Nome do Projeto
Obtenção de bioadesivos drug delivery com anti-inflamatórios e antioxidantes naturais
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
02/01/2023 - 01/01/2025
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Multidisciplinar
Resumo
Bioadesivos são uma nova forma farmacêutica constituída por filmes poliméricas que aderem na pele e mucosas. São formas inovadoras de drug delivery, tanto para liberação de princípios ativos locais quanto sistêmicos. Os ativos incorporados em filmes bioadesivos necessitam aliar estabilidade durante a fabricação e o armazenamento e biodisponibilidade controlada durante o uso. A técnica de microencapsulamento aliada à constituição do filme bioadesivo propostos nesse projeto vem ao encontro dessas necessidades. Diversos agentes hidrofílicos têm sido utilizados como encapsulantes principais ou adjuvantes, como proteínas, amidos e ciclodextrinas, gomas guar e xantana; a xantana, entretanto, é mais versátil e resistente, e estabiliza e encapsula compostos aromáticos, medicamentos e microrganismos. Entretanto, sua elevada viscosidade impõe algumas limitações. Por isso desenvolveu-se uma xantana de baixa viscosidade (xantana LV) como agente encapsulante de probióticos em spray dryer o que resultou no pedido de patente BR 1020180687239. Agora, a empresa Biopolix, em parceria com o Laboratório de Biopolímeros da UFPel, pretende aplicar essa tecnologia para o encapsulamento de bioativos naturais, especialmente anti-inflamatórios e antioxidantes, da biodiversidade brasileira em bioadesivos tópicos à base de xantana pruni HV, material biopolimérico renovável biodegradável e biocompatível.

Objetivo Geral

Obtenção de bioadesivo drug delivery construído com xantana pruni de alta viscosidade (HV) e adicionados com bioativos naturais estabilizados por microencapsulação com xantana pruni de baixa viscosidade (LV).

Justificativa

A área da saúde busca novos materiais renováveis, biodegradáveis e biocompatíveis capazes de formarem filmes bioadesivos para liberação controlada de princípios ativos, especialmente naturais de fontes facilmente renováveis. O benefício desse tipo de drug delivery por bioadesivos é a entrega localizada do princípio ativo, com redução da dose necessária e, consequentemente, com redução de efeitos colaterais. A grande dificuldade desses novos biomateriais tem sido obter a compatibilidade entre ativos farmacêuticos com agentes e condições formadores de biofilmes. A proposta do projeto é unir a propriedade protetora/encapsulante da xantana pruni à sua capacidade filmogênica, ambas já demostradas em estudos anteriores.

Metodologia

Etapa I. Para a produção de xantanas LV e HV serão produzidos diferentes meios nutritivos para obtenção de inóculos de Xanthomonas arboricola pv pruni, cepa 101, de acordo com especificações fornecidas pela Biopolix, variando-se componentes fonte de nitrogênio e respectivas concentrações através de delineamentos do tipo fatorial completo. Os inóculos serão avaliados quanto à multiplicação celular e teor de nitrogênio residual em 24h. Logo, serão transferidos para o meio de produção de xantana (MPII) e mantidos em shaker, em condições específicas. O processo será avaliado pela produção de xantana. As xantanas produzidas serão caracterizadas quimicamente, pelas análises de teor de acetila, piruvato e atividade antioxidante por método ABTS adaptado para xantana por nosso grupo de pesquisa, e reometricamente. Posteriormente, será realizado a transposição de escala para biorreator de 10 L para a produção de xantana pruni LV e HV nas condições selecionadas. Após, as xantanas (HV e LV) produzidas em biorreator serão caracterizadas reometricamente, termicamente e quimicamente.
Etapa II. Para o preparo dos bioativos naturais serão utilizados ativos vegetais provenientes de espécies da biodiversidade brasileira, como extratos aquosos e alcoólicos, de frutas e plantas medicinais, selecionados pela empresa Biopolix. Nessa etapa será avaliada a atividade antioxidante dos bioativos por métodos clássicos como ABTS, DPPH e outros que se façam necessários.
Etapa III. Nessa etapa serão preparadas as soluções encapsulantes e de trabalho de acordo com delineamento fatorial completo 2^2, com 2 variáveis independentes (x= xantana pruni LV, y= agente dessecante). As soluções serão agitadas em agitador mecânico e esterilizadas em autoclave por 15 min. Após, serão adicionados os bioativos naturais para formar as soluções de trabalho. O encapsulamento dos bioativos naturais será realizado pela técnica de spray-dryer em condições pré-determinadas por Moreira et al. 2018 (pedido BR 10 2018 068723 90). Os pós resultantes serão embalados em frascos de vidro, lacrados e armazenados em temperatura ambiente (25 ± 5 °C) e refrigerada (5 ± 2 °C). Serão selecionadas as melhores formulações das soluções encapsulantes com base no rendimento do processo e preservação da atividade antioxidante.
Etapa IV. Os bioativos naturais microencapsulados selecionados serão aplicados, em diferentes concentrações, em filmes bioadesivos (etapa à cargo da empresa Biopolix). Os filmes serão avaliados quanto à atividade antioxidante, propriedades mecânicas (espessura, resistência à tração e alongamento), solubilidade em água dos biofilmes tópicos e avaliação em pele artificial.
Etapa V. Bolsista de mestrado selecionado por processo seletivo específico do programa PPGBiotec para bolsa do Programa MAI-DAI será orientado pela coordenadora deste projeto e desenvolverá projeto de dissertação dentro do escopo deste projeto.
Etapa VI. Divulgação de resultados - resultados não passíveis de proteção serão divulgados em trabalhos em congressos pertinentes e artigos científicos em revistas de elevado conceito, bem como na forma do documento da dissertação.

