, c- coevaporado BNZ-PVP, d- malaxado BNZ-PVP, e- mistura física BNZ-PEG, f- coevaporado BNZ-PEG, g- malaxado BNZ-PEG.

A taxa de dissolução do BNZ das misturas físicas e em todas as dispersões sólidas

com PEG 6000 e PVP K30 foi significativamente maior que o BNZ isolado (Fig. 7), isto

demonstrou os efeitos solubilizantes do PEG e do PVP. Vários mecanismos têm sido

propostos para explicar o aumento na cinética de dissolução de fármacos em dispersões

sólidas, como a diminuição da cristalinidade, aumento da molhabilidade, e redução do

tamanho de particulas do fármaco são considerados fatores predominantes (Craig, 2002).

120


Conclusão

Neste trabalho, o incremento na velocidade de dissolução do BNZ foi alcançado

pela formação de processados, utilizando polímeros hidrofílicos como PVP K30 e PEG

6000. Baseado nos resultados pôde-se constatar que as dispersões sólidas foram muito

eficientes na melhoria dessa característica, além de verificar-se que o processo de obtenção

desses sistemas (MX e EV) possuem influência direta para proporcionar uma interação

adequada entre os componentes (BNZ-polímero), fato comprovado nas comparações dos

resultados das MFs. Dessa maneira, formas farmacêuticas sólidas orais de BNZ com PVP

K30 e PEG 6000 com alta taxa de dissolução podem ser produzidas. Constituindo-se assim

em alternativa na busca de um tratamento mais eficaz para a Doença de Chagas.

Referências

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122


Capítulo IV 6 OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO in vitro e in vivo DE COMPLEXOS DE

INCLUSÃO (FÁRMACO-CICLODEXTRINAS) À BASE DE BENZNIDAZOL

6.1 Artigo VIII – Complexos de Inclusão no Estado Sólido Benznidazol-

Ciclodextrinas Modificadas: Obtenção e Caracterização

Artigo submetido à International Journal of Pharmaceutics (em anexo)

Depósito de Patente (em anexo)

123


6.1 Artigo VIII - Complexos de Inclusão no Estado Sólido Benznidazol-

Ciclodextrinas Modificadas: Obtenção e Caracterização

Resumo

O presente trabalho objetivou a caracterização da formação de complexos de

inclusão entre o tripanomicida benznidazol (BNZ) e diferentes tipos de ciclodextrinas

naturais (CDs) ( , , ) e -ciclodextrinas modificadas: randomizada metilada -CD

(RM CD), hidroxipropil -CD (HP CD) e sulfobutileter -CD (SB CD). O diagrama de

solubilidade mostrou uma estequiometria de complexação de 1:1 (mol:mol) entre o BNZ e

as CDs utilizadas. As maiores constantes de complexação (K1:1) para o BNZ foram obtidas

com RM CD e SB CD, ambas foram selecionadas para as preparações no estado sólido,

utilizando os processos de malaxagem, liofilização e evaporação. Esses sistemas binários

foram caracterizados por modelagem molecular, calorimetria exploratória diferencial,

infravermelho com transformada de Fourier, Raman, difração de Raios-X, microscopia

eletrônica de varredura e dissolução. Os resultados sugerem a formação de complexos de

inclusão no estado sólido de acordo com as técnicas utilizadas na caracterização, além de

aumentar a taxa de dissolução do BNZ se comparar-se com o BNZ isolado e as misturas

físicas. Diferenças significativas foram detectadas nas preparações de acordo com a técnica

utilizada na obtenção, constituindo-se em um requisito importante na obtenção dos sistemas

Palavras-chaves: Complexo de inclusão, Doença de Chagas, Benznidazol.

INTRODUÇÃO

Desde a descoberta da doença em 1909 por Carlos Chagas inúmeros agentes

quimioterápicos já foram e estão sendo testados por cientistas de todo o mundo, estes têm

trabalhado no desenvolvimento de novas alternativas terapêuticas para o tratamento desta

doença, da descoberta de novos alvos bioquímicos ao desenvolvimento de novas moléculas

com potencial ação anti-chagásica (COURA; CASTRO, 2002).

Apesar de não ser o fármaco ideal, devido a sua baixa solubilidade e alta toxicidade,

o benznidazol (BNZ) é atualmente o fármaco de escolha para o tratamento da doença de

124


Chagas. O conhecimento aprofundado sobre o fármaco e técnicas mais eficazes de

vetorização do mesmo em formas farmacêuticas poderá possibilitar o desenvolvimento de

novas alternativas terapêuticas para o tratamento da doença, disponibilizando-as a

população em um curto espaço de tempo e com menor custo quando comparado a uma

nova molécula a ser introduzida na terapêutica (DOCAMPO, 2001).

O BNZ (Figura 1) não é apenas o fármaco de escolha, é também o único fármaco

disponibilizado em diversos países da América, com base nesta afirmativa, ferramentas que

possibilitem o aumento do acesso da população a este medicamento devem ser

desenvolvidas e introduzidas ao mercado. Uma destas ferramentas poderá ser a otimização

da forma farmacêutica comprimido de liberação imediata já disponível no mercado, obtida

por meio do processo de granulação úmida, e a diminuição do seu custo de produção, sem

afetar na qualidade do mesmo.

Várias técnicas têm sido usadas para melhorar a solubilidade e a taxa de dissolução

de fármacos pouco solúveis em água. Estas incluem a formulação com formas amorfas

sólidas, nanopartículas, microemulsões, dispersão sólida (DS), extrusão por fusão,

formação de sal e formação de complexos solúveis em água. Por estas técnicas tenta-se

aumentar a solubilidade aparente de compostos lipofílicos sem diminuir a otimização de

seu potencial (LOFTSSON, HREINSDÓTTIR, MÁSSON, 2005).

Ciclodextrinas (CD’s) são oligossacarídeos cíclicos formados por moléculas de D-

glicose, onde a presença das hidroxilas livres na parte externa das (CD’s) confere a essas

moléculas um caráter hidrofílico. Esse arranjo estrutural das moléculas de glicose nas CD’s

possibilita a utilização desses compostos como hospedeiros na formação de complexos de

inclusão. A presença de uma cavidade hidrofóbica e de grupos hidroxilas livres na parte

externa da molécula permite a “dissolução” em meio aquoso de compostos (hóspedes) de

baixa solubilidade.

Esse aspecto molecular tem possibilitado a utilização de CD’s em diferentes áreas

da ciência e tecnologia, sendo o principal domínio de aplicação à indústria farmacêutica,

em função da possibilidade de obtenção de novos fármacos com propriedades físicas e

químicas diferentes e o mesmo princípio ativo (UEKAMA, 2004). Este trabalho tem o

125


objetivo de obter e caracterizar complexos de inclusão (benznidazol- ciclodextrinas) no

estado sólido.


Material e Métodos

Material


Laboratório Farmacêutico do Estado de Pernambuco (LAFEPE). Com pureza estimada por

meio de técnica de DSC e cromatografia líquida de alta eficiência de 99,9%. CD e

RM CD (com grau de substituição molar de 0,57) foi doada pela indústria Roquette

(Barcelona, Espanha); HP CD (com grau de substituição molar de 2,7) pela Janssen

Pharmaceutica (Beerse, Belgica) e a SB CD (com grau de substituição molar de 1,0) por

CyDex (Lenexa, KS). Todos os outros materiais utilizados foram de grau analítico. As

soluções foram preparadas utilizando água destilada e membranas filtrantes de porosidade

de 0,22 m Millipore (Millipore Corp, Billerica, MA).

