DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO DE UM COMPLEXO DE INCLUSÃO: β-cariofileno/metil-β-ciclodextrina e delineamento de suas aplicações farmacológicas

Abstract

RESUMO: O β-cariofileno (BCP), um fitocanabinoide presente em numerosos óleos essenciais, atraiu recentemente considerável atenção por demonstrar um alto potencial farmacológico em estudos pré-clínicos. No entanto, sua volatilidade, baixa solubilidade aquosa e facilidade de oxidação podem limitar a sua aplicação em formulações farmacêuticas. O objetivo deste trabalho de tese foi desenvolver novas formulações farmacêuticas orais e tópicas que garantam maior estabilidade e melhor perfil terapêutico ao BCP. Como resultados da fase 1 de estudos foram produzidos complexos de inclusão a partir do BCP com cilclodextrinas (CDs) modificadas (MβCD e HPβCD) na molaridade 1:1. Foi demonstrado que a solubilidade do BCP é significativamente aumentada através da complexação por estas CDs. As mudanças nas características físico-químicas para os sistemas binários observados em DSC, FTIR e MEV indicaram o estabelecimento de interações com uma nova formação de fase. Na espectroscopia de 1H-RMN os desvios calculados dos prótons localizados no interior da cavidade da CD confirmaram a inclusão do fármaco. Os estudos de dinâmica molecular mostraram a inclusão quase completa do BCP pelo lado largo da CD. Além disso, o complexo de inclusão obtido demonstrou melhorar as atividades anti-inflamatória, protetora gástrica e antioxidante em relação ao BCP não complexado por via oral em camundongos. O complexo de inclusão foi capaz de reduzir (84,12%, 3ª h) o edema de pata induzido por carragenina de forma semelhante ao controle positivo (indometacina - 61,04%) demonstrando um perfil superior ao BCP não complexado (55,85%). Os estudos histológicos das patas confirmaram seu alto potencial anti-inflamatório. O pré-tratamento com BCP e BCP:MβCD por via oral em camundongos também impediu significativamente a gastropatia macroscópica induzida pelo etanol de forma semelhante ao grupo tratado com omeprazol. Suas ações terapêuticas aqui demonstradas foram associadas a um bom perfil antioxidante, com a redução significativa dos níveis de MDA e Nox e aumento do teor de GSH. Na segunda fase deste trabalho, foram produzidos sistemas de veiculação poliméricos tópicos contendo BCP e BCP:MβCD. Membranas adesivas foram obtidas por casting e caracterizadas por estudos macroscópicos, pH, DSC, FTIR e testes de adesão ex vivo. Como resultado, foram obtidos curativos poliméricos com características aceitáveis para uso tópico, pH semelhante ao da pele e boas características adesivas. Posteriormente os filmes foram testadas quanto a seu potencial cicatrizante em um modelo de cicatrização de feridas em camundongos. O BCP e BCP:MβCD demonstraram melhorar o perfil cicatrizante do sistema polimérico acelerando a cicatrização, melhorando a remodelação dos tecidos e aumentando a espessura da epiderme em estudos histológicos. Por fim, foi realizado o pedido de depósito de patente submetido ao Núcleo de Inovação e Transferência de Tecnologia, a fim de subsidiar a utilização do processo de obtenção do complexo de inclusão e do seu uso nas formulações farmacêuticas desenvolvidas neste trabalho de tese. ABSTRACT: β-caryophyllene (BCP), a phytocannabinoid present in several essential oils, recently has attracted considerable attention for demonstrating high pharmacological potential in preclinical studies. However, it is volatility, low aqueous solubility and being easily oxidizable, may limitate its application in pharmaceutical formulations. This thesis aimed to develop new oral and topical pharmaceutical formulations that guarantee better stability and better therapeutic profile to BCP. As results of the first phase of the study, inclusion complexes were produced since BCP and modified cyclodextrins (CDs) (MβCD and HPβCD) in 1:1 molarity. It was demonstrated that BCP solubility is significantly increased trhough the complexation with these CDs. The changes in physical-chemical characteristics for the binary systems observed in DSC, FTIR and MEV indicated the stablishment of interactions with a formation of new phase. In the H-NMR spectroscopy, the calculated deviation of protons located in the interior of CD cavity confirmed the drug inclusion. The studies of molecular dynamics have shown an almost complete inclusion of BCP through the long side of CD. Besides that, the obtained inclusion complex have also shown improved gastric protection, antiinflammatory, antioxidant activities regarding non-complexed BCP in oral route in mice. The inclusion complex was able to reduce (84.12%, 3rd hour) the carrageenam induced paw edema similarly to the positive control (indomethacin – 61.04%) demonstrating a superior profile over non-complexed BCP (55.85%). The paw hystological studies have confirmed its high antiinflammatory potential. Pretreatment with BCP and BCP:MβCD by oral route in mice also significantly prevented macroscopic gastropathy induced by ethanol similarly to group treated with omeprazole. Its therapeutic activities demonstrated in this study were associated to a good antioxidant profile, with significant reduction of MDA and Nox levels and increase of GSH content. In the second phase of this study, polymeric topical delivery systems with BCP and BCP:MβCD were produced. Adhesive membranes were obtained by casting and characterized by macroscopic studies, pH, DSC, FTIR and adhesion tests ex vivo. As results, we obtained polymeric dressings with acceptable characteristics for topical use, pH similar to skin and good adhesive characteristics. Posteriorly, membranes were tested about their healing potential in a wound healing model in mice. BCP and BCP:MβCD have demonstrated improvement of the healing profile of the polymeric system, accelerating the heal, improving tissue remodeling and increasing epidermis and dermis thickness in hystological studies. At last, the patent filing request was submited to Núcleo de Inovação e Transferência de Tecnologia, in order to subsidize the use of the obtention process of the inclusion complex and its use in the formulations developed in this thesis.