Indicadores, Metas e Resultados

Indicadores: Para a Etapa I serão a quantidade (g) de xantana LV e HV produzidas, bem como os resultados das análises de caracterização, que devem ser compatíveis aos resultados obtidos previamente pelo grupo. Para a Etapa II será o rendimento e a quantidade (g) e atividade antioxidante (% de inibição de radical oxidante) do(s) bioativo(s). Para a etapa III, o indicador será a quantidade (g) de biativo(s) encapsulado(s) com preservação adequada (ao menos 70%) da atividade antioxidante. Para a Etapa IV serão as propriedades físicas dos filmes bioadesivos compatíveis às obtidas com os filmes anestésicos já patenteados; a atividade antioxidante dos filmes bioadesivos compatíveis à concentração dos biativos naturais encapsulados adicionados. Para a Etapa V serão a quantidade de publicações e a defesa da dissertação de mestrado do bolsista MAI-DAI. E o indicador da Etapa VI será o número de trabalhos e artigos publicados e a dissertação finalizada.
Metas: Etapa I - Planejar e realizar delineamento fatorial completo e produzir xantana pruni LV e HV com diferentes meios nutritivos para a fase de inóculo em triplicata; Produzir ao menos 900 g de xantana pruni LV e HV em fermentador nas condições selecionadas. Etapas II e III - Desenvolver o delineamento fatorial completo e obter 150g de microcápsulas com o bioativo natural com a formulação selecionada. Etapa IV - Produzir filmes com 2, 5 e 10% m/v de bioativo natural encapsulado, ao menos 3 protótipos 20 x 20 cm para cada concentração de ativo desenvolvido. Etapa V – Desenvolver projeto de mestrado dentro do escopo do presente projeto. Etapa VI – completar a orientação da dissertação de mestrado.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ANGELITA DA SILVEIRA MOREIRA4
CAMILA DE AVILA BARROS
CLAIRE TONDO VENDRUSCOLO
EBIPADOU JATTO
FABÍOLA INSAURRIAGA AQUINO
GRACIELE DA SILVA CAMPELO BORGES5
HELENA FERNANDES SCAGLIONI
ISABEL SANTOS PEDONE
IZADORA ALMEIDA PEREZ
KARINE LASTE MACAGNAN
KATIELEN MOTA DA SILVA
LENNON DE OLIVEIRA MEYER
LIGIA FURLAN2
LUISA PEDROSO ZAHN
MARIANE IGANSI ALVES
MARINA SEYFFERT XAVIER
MIRIAN RIBEIRO GALVAO MACHADO2
ROSANE DA SILVA RODRIGUES3

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