Método Analítico

O método espectrofotométrico por UV foi adaptado de Soares-Sobrinho e

Colaboradores (2006) para quantificação do BNZ utilizando o espectrofotometro UV-

visível Agilent 8453 (Agilent Corp, Santa Clara, CA) com detector de arranjo de diodo a

324 nm. A curva de calibração em água foi utilizada, nas concentrações de 4 a 40 g mL 1.

A adição das ciclodextrinas não alterou os espectros do BNZ nas soluções estudadas.

126


Diagrama de Solubilidade de Fases

Os estudos de diagrama de fases foram realizados de acordo com trabalho de

Higuchi e Connors (1965). Excesso de BNZ (~30 mg) foi adicionado a 5 mL de solução

aquosa contendo concentrações crescentes de CDs, nas concentrações de 0% a 1,5% (p/v)

para CD; 0% a 2% (p/v) para e CD; 0% a 4% (p/v) para HP CD, RM CD e SB CD.

As suspensões foram postas em banho de ultra-som por 15 minutos e submetidas a agitação

e temperatura controlada por meio de um banho termostatizado por sete dias e 25 ºC, tempo

suficiente para garantir o equilíbrio da solução formada. As amostras foram filtradas e

apropriadamente diluídas. O BNZ foi determinado por meio de espectrofotometria

conforme descrito acima. Os experimentos forma realizados em triplicata. A constante de

associação fármaco-ciclodextrina (K1:1) foi calculada para a porção linear do diagrama

assumindo uma estequiometria de 1:1, utilizando a equação abaixo:

SlopeSSlopeK10

1:1 (S0 : solubilidade do BNZ na ausência de CD).

Modelagem Molecular

A geometria de otimização dos complexos de inclusão BNZ-RM CD e BNZ-

SBE CD foram realizados no vácuo e na presença de água utilizando MM2, programa

HiperChem (release 6.03 for windows). A presença de água foi simulada em uma caixa de

25x25x25 Å com aproximadamente 200 moléculas e no mínimo de distância de 2,3 Å entre

o soluto e as moléculas de água. A conformação mais estável foi considerada pela menor

interação de energia (LIPKOWITZ,1998; POSE-VILARNOVO et al, 2001).

127


Preparação dos Complexos no Estado Sólido

Preparação por Misturas Físicas (PM)

A mistura física de (PM) de BNZ e ciclodextrinas RM CD ou SBE CD foi obtida

por mistura em misturador WAB T2C mixer (Willy A. Bachofen Corp, Basel, Switzerland)

na proporção de 1:1 molar durante vinte minutos.

Preparação por Malaxados (KN)

Os compostos obtidos por malaxagem foram obtidos a partir de mistura física em

grau por lenta adição de solução hidroalcoolica (etanol-água) 1:1 v/v, no percentual

correspondente de 20% p/p, e misturado até obtenção de material homogêneo (HEDGES,

1998). As amostras foram secadas a 40ºC por 24 horas e homegeneizada.

Preparação por Liofilizados (FD)

Misturas físicas foram solubilizadas em solução hidroalcoolica (1:1 v/v). A solução

foi congelada sob imersão em nitrogênio liquido e posteriormente liofilizada em aparato

(Labconco Corp, Kansas City, MO).

Preparação por Co-Evaporados (COE)

A mistura física foi solubilizada em solução hidroalcoolica (1:1 v/v). A solução foi

evaporada sob vácuo a 50ºC em rotaevaporador.

Caracterização dos Complexos no Estado Sólido

Difração de Raios-X (DRX)

Os resultados de difração de Raios-X de pó foram coletados usando equipamento

copper radiation (40 Kv, 30 mA), on a Philips PW 1729 difratômetro (Philips Corp,

Netherlands) com geometria de Bragg-Brentano, com 2<2 <60 de intervalo com

tamanho de fenda de 0,02º e timer de 2 segundos por tomada.

128



Amostras de peso entre 3 a 4 mg foram colocadas em panela de alumínio e aquecida

de 30ºC a 250ºC na razão de aquecimento de 10 ºC min 1 utilizando módulo de

temperatura DSC Q100 calorímetro (TA Instruments, New Castle, DE). Foi utilizado

nitrogênio como gás de purga, com fluxo de 50 mL min 1. A calibração da temperatura e

razão de aquecimento foi realizada com padrão de índio.



spectrometer (Bruker Daltonics Inc, Bremen, Germany). As amostras foram misturadas e

obtidas pastilhas com brometo de potássio.



microscópio eletrônico de varredura (Leica Microsystems, Cambridge, UK). Particulas





aparato (Turu Grau DT-6, Barcelona, Spain) a 75 rpm e 37ºC (±0,5ºC). O volume de 900

mL de ácido clorídrico mais cloreto de sódio, pH 1,2 foi utilizado como meio. Amostras

dos complexos foram colocadas em cápsulas com o equivalente a 50 mg de BNZ com

tamanho de partícula entre 50-200 m. Os tempos de coleta foram de 5, 10, 15, 20, 30, 45 e

60 minutos, onde após filtração determinou-se a concentração das amostras por

espectrofotometria a 324 nm. Para cada sistema obtido 3 replicatas foram testadas. Os

perfis de dissolução foram avaliados utilizando-se eficiência de dissolução nos intervalos

de 15 e 20 minutos (DE15 e DE20) (KHAN, 1972).

129



Diagrama de Solubilidade de Fase

Neste trabalho foi utilizado para determinação da constante de complexação obtida

entre o BNZ e todas as ciclodextrinas o diagrama de solubilidade de fases (Figura 2). O

aumento de solubilidade foi muito influenciado pelo tipo de CD utilizado, porém em todas

as ocasiões verificou-se aumento linear da solubilidade em função das concentrações de

CDs estudadas.

Figura 2. Diagrama de solubilidade de fases do BNZ em função da concentração de

ciclodextrina a 25ºC em água.

De acordo com Higuchi and Connors (1965) os diagramas obtidos podem ser

clasificados como do tipo AL sugerindo uma estequiometria 1:1 mol:mol BNZ-CD. A

constante de associação (K1:1) obtida com a CD e seus derivados (HP CD, RM CD,

SB CD) foi quase 2 duas vezes maior que as outras CDs ( CD and CD) (Figura 2).

Os bons resultados de solubilização da RM CD pode ser considerado devido a

presença dos grupos metilas os quais pode-se extender a região hidrofóbica da cavidade da

ciclodextrina favorecendo a complexação da molécula do BNZ (MURA et al, 2005).

Fenômeno similar acontece com os grupamentos hidroxipropil e sulfobutil eter.

130


Diante dos resultados obtidos nos diagramas de solubilidade de fases, selecionou-se

dois derivados de CD (RM CD, SB CD) devido apresentarem maiores capacidades de

solubilização frente ao BNZ. Em geral as características desses dois derivados, como alta

solubilidade aquosa, baixa toxicidade e alta eficiência de solubilização, faz dessas CDs

bons candidatos para complexos de inclusão em formas farmacêuticas sólidas de uso oral

(JACQUET et al, 2005).

Modelagem Molecular

A partir da análise da estrutura química do BNZ (figura 3) é possível distinguir duas

regiões que poderiam incluir-se na cavidade da ciclodextrina – a porção imidazólica da

molécula e seu grupamento benzênico, de maneira que todas as simulações realizadas

consideraram estas duas possibilidades. A modelagem molecular foi realizada em pressão

reduzida e também considerando a presença da água como solvente. As energias calculadas

para os sistemas de estequiometrias 1:1 e 1:2 (fármaco:ciclodextrina) encontram-se

descritas nas Tabelas 1 e 2. A estequiometria de inclusão 2:1 não pôde ser determinada,

uma vez que o modelo matemático de otimização expulsava uma das moléculas de fármaco

da cavidade devido a elevada instabilidade desta eventual associação causada

provavelmente por impedimento estérico.

Figura 3. Estrutura molecular de BNZ

131


Tabela 1. Entalpia calculada para formação estequiométrica de complexos 1:1 BNZ-

RM CD e BNZ- SBE CD.

Tabela 2. Entalpia calculada para formação estequiométrica de complexos 1:2 BNZ-

RM CD e BNZ- SBE CD.

Em todos os casos, as conformações mais estáveis foram conseguidas em presença

de solvente. Uma representação ilustrativa da abordagem em meio aquoso utilizada

encontra-se plotada na figura 4.

Grupo incluído H (Kcal.mol-1)

Pressão Reduzida Meio aquoso BNZ-CD

RM CD SBE CD RM CD SBE CD

imidazol-estreito 86,3 333,4 -519,3 -296,7

benzeno-estreito 85,3 334,3 -532,4 -207,7

benzeno-largo 90,5 330,1 -511,8 -243,3

imidazol-largo 82,7 320,1 -518,6 -259,2

Grupo incluído H (Kcal.mol-1)

Vácuo Meio aquoso CD-BNZ-CD

RM CD SBE CD RM CD SBE CD

estreito-benzeno/imidazol-

estreito 166,0 604,2 -298,8 -13,6

estreito - benzeno /imidazol-

largo162,3 619,0 -335,3 -10,3

largo - benzeno /imidazol- largo 158,9 598,8 -317,7 -4,1

largo - benzeno /imidazol-

estreito 164,4 581,3 -352,5 -17,22

132


A estequiometria 1:1 apresentou-se como a estequiometria de maior estabilidade.

Nos complexos de estequiometria 1:2 (fármaco:CD), o volume dos substituintes das

ciclodextrinas modificadas (RM CD e SBE CD) inviabilizam a formação de complexos

com esta estequiometria, também por uma questão estérica, apresentando valores muito

elevados de entalpia. No caso da SBE CD, a repulsão eletrostática ocasionada pelos grupos

substituintes contribui para que as diferenças entálpicas sejam ainda mais acentuadas

quando comparadas com a estequiometria 1:1 (tabelas 1 e 2) (OKIMOTO et al., 1996). Os

complexos de inclusão energeticamente mais favoráveis foram obtidos com a RM CD. Nas

simulações realizadas em vácuo não parece haver diferenças importantes entre as

conformações avaliadas, o que sugere a coexistência de todas as conformações nos

complexos de inclusão com BNZ (Figura 5). No entanto, na simulação em meio aquoso dos

complexos BNZ-RM CD pode-se apreciar uma pequena diferencia de entalpia para a

conformação em que a porção aromática da molécula esta inserida pela parte estreita da

ciclodextrina, aparentando ser mais estável que as demais (Tabela 1).

Figura 4. Complexo de inclusão BNZ-RM CD optimizado por MM2 com grupo

metil introduzido pela cavidade larga da ciclodextrina

133


Figura 5. Possibilidades estruturais de BNZ-RM CD (A) e BNZ- SB CD(B) por MM2.


Difração de Raios-X de Pó

Figura 6. Difração de R-x de Pó Legenda: benznidazol (BNZ), betaciclodextrina metilada randomizada (RM CD), sulfobutil éter betacilcodextrina (SB CD), misturas físicas (PM) e processados coevaporados (EV), liofilizados (FD) e malaxados (KN), onde na coluna A está os compostos relacionados com a RM CD e na coluna B os compostos relacionados a SB CD.

134


Foram obtidos difratogramas de R-x de pó das amostras isoladas (BNZ, RM CD e

SB CD), misturas físicas (PM) e processados coevaporados (EV), liofilizados (FD) e

malaxados (KN), afim de investigar indícios da formação de complexos de inclusão

fármaco-CD (Figura 6). O perfil difractométrico do fármaco revela a presença de 3 picos de

maior intensidade a 7,5; 16,5 e 22 º2 , além de diversos picos secundários, evidenciando o

comportamento cristalino do BNZ. O inverso é verificado nos difratogramas das CDs que

apresentam-se predominantemente não-cristalinas.

As misturas físicas, tanto para RM CD como para SB CD correspondem ao

somatório dos dois perfis, havendo uma atenuação na intensidade dos picos do BNZ devido

a concentração do mesmo na amostra. Pode-se verificar a modificação de alguns picos

característicos do BNZ, além do desaparecimento ou diminuição de outros nos preparados

processados (KN, FD e EV) conforme Figura 6, o que pode ser considerado como uma

evidência de interação entre os componentes favorecida pelo processamento das amostras.

Na coluna 1 (figura 6) pode-se observar a diminuição do pico nas preparações KN,

FD e EV frente a PM, além do aparecimento de novos picos próximos do pico inicial

característico do BNZ a 7,5 º2 . O aparecimento de novos picos não correspondentes aos

componetes originais é uma forte evidência de formação de uma nova fase cristalina que

pode corresponder ao complexo de inclusão fármaco-ciclodextrina.

Na coluna 2 destaca-se o desaparecimento e atenuação de picos na região de

compreendida entre 20 e 26 º2 para amostra FD o que pode indicar a perda do perfil

cristalino nesta amostra, também interpretado como uma evidência de interação entre BNZ

e a RM CD.

Para as misturas contendo SB CD, pode-se detectar pequenas variações na

intensidade relativa dos picos referentes ao fármaco (Figura 6: colunas 3 e 4) nas amostras

processadas, porém de difícil interpretação, uma vez que estas variações podem estar

ocasionadas por um efeito de orientação preferencial dos cristais. Para a preparação FD

(figura 6- B) pode-se notar um perfil não-cristalino mais acentuado, com a

descaracterização dos picos cristalinos principais do fármaco e da mesma forma que

ocorreu com a correspondente preparação na figura 6- A, pode indicar interação entre os

componentes.

135


Diante dessas mudanças verificadas nos difratogramas pode-se afirmar que existem

consistentes evidências de interação e conseqüentemente, possível formação de complexos

de inclusão (FOKUDA, 2007; JUN, 2007).


As misturas binárias apresentam deslocamento a temperaturas inferiores e

alargamento do pico endotérmico correspondente a fusão do fármaco, mais intensos nas

misturas com RMBCD (figura 7-A). Este efeito também se aprecia nas PM de forma

ligeramente menos intensa. Isto pode ser explicado pela interação propiciada pelo porcesso

de aquecimento inerente ao ensaio de DSC.

Figura 7. Curvas de DSC. Sendo: benznidazol (BNZ), betaciclodextrina metilada randomizada (RM CD), sulfobutil éter betacilcodextrina (SB CD), misturas físicas (PM) e processados coevaporados (EV), liofilizados (FD) e malaxados (KN), onde na coluna A está os compostos relacionados com a RM CD e na coluna B os compostos relacionados a SB CD.

136


Na PM de BNZ-RMBCD se observa ainda uma subida exotérmica logo após a fusão

do fármaco que pode estar relacionada com a formação de complexos de inclusão do

fármaco fundido. Este fenômeno é menos perceptível nos processados KN, FD e EV uma

vez que estes preparados já apresentam uma fração da mistura complexada previamente.

Cabe ainda comentar o perfil térmico apresentado pelo KN oriundo da mistura

binária BNZ-RMBCD que apresenta uma acentuada perda de resolução do pico de fusão de

BNZ, não se descartando a hipótese de superposição de fenômenos térmicos entre fases

cristalinas diferentes.

Espectroscopia no Infravermelho com transformada de Fourier e Raman

Os resultados obtidos de FTIR e Raman para as misturas de BNZ e RM CD

apresentados na Figura 8 mostram ligeiras alterações na região correspondente a vibrações

de estiramento do grupo benzeno do BNZ (3100-2900 cm-1), principalmente para as

amostras EV e FD. Também observa-se modificações nas bandas correspondentes ao

fármaco nas regiões de 1300-1000 cm-1, relacionadas as ligações C-N do grupamento

amida. Estes resultados apontam a uma interação concentrada na porção centro-aromática

do fármaco, o que indica uma possível inclusão do BNZ na ciclodextrina através do seu

grupo benzeno. Os dados espectroscópicos estão de acordo com os resultados encontrados

na modelagem molecular, que sugerem valores de entalpias mais favoráveis para o

complexo de inclusão obtido pela parte aromática do BNZ incluído pelo lado estreito da

ciclodextrina (Tabela 1).

Para as misturas de BNZ e SB CD os espectros de FTIR e Raman (figura 9) não

revelam interações apreciáveis. Apenas ligeiros deslocamentos ou diminuição de

intensidade relativa na posição de algumas bandas correspondentes ao fármaco podem ser

apreciados nas regiões de 3300-3200 cm-1 e 1300-1200 cm-1. Estas regiões praticamente

coincidem com as encontradas para as misturas de BNZ e RM CD, no entanto, neste caso,

as mudanças são bem menos perceptíveis.

137


Figura 8. Espectro de FTIR e RAMAN de BNZ, RMBCD e de seus preparados PM, KN, FD e EV.

Figura 9. Espectro de FTIR e RAMAN de BNZ, SBBCD e de seus preparados PM, KN, FD e EV

138



Figura 10. Fotografias da Microscopia Eletrônica de Varredura

(Grupo I) microfotografia eletrônica de varredura do benznidazol (A), RM CD (B), PM (C), KN (D), FD (E) e EV (F). (Grupo II) microfotografia eletrônica de varredura do benznidazol (G), SB CD (H), PM (I), KN (J), FD (L) EV (M).

A

FE

CB

D

Grupo I

Grupo II

G

ML

H

J

I

139


Mudanças morfológicas podem ser empregadas como evidência para verificar-se

interações entre as moléculas e formação de complexos (CIRRI et al., 2005; FERNÁNDEZ

et al., 2002). As fotomicrografias selecionadas do BNZ, RM CD e SB CD além dos

sistemas binários estão apresentadas na Figura 10. O BNZ é caracterizado por cristais

regulares (SOARES-SOBRINH0, 2008), enquanto a RM CD e SB CD são originalmente

compostas por partículas esféricas bem características (FIGUEIRAS, 2007). Então diante

da análise da Figura 10 pode-se afirmar que nas misturas físicas parece haver uma

associação mais intensa entre BNZ e RM CD (CDs se encontra aderida na superfície do

fármaco). De maneira geral todos os processados apresentam mudanças no aspecto

morfológico das partículas, não se observando partículas amorfas características das CDs

não manipuladas. Os KN formam agregados (grânulos) particulares de tamanhos mais ou

menos uniformes. Os FD de ambas CDs e o EV da RM CD apresentam uma redução nos

tamanhos de partículas que assumem forma de agulhas completamente diferentes dos

materiais de partida. O COE da SB CD esta modificação na forma e redução do tamanho

de partícula parece menos intensa.


Os testes de dissolução estão apresentados na Figura 11. Para avaliação foram

calculados a eficiência de dissolução após 15 e 20 minutos (DE15 e DE20), para os produtos

obtidos conforme Tabela 3. O incremento de dissolução para complexos de inclusão de

diferentes fármacos tem sido explicado com base na alta energia estado amorfo, redução de

cristalinidade, como a diminuição da tensão interfacial entre água-fármaco insolúvel e a

indução do meio de dissolução pela ciclodextrinas com a alta solubilidade do complexo

(FERNANDES, 2002).

140


Tabela 6. Eficiência de dissolução

PM KN FD EV Tempo

(min) BNZ

RM CD SB CD RM CD SB CD RM CD SB CD RM CD SB CD

14,2 54,4 37,8 81,8 54,2 81,0 81,8 87,6 81,9 26

(1,3) (1,9) (3,7) (1,1) (1,9) (1,7) (2,2) (1,8) (1,5)

12,4 46,9 28,8 77,8 48,7 74,7 76,1 83,4 75,8 15

(1,2) (2,6) (3,7) (1,2) (2,1) (2,8) (2,0) (1,3) (1,3)

Figura 11. Perfis de dissolução. A) Perfis de dissolução do BNZ, mistura física BNZ-RM CD(PM), malaxado BNZ-RM CD (KN), coevaporado BNZ-RM CD (EV) e liofilizado BNZ-RM CD(FD); B) Perfis de dissolução do BNZ, mistura física BNZ-SB CD (PM), malaxado BNZ-SB CD(KN), coevaporado BNZ-SB CD (EV) e liofilizado BNZ-SB CD (FD).

Tempo (minutos)

Tempo (minutos)

141


Diferenças significativas foram observadas entre o fármaco puro, mistura física e

suas formas processadas (KN, FD e EV) no que se refere a percentual solubilizado de ativo.

Após 5 min, o percentual dissolvido de fármaco puro é de aproximadamente 12% e acima

de 80% quando complexado com os derivados de CD, com exceção do KN

sulfobutylether CD onde pode-se verificar a dissolução de apenas 50% em 5 minutos. As

misturas físicas apresentaram uma diferença considerável se compararmos frente ao

fármaco puro, tal fato é explicado pelo simples contato mecânico entre o ativo e o

carreador, além de atribuir um aumento na molhabilidade das PMs na presença de

ciclodextrinas (ARIAS, 2002).

Finalmente é possível observar que os sistemas obtidos por meio de KN, FD e EV

demonstraram um percentual de aproximadamente 100%, com exceção do KNS ECD.

O percentual de dissolução em ordem crescent foi: BNZ < PMSB CD < PMRM CD =

KNSB CD < KNRM CD = FDs = EVs.

Estes resultados sugerem que FD and EV são os métodos mais recomendados na

preparação de complexos de inclusão BNZ e CDs, com grande eficiência de complexação.

O método de KN poderá ser utilizado para obtenção do complexo BNZ:RM CD.

Conclusão

A importância na determinação de monocristal para fármacos cristalinos é de

relevância para o controle de qualidade, devido a possibilidade de surgimento de

polimorfos podendo afetar a dissolução do ativo. Também pode-se ressaltar a possibilidade

de indexação dos dados do monocristal para fins comparativos envolvendo formulações e

em sistemas de liberação, como complexos de inclusão e dispersões sólidas com BNZ, com

um grau de certeza razoável sobre a manutenção ou não do cristal original.

Os resultados de caracterização para os complexos de inclusão, assim como os

dados de simulação molecular, revelam uma maior interação do BNZ com a RM CD, no

entanto, os resultados de velocidade de dissolução mostram-se equivalentes ao dos

preparados elaborados com SB CD e seus valores de constantes de estabilidade, baseados

na solubilidade, são inclusive melhores para esta ciclodextrina. Isto pode ser explicado pela

presença de grupos sulfonados ionizados na molécula de SB CD que repelem-se entre si

142


estendendo a região hidrofóbica da molécula à porção externa da ciclodextrina. Assim, a

formação de complexos com o BNZ pode ocorrer não somente pela sua inclusão na

cavidade da ciclodextrina, mas também pela interação com as cadeias alquilas dos

substituintes (THOMPSON, 1997; ZIA et al., 2001).

Pode-se então afirmar que a obtenção de complexos de inclusão BNZ:CDs é uma

alternativa para ter-se uma melhor dissolução do fármaco, possibilitando diversas

vantagens frente a veiculação tradicional, abrindo possibilidades para um tratamento,

utilizando tal fármaco, de maneira mais segura e eficaz.

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148


Capítulo V7 OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE SISTEMAS MULTICOMPONENTES

(FÁRMACO-CICLODEXTRINAS-POLÍMERO) À BASE DE BENZNIDAZOL

7.1 Artigo IX. Sistemas multicomponentes para o incremento da velocidade de

dissolução do benznidazol

Artigo a ser submetido

149


7.1 Artigo IX. Obtenção de sistemas multicomponentes para o incremento da

velocidade de dissolução do benznidazol

ResumoEste trabalho teve como objetivo a obtenção e caracterização de sistemas

multicomponentes benznidazol-ciclodextrina-polímero, no estado sólido, além de otimizar

a quantidade necessária de ciclodextrina (CD) a ser utilizada nas preparações, com a

finalidade de incremento da velocidade de dissolução do benznidazol (BNZ), na busca de

um sistema adequado à administração oral. Foram utilizados polivinilpirrolidona(PVP) e

hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) como polímeros hidrossolúveis, ciclodextrina metilada

randomizada como agente complexante, em diferentes proporções (1:1; 1:0,66; 1:0,33 e

1:0,17 mol:mol) e benznidazol como complexado. Utilizou-se malaxagem e evaporação

como processos de obtenção dos sistemas e as técnicas de microscopia eletrônica de

varredura, difração de Raios-X, infra-vermelho além de perfis de dissolução. Os resultados

obtidos mostraram que o HPMC na concentração de 0,1% foi mais eficiente na

solubilização do BNZ, sendo a concentração selecionada para formulação no estado sólido

dos sistemas multicomponentes. Nos sistemas obtidos verificou-se a semelhança, no estado

sólido, entre as preparações BNZ-CD e BNZ-CD-HPMC, tanto de perfil de dissolução

quanto nas caracterizações realizadas, demonstrando pouco poder de incremento do HPMC

nas preparações testadas frente aos complexos formados BNZ-CD. Porém, os perfis de

dissolução obtidos demonstraram semelhança entre as proporções testadas apresentando

dissolução maior que 80% até 15 minutos, apesar de verificar-se diferenças quando da

análise das preparações com a proporção de 1:0,17 BNZ:CD (mol:mol). Pode-se então

concluir com base nos resultados apresentados que a obtenção de sistemas

multicomponentes testados (estado sólido), não aumentou a taxa de dissolução do BNZ nas

preparações, também ficou evidente a influência do processo utilizado (MX e EV)

traduzidos nos resultados de caracterização das preparações e por fim a possibilidade de

otimizar a quantidade de ciclodextrina para futuras formulações contendo BNZ, diminuindo

o volume das preparações de forma a tornar mais eficiente tais sistemas.

Palavras-Chaves: Solubilidade, Doença de Chagas, Ciclodextrina

150


Introdução

A introdução de ciclodextrinas (CD) em formulações farmacêuticas, promove um

aumento do volume das preparações no estado sólido. Em termos de finalidade de

preparação, mesmo em condições ideais, a complexação com CDs resulta rm um aumento

do volume das preparações de quatro a dez vezes. Concretamente, considerando 1 g de um

complexo sólido (fármaco-CD), apenas 100 a 250 mg de seu peso corresponderá ao peso do

fármaco, assumindo que o peso molecular do princípio ativo e da CD variam

respectivamente entre 200-400 g/mol e 1200-1500 g/mol. Tal fato, limita o uso das CDs em

formas farmacêuticas sólidas para administração oral, aos ativos que possuam boas

propriedades complexantes e que sejam farmacologicamente ativos em dosagens superiores

a 200 mg (RIBEIRO et al., 2005).

A eficiência da complexação das CDs em geral é baixa e por conseqüência são

necessárias elevadas quantidades de CDs para se atingir o desejado efeito complexante,

solubilizante e estabilizante (CHALLA et al., 2005).

Existe um número significativo de fármacos com grupo amina (caso do

benznidazol), que formam com sucesso complexos de inclusão (CI) com CDs. Alguns

requisitos são essenciais para que estes formem complexos multicomponentes com CDs,

como possuírem solubilidade aquosa baixa, preferencialmente abaixo de 0,1 mg/mL e

apresentar uma estabilidade adequada a preparação (UEKAMA et al.,1998; VALLE, 2004),

como exemplo tem-se cetoconazol, miconazol, itraconazol entre outros (VEIGA et al.,

1999).

A eficiência de complexação das CDs pode ser aumentada por adição ao meio de

complexação uma reduzida quantidade de polímero hidrossolúvel, seguida de aquecimento

em autoclave resultando na formação de um complexo multicomponente fármaco-CD-

polímero hidrossolúvel também designado por co-complexo (fármaco-CD)-polímero. Este

sistema apresenta um notável aumento de solubilidade comparativamente ao

correspondente complexo binário (BETTINETTI et al., 2002).

Os polímeros interagem com as CDs e com os complexos fármaco-CD, quer por

estabelecimento de interações com a superfície externa da molécula de CD, quer por

151


formação de CI. As interações estabelecidas são do tipo de Van der Walls e ligações de

hidrogênio (RIBEIRO et al., 2005).

Os polímeros hidrossolúveis são vastamente utilizados como excipientes em

aplicações farmacêuticas, por exemplo como agente emulsionantes e suspensores, agentes

floculantes, de revestimento e modeladores da velocidade de dissolução (RIBEIRO et al.,

2008).

O mecanismo pelo qual a eficiência de complexação das CDs é aumentada na

presença de polímeros hidrossolúveis não está totalmente esclarecido. Contudo existe um

mecanismo proposto com base na analogia dos aumentos de solubilidade conferidos pelo

polímero nas soluções aquosas de tensioativos, segundo este pressuposto, o mecanismo de

complexação associado à formação dos complexos multicomponentes com polímero deverá

ser semelhante à formação dos complexos tensoativo-polímero. Em conclusão, os políeros

hidrossolúveis interagem com as moléculas de CDs ou com os complexos fármaco-CD,

formando complexos multicomponentes fármaco-CD-polímero (LIMA et al., 2008).

É comum adicionar-se um excesso de CD nas preparações, para prevenir eventuais

problemas, resultante da falta de estabilidade dos complexos, é importante utilizar a

quantidade correta de CD, uma quantidade excessiva poderá resultar em uma

biodisponibilidade não otimizada, além do entrave tecnológico (volume da preparação) e

financeiro (custo da preparação) (FIGUEIRAS et al., 2006).

Diante do exposto, o presente trabalho teve como objetivo a obtenção e

caracterização de sistemas multicomponentes fármaco-CD-polímero, no estado sólido, além

de otimizar a quantidade necessária de CD a ser utilizada nas preparações com a finalidade

de incremento da velocidade de dissolução do benznidazol, na busca de um sistema

adequado à administração oral.

Material e Métodos

Materiais


Laboratório Farmacêutico do Estado de Pernambuco (LAFEPE). Com pureza estimada por

meio de técnica de DSC e cromatografia líquida de alta eficiência de 99,9%. RM CD (com

152


grau de substituição molar de 0,57) foi doada pela indústria Roquette (Barcelona, Espanha);

Todos os outros materiais utilizados foram de grau analítico. As soluções foram preparadas

utilizando água destilada e membranas filtrantes de porosidade de 0,22 m Millipore

(Millipore Corp, Billerica, MA).

Método Analítico

O método espectrofotométrico por UV foi adaptado de Soares-Sobrinho e

Colaboradores (2006) para quantificação do BNZ utilizando o espectrofotometro UV-

visível Agilent 8453 (Agilent Corp, Santa Clara, CA) com detector de arranjo de iodo a 324

nm. A curva de calibração em água foi utilizada, nas concentrações de 4 a 40 g/mL. A

adição das ciclodextrinas não alterou os espectros do BNZ nas soluções estudadas.

Estudo de Solubilidade

No âmbito dos estudos de solubilidade efetuados no presente trabalho está a

importância do conhecimento do comportamento da molécula hóspede (BNZ) e da CD na

presença de polímeros hidrossolúveis em solução. Tais estudos foram realizados segundo o

método de Higuchi e Connors (HIGUCHI e CONNORS, 1965)

Estudo do efeito dos polímeros, numa concentração fixa de ciclodextrina

Os estudos foram realizados numa solução de RM CD na concentração fixa de 2%,

à qual adicionaram concentrações crescentes de polivinilpirrolidona (PVP) e

hidroxipropilcelulose (HPMC) a semelhança dos estudos efetuados por Loftsson e

colaboradores (LOFTSSON et al., 1994). Devido a divergência de viscosidades

apresentadas pelos polímeros, as soluções de PVP e HPMC foram preparadas em diferentes

concentrações. No caso do PVP, as concentrações utilizadas variaram de 0,01 a 0,5% (p/v),

enquanto para HPMC as concentrações foram de 0,01 a 0,25% (p/v).

Quantidades em excesso de BNZ foram colocados em ampolas de vidro com

capacidade de 5 mL , com 4 mL de solução de RM CD com concentrações crescente dos

polímeros. As ampolas foram seladas em maçarico e colocadas em banho com agitação

mecânica, temperatura de 25ºC por 72 horas. Terminado o período as amostras foram

153


filtradas por meio de membranas filtrantes de poro de 0,45 μm e doseadas por

espectrofotometria. Parte das amostras foram submetidas a aquecimento em autoclave a

120ºC durante 20 minutos. Todas as concentrações das amostras foram feitas em triplicata.

Estudo do efeito do polímero associado a CD

Foi realizado à semelhança do anterior, apenas variando algumas condições como o

meio de preparação das soluções de CD, uma vez que estas foram obtidas não em água

mais sim em solução de HPMC 0,1% (p/v). As concentrações de RM CD utilizadas foram

0,1; 0,5; 1; 2; 3 e 4% (p/v).


Os complexos BNZ-RM CD com e sem polímero (HPMC 0,1%) foram preparados

de acordo com as seguintes relações molares: 1:1; 1:0,66; 1:0,33; 1:0,17; utilizando as

técnicas de malaxagem e evaporação. Prepararam-se também misturas físicas (MF)

contituídas pelos mesmos componentes dos complexos para termo de comparação.

Preparação de Misturas Físicas (PM)

As misturas físicas de (PM) de BNZ, RM CD e HPMC foram obtidas por

mistura em misturador WAB T2C mixer (Willy A. Bachofen Corp, Basel, Switzerland) as

seguintes relações molares: 1:1; 1:0,66; 1:0,33; 1:0,17 vinte minutos.

Preparação dos Malaxados (KN)

Os compostos obtidos por malaxagem foram obtidos a partir de mistura física em

grau por lenta adição de solução hidroalcoolica (etanol-água) 1:1 v/v, no percentual

correspondente de 20% p/p, e misturado até obtenção de material homogêneo (HEDGES,

1998). As amostras foram secadas a 40ºC por 24 horas e homegeneizada.

Preparação dos Evaporados (EV)

A mistura física foi solubilizada em solução hidroalcoolica (1:1 v/v). A solução foi

evaporada sob vácuo a 50 ºC em rotaevaporador.

154



Difração de Raios-X (DRX)

Os resultados de difração de Raios-X de pó foram obtidos usando equipamento

copper radiation (40 Kv, 30 mA), on a Philips PW 1729 difratômetro (Philips Corp,

Netherlands) com geometria de Bragg-Brentano, com 2<2 <60 de intervalo com

tamanho de fenda de 0,02º e timer de 2 segundos por tomada.



spectrometer (Bruker Daltonics Inc, Bremen, Germany) de 400 a 400 cm-1. As amostras

foram misturadas e obtidas pastilhas com brometo de potássio.



microscópio eletrônico de varredura (Leica Microsystems, Cambridge, UK). Particulas





aparato (Turu Grau DT-6, Barcelona, Spain) a 75 rpm e 37ºC (±0,5ºC). O volume de 900

mL de ácido clorídrico mais cloreto de sódio, pH 1,2 foi utilizado como meio. Amostras

dos complexos foram colocadas em cápsulas com o equivalente a 50 mg de BNZ com

tamanho de partícula entre 50-200 m. Os tempos de coleta foram de 5, 10, 15, 20, 30, 45 e

60 minutos, onde após filtração determinou-se a concentração das amostras por

espectrofotometria a 324 nm. Para cada sistema obtido 3 replicatas foram testadas. Os

perfis de dissolução foram avaliados utilizando-se eficiência de dissolução nos intervalos

de 15 e 20 minutos (DE15 e DE20) (KHAN, 1972).

155



Trabalhos anteriores realizados (SOARES-SOBRINHO et al., 2009) obtiveram

tanto no estado líquido como sólido complexos de inclusão (BNZ-CD) utilizando diversos

tipos de CD, entre essas a RM CD, tais experimentos foram realizados na proporção molar

de 1:1 fármaco:ciclodextrina, estabelecendo claramente o mecanismo de complexação

BNZ- RM CD.

Estudo do efeito dos polímeros PVP e HPMC em diferentes concentrações com uma

concentração fixa de ciclodextrina

Nessa etapa objetivou-se verificar o acréscimo da taxa de solubilização do BNZ

induzido pelos polímeros PVP e HPMC. Os resultados também permitiram determinar o

tipo e a concentração utilizada de polímero para a formação de complexos

multicomponentes BNZ-CD-polímero, esses resultados encontram-se graficamente

representados na figura 1.

Figura 1. Diagrama de solubilidade BNZ em concentração fixa de CD (2%) utilizando PVP e HPMC em diferentes concentrações

Os resultados demonstram que a taxa de solubilização do BNZ, numa solução

contendo 2% de RM CD, na presença de concentrações crescentes de PVP e HPMC, com e

sem aquecimento, aumenta até ser atingida uma concentração ótima a partir da qual deixa

% Polímero [ ] Polímero

PVPPVP aquecimento

HPMCHPMC aquecimento

156


de haver acréscimo no valor de solubilização. Os valores que demonstraram os melhores

resultados 0,25% p/p com PVP e 0,1% p/p com HPMC, estes valores colaboram com os

valores encontrados em trabalhos anteriores (LOFTSSON, SIGURDARDOTTIR, 1994;

RIBEIRO et al., 2005). Também foi verificado nos resultados, que o aquecimento tem

influência direta na taxa de solubilização do BNZ, mais evidente para os sistemas com

HPMC, constituindo em opção para sistemas no estado líquido.

Estudo do efeito do polímero associado à diferentes concentrações de ciclodextrina

O diagrama de solubilidade de fases do BNZ obtidos utilizando RM CD e HPMC

0,1% está representando na Figura 2. Pode-se observar o aumento da taxa de complexação,

ao comparar a reta referente ao sistema BNZ- RM CD frente aos dois sistemas BNZ-

RM CD –HPMC com e sem aquecimento.

À semelhança dos complexos binários BNZ-CD avaliados anteriormente, os

diagramas de solubilidade de fase obtidos para os sistemas ternários BNZ-CD-polímero,

são lineares, classificados por HIGUCHI e CONNORS (1961) em diagrama tipo AL,

indicando a formação de complexos de primeira ordem.

Figura 2. Diagrama de solubilidade BNZ em concentração fixa de HPMC (0,1%) utilizando RM CD em diferentes concentrações com e sem aquecimento

157


Caracterização do Estado Sólido


Existem diversos processos pelos quais se obtêm CI em estado sólido, porém não se

pode eleger um método de preparação como sendo o mais apropriado, uma vez que cada

processo tem de ser desenvolvido em função do fármaco a complexar, das ciclodextrinas e

outros agentes complexantes. A seleção do método para a obtenção é muitas vezes feita em

função da simplicidade, rendimento e facilidade quando da transposição de escala desse

processo (HEDGES, 1998).

Os complexos multicomponentes investigados em solução pelo método de

solubilidade de fases evidenciaram diagramas de solubilidade do tipo AL e portanto

solúveis, assim foram selecionados dois diferentes métodos de preparação nomeadamente

malaxagem e evaporação. Os rendimentos obtidos com os métodos de MX e EV

apresentaram valores acima de 95%, constituindo-se em processos adequados para

continuação do estudo.


As micrografias obtidas para os sistemas BNZ-CD com e sem polímero, nas

diversas proporções, estão apresentadas nas figuras 3 e 4. Essas micrografias são

frequentemente utilizadas para a observação dos apectos morfológicos microscópicos dos

componentes singulares, isto é, fármacos, ciclodextrinas, polímero, bem como dos produtos

resultantes dos processos de obtenção (NAIDU et al., 2004).

O BNZ é caracterizado por cristais regulares (SOARES-SOBRINH0, 2008),

enquanto a RM CD é originalmente compostas por partículas de características esféricas

(FIGUEIRAS, 2007), assim como o HPMC, típicos de materiais amorfos. Então diante da

análise da figura 4 e 5 pode-se afirmar que nas misturas físicas parece haver uma

associação entre BNZ e RMBCD (CDs se encontra aderida na superfície do fármaco). De

maneira geral todos os processados apresentam mudanças no aspecto morfológico das

partículas, não se observando partículas amorfas características das CDs não manipuladas.

Os MX formam agregados (grânulos) particulares de tamanhos mais ou menos uniformes.

158


Os EV apresentam uma redução nos tamanhos de partículas que assumem forma de agulhas

completamente diferentes dos materiais de partida. Não houve diferenças entre os

complexos com e sem polímeros.

Apesar dos estudos de MEV serem inadequados para confirmar a formação de

complexos de inclusão, as alterações drásticas na forma das partículas, no seu aspecto e

tamanho apontam para a existência de novas fases sólidas nos produtos obtidos (MX e EV).

Estas novas fases sólidas poderão estar simplesmente relacionadas com alterações no hábito

cristalino desses produtos, ou ainda constituírem uma forte indicação para a formação de

complexos de inclusão, apesar de necessitarem de posteriores confirmações por meio de

técnicas mais específicas como difração de Raios x, calorimetria exploratória diferencial,

infra vermelho, entre outras.

159


Figura 3. Micrografias da Microscopia Eletrônica de Varredura dos sistemas com polímero:

A-BNZ; B-RM CD; C-HPMC; 1:1 D-MF; E-MX; F-EV; 1:0,66 G-MF; H-MX; I- EV;

1:0,33 J-MF; K-MX; L-EV; 1:0,17 M-MF; N-MX; O-EV

160


Figura 4. Micrografias da Microscopia Eletrônica de Varredura dos sistemas sem polímero:

A-BNZ; B-RM CD; 1:1 D’-MF; E’-MX; F’-EV; 1:0,66 G’-MF; H’-MX; I’- EV; 1:0,33 J’-

MF; K’-MX; L’-EV; 1:0,17 M’-MF; N’-MX; O’-EV

161


Difração de Raio- X

Figura 5. Perfis de difração de Raios-X dos sistemas BNZ-CD com e sem polímeros nas diversas proporções

162


Os difratogramas dos componentes isolados e respectivos sistemas com e sem

polímero utilizado, encontram-se representados na figura 5. O perfil de difração do BNZ

põe em evidência o seu caráter criatalino, demostrando numerosos picos de difração de

elevada intensidade.

Foram obtidos difratogramas de R-x de pó das amostras isoladas (BNZ, RM CD e

HPMC), misturas físicas (MF) e processados evaporados (EV) e malaxados (MX), afim de

investigar indícios da formação de complexos de inclusão fármaco-CD (Figura 5). O perfil

difractométrico do fármaco revela a presença de 3 picos de maior intensidade a 7,5; 16,5 e

22 º2 , além de diversos picos secundários, evidenciando o comportamento cristalino do

BNZ. O inverso é verificado nos difratogramas da CD e do polímero que apresentam-se

predominantemente amorfas.

A comparação dos perfis de difração dos componentes puros com os obtidos com as

misturas físicas do sistemas permitiu verificar a inexistência de variações expressivas entre

os difratogramas das MFs, sendo estas correspondentes a simples justaposição dos

difratogramas dos componentes isolados. Os perfis de difração dos malaxados e evaporados

com e sem polímero, ostetam um caráter cristalino, contudo a comparaçãso com o

difratograma da respectiva MF permite detectar o desaparecimento de alguns picos do

ativo, além do aparecimento ou modificação de picos já existentes. Por sua vez, ao

comparar os sistemas BNZ-CD-polímero e BNZ-CD, em todas as proporções obtidas

evidenciou-se perfil cristalino semelhante, não sendo útil para diferenciação enter os dois

sistemas. Ribeiro e colaboradores confirmam tais resultados, observando os difratogramas

das preparações com e sem polímero para o fármaco vimpocetina e a beta ciclodextrina

(2005).

163


Infravermelho com Transformada de Fourier (IV)

Figura 6. Espectros de infra-vermelho dos sistemas com e sem polímero: Sequência BNZ-

RM CD-HPMC: BNZ, RM CD, HPMC, MF, MX e EV; Sequência BNZ-RM CD: BNZ,

RM CD, MF, MX e EV

164


A espectroscopia de infravermelho é uma ferramenta analítica que pode ser utilizada

para avaliação da ocorrência de interações entre moléculas no estado sólido. Contudo, este

método apresenta algumas limitações no estudo da formação de complexos de inclusão

fármaco-cilcodextrina.

O espectrograma no IV do BNZ (Figura 6) apresenta picos característicos,

principalmente com relação as bandas típicas das amidas (vibração de estiramento N-H),

estiramento de carbonila (banda amida I) e deformação N-H (banda amida II), além das

vibrações devido ao grupo benzílico e imidazólico, e em particular, ao grupo nitro. A banda

devido as vibrações de estiramento N-H, encontra-se em 3330 cm-1. A banda de

estiramento da carbonila encontra-se em 1685 cm-1 e a deformação de N-H (amida II) em

1565 cm-1, característica da amida secundária. Além dessas, a banda em 1318 cm-1 é

atribuída ao estiramento C-N. O conjunto de bandas em 3180, 3160, 3120, 3090 e 3000 cm-

1 surgem das vibrações de estiramento simétrico e assimétrico de metileno do grupo benzila

e o estiramento do C-H aromático, embora estejam em de número de onda maior do que o

previsto.

Nos espectros de IV correspondentes às MFs com BNZ- RM CD não se detectam

alterações significativas das bandas de absorção características do BNZ, o que demonstra a

não existência de interações importantes entre BNZ e os outros componentes das

preparações.

Os resultados obtidos de IV para os processados de BNZ-RM CD-HPMC (Figura

6) mostram ligeiras alterações na região correspondente a vibrações de estiramento do

grupo benzeno do BNZ (3100-2900 cm-1), para as amostras EV e MX. Também observa-se

modificações nas bandas correspondentes ao fármaco nas regiões de 1300-1000 cm-1,

relacionadas as ligações C-N do grupamento amida. Estes resultados apontam a uma

interação concentrada na parte centro-aromática do fármaco, o que indica uma possível

inclusão do BNZ na ciclodextrina através do seu grupo benzeno.

Como observado nas caracterizações anteriores, MEV e difração de Raios-X, não

observou-se diferenças entre os compostos binários frente aos ternários. Apesar da

possibilidade de visualização mais detalhada de algumas bandas típicas do BNZ, que

165


inicialmente eram encobertas pela quantidade (1:1mol:mol) são notadas com a diminuição

nas proporções de CD ao longo das formulações.

Avaliação“in vitro” dos Perfis de Dissolução dos Sistemas BNZ-CD-Polímero e BNZ-CD

Figura 7. Perfis de dissolução das diferentes proporções BNZ:RM CD com e sem polímero

O estudo das propriedades de dissolução dos complexos de inclusão em estado

sólido constitui uma investigação de rotina laboratorial quando se trabalha com fármaco-

cilcodextrinas, apesar dos estudos de solubilidade de fases serem de grande importância sob

o ponto de vista teórico, em termos práticos o método de solubilização mais informativo é o

ensaio de dissolução, revelando não somente melhorias na solubilização de fármacos

complexados, como também informação acerca da cinética de dissolução dos complexos.

Os sistemas de dissolução do BNZ nos sistemas obtidos, encontra-se representados

na figura 7. Os valores de eficiência de dissolução (ED) 15 e 20 minutos, são mostrados no

quadro 1.

166


Para uma análise mais crítica, deve-se discutir os resultados obtidos nos perfis de

dissolução levando em consideração o incremento de velocidade de solubilização do BNZ,

alguns pontos podem ser atores principais neste quesito como a influência da presença ou

não de HPMC a 0,1% nas preparações, o método empregado na obtenção dos complexos e

proporção fármaco:ciclodextrina nas formulações.

Quadro 1. Eficiência de dissolução 15 e 20 minutos das proporções BNZ: RM CD com e sem polímero

EV MX MF Proporções BNZ:CD(mol:mol)

Componentes dos Sistemas ED15 ED20 ED15 ED20 ED15 ED20

BNZ-CD-HPMC 83,4 88,7 60,9 69,6 49,5 56,5 1:1 BNZ-CD 83,5 87,7 77,7 81,6 46,9 54,4 BNZ-CD-HPMC 81,4 86 61,9 69,3 51 57,5 1:0,66 BNZ-CD 84,4 89,4 68,4 73 46,1 54,3 BNZ-CD-HPMC 80,9 86,9 53,4 61,5 50,9 57,6 1:0,33 BNZ-CD 84,5 89 66,2 73 47,9 56,9 BNZ-CD-HPMC 83,8 88 22,5 30,7 24 33,2 1:0,17 BNZ-CD 48,9 58,5 41,6 53,2 14,4 48,1

Legenda: ED-eficiéncia de dissoluçao; EV-evaporado; MX- malaxado; MF- mistura fisica

A influência do HPMC no incremento na velocidade de dissolução, não foi

confirmada pelos resultados de ED dos compostos sólidos testados, contrariando os

resultados encontrados na forma líquida, onde verificou-se um ganho considerável de

solubilização do BNZ na presença do HPMC. Pode-se atribuir a não potencialização no

incremento de dissolução do BNZ , nas preparações sólidas contendo polímero, devido ao

pequeno aporte ou não uniformidade na distribuição da formulação, além dos processos

utilizados para a obtenção dos sistemas.

Os métodos de preparo empregados (MX, EV e MF) tiveram resultados distintos

como verificado nos perfis de dissolução (figura 7) e ED (quadro 1), deixando claro que a

escolha do processo para a obtenção dos complexos deve ser escolhido de forma a propiciar

as condições adequadas a formação dos mesmos.

Ao analisar as diferentes proporções BNZ:CD, obteve-se resultados semelhantes

para as proporções (1:1, 1:0,66, 1:033), possuindo percentuais próximos com valores acima

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de 80% até 15 minutos. A excessão da proporção 1:0,17 onde obtve-se percentuais

menores (figura 7 e quadro 1). Ainda deve-se levar em consideração, a tempo de atribuir a

capacidade no incremento de dissolução do BNZ, o processo utilizado na confecção dos

mesmos, pois como descrito acima os processos tem papel preponderante nos resultados

revelados nos perfis de dissolução.

Conclusões

A aplicação articulada de diferentes metodologias analíticas permitiu caracterizar

pormenorizadamente os sistemas multicomponentes (MF e MX, EV) obtidos no estado

sólido. Todos os complexos demonstram diferenças morfológicas, estruturais e perfis

espectroscópicos distintos das moléculas livres de BNZ e CD.

Pode-se então concluir com base nos resultados apresentados que a obtenção de

sistemas multicomponentes testados (estado sólido), não aumentou a taxa de dissolução do

BNZ nas preparações, também ficou evidente a influência do processo utilizado (MX e EV)

traduzidos nos resultados de caracterização das preparações e por fim a possibilidade de

otimizar a quantidade de ciclodextrina para futuras formulações contendo BNZ, diminuindo

o volume das preparações de forma a tornar mais eficiente tais sistemas.

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Conclusões e Perspectivas

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8 CONCLUSÕES

A importância na determinação de monocristal, desenvolvimento de método de

dissolução e por fim a caracterização físico-química para fármacos cristalinos é de

relevância para o controle de qualidade, quando da produção de preparações a base de

benznidazol em escala industrial.

Os resultados das caracterizações de dispersões sólidas, complexos de inclusão e

multicomponentes foram elucidativas, comprovando a interação entre os componentes dos

sistemas fundamentando o aumento na velocidade de dissolução das preparações obtidas.

Pode-se então afirmar que a obtenção de dispersões sólidas (BNZ-Polímero),

complexos de inclusão (BNZ:CDs) e multicomponentes (BNZ:CDs:Polímero) são

alternativas para ter-se uma melhor dissolução do fármaco, possibilitando diversas

vantagens frente a veiculação tradicional, utilizando tal fármaco, de maneira mais segura e

eficaz.

9 PERSPECTIVAS

As perspectivas do nosso trabalho se voltam à realização de testes in vivo utilizando

os sistemas obtidos (dispersões sólidas, complexos de inclusão e multicomponentes),

obtenção e caracterização de sistemas no estado líquido, além da realização de estudos

detalhados de estabilidade do fármaco (testes de estresse, elucidação de rota e cinética

degradativa e desenvovlvimernto de método indicativo de estabilidade).

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Referências

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Anexos

universidade federal de pernambuco centro de … · prof. dr. márcio antônio de andrade coelho...

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