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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE
NOVOS SISTEMAS DE LIBERAÇÃO DE FÁRMACOS À BASE DE XILANA
Elquio Eleamen Oliveira
NATAL - RN
2010
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE
NOVOS SISTEMAS DE LIBERAÇÃO DE FÁRMACOS À BASE DE XILANA
Elquio Eleamen Oliveira
Tese apresentada à Universidade Federal do
Rio Grande do Norte para a obtenção do
título de Doutor em Ciências da Saúde pelo
Programa de Pós-Graduação em Ciências
da Saúde
ORIENTADOR: Prof. Dr. Eryvaldo Sócrates Tabosa do Egito
NATAL - RN
2010
iii
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE
COORDENADORA DO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA
SAÚDE
Profa Dra. TÉCIA MARIA DE OLIVEIRA MARANHÃO
iv
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE
NOVOS SISTEMAS DE LIBERAÇÃO DE FÁRMACOS À BASE DE XILANA
Presidente da banca
Prof. Dr. Eryvaldo Sócrates Tabosa do Egito
Banca examinadora
Prof. Dr. Eryvaldo Sócrates Tabosa do Egito (UFRN)
Prof. Dr. José Luis Cardoso Fonseca (UFRN)
Prof. Dr. Josué Mendes Filho (UFC)
Prof.ª Dr.ª Maria Vitória Lopes Brada Bentley (USP)
Prof.ª Dr.ª Técia Maria de Oliveira Maranhão (UFRN)
v
Dedico este trabalho aos meus pais, por todo amor, apoio e incentivo dado durante todos os momentos de minha vida.
vi
AGRADECIMENTOS
Ao professor, orientador e amigo E. Sócrates Tabosa do Egito pela
orientação científica, entusiasmo, otimismo, satisfação e motivação em adquirir o
conhecimento que fez desenvolver em mim à vontade de ser pesquisador.
Aos Professores do Curso de Farmácia da UFRN pela formação
acadêmica durante o curso de graduação.
Aos caros Professores do Programa de Pós-graduação em Ciências da
Saúde da UFRN pela formação exercida durante o desenvolver deste Doutorado.
Aos meus colegas de trabalho da Universidade Estadual da Paraíba pela
parceria e compreensão na realização deste doutorado.
Aos Professores e colegas de laboratório Ivonete Batista de Araújo e
Toshiyuki Nagashima Júnior pela ajuda constante e pelos momentos de
descontração no Laboratório de Sistemas Dispersos (LASID).
Aos meus colegas de Doutorado, Bolívar Ponciano Goulart de Lima
Damasceno, Kattya Gyselle Holanda Silva e Lourena Mafra por todo o
companheirismo e exemplo de espírito científico.
Aos meus colegas de iniciação científica, Mestrado e Doutorado do LASID,
em especial a equipe de Sistemas de Liberação Cólon Específica, constituída por
Acarília Eduardo, Henrique Marcelino e Monique Salgado.
A equipe de sistemas magnéticos, em especial ao Professor Artur Carriço,
a Amanda Andriola Silva, Erica Lira e Juliana Carvalho pela valiosa parceria entre
nossas equipes, sem a qual este trabalho não teria sido realizado
vii
Ao Prof. Dr. Luís Alberto Lira Soares pela atenção e sugestões no
desenvolver das pesquisas de laboratório.
Aos funcionários do PPGCSA, pela disponibilidade e colaboração.
Aos funcionários da Coordenação e do Departamento de Farmácia pela
boa vontade e colaboração direta durante a caminhada do Doutorado.
A todos que direta ou indiretamente contribuíram de alguma forma para a
realização deste trabalho.
E muito especialmente à minha família, pelo apoio e conforto durante todo
o tempo, aos meus pais Eustaquio Holanda de Oliveira e Mona Catão Eleamen
Oliveira (in memoria) e a minha noiva Giovanna Rodrigues de Araújo todo o meu
agradecimento pelo amor e compreensão ao longo desta jornada.
viii
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS IX
1. INTRODUÇÃO 1
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 4
3. INDEXAÇÃO DE ARTIGOS 10
3.1. SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF XYLAN-COATED MAGNETITE
MICROPARTICLES. ........................................................................................................ 10
3.2. INFLUENCE OF THE LIPOPHILIC EXTERNAL PHASE COMPOSITION ON THE
PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF XYLAN MICROCAPSULES .................................. 16
3.3. DEVELOPMENT OF A MAGNETIC SYSTEM FOR THE TREATMENT OF HELICOBACTER
PYLORI INFECTIONS ...................................................................................................... 20
3.4. XYLAN FROM CORN COBS, A PROMISING POLYMER FOR DRUG DELIVERY: PRODUCTION AND CHARACTERIZATION .......................................................................... 25
4. COMENTÁRIOS, CRÍTICAS E CONCLUSÕES 30
5. APÊNDICE 34
REFERÊNCIAS 45
ABSTRACT 52
ix
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1: Estrutura química da xilana. 07
x
RESUMO
O presente trabalho teve como objetivo a extração e caracterização do polímero
de xilana a partir de resíduos de sabugo de milho e a produção de microcápsulas
a partir deste polímero. O primeiro passo foi a extração da xilana em meio alcalino
e caracterização deste polímero quanto as suas propriedades tecnológicas
(ângulo de repouso, fator de Hausner, densidade, compressibilidade e
compactabilidade), bem como a elaboração de uma procedimento rápido e barato
para a identificação deste polímero através de espectroscopia de absorção na
região do infravermelho. O polímero de xilana foi caracterizado como sendo um
pó de cor amarelada de baixa densidade e com propriedades de escoamento
pouco favoráveis. Após a obtenção e caracterização do polímero, microcápsulas
de xilana foram preparadas através da reticulação polimérica interfacial e
caracterizadas a fim de se obter sistemas multiparticulados gastroresistentes. O
trabalho foi delineado buscando-se os melhores fatores na técnica de preparação
das microcápsulas, assim como o estudo do processo, aumento de escala e
avaliação biológica. Nanopartículas magnéticas foram utilizadas como sistema
modelo a ser encapsulado pelas microcápsulas à base de xilana. Os resultados
obtidos demonstraram que as microcápsulas de xilana são resistentes às diversas
condições encontradas ao longo do trato gastrintestinal e foram capazes de evitar
a degradação prévia das nanopartículas magnéticas in vitro. Palavras chaves:
xilana, espectrofotometria de absorção na região do infravermelho,
microcápsulas, liberação cólon-específica, reticulação polimérica interfacial
1
1. INTRODUÇÃO
As Doenças Inflamatórias Intestinais (DII), como colite ulcerativa e doença
de Crohn, correspondem a um problema de saúde pública em muitos países,
independentemente do seu nível de desenvolvimento. Dados internacionais
demonstram que as DII apresentam uma incidência anual em torno dos 8-12
casos por 100.000 habitantes, com pico de ocorrência entre os 15 e os 30 anos,
mas com formas de apresentação em crianças e idosos (1-3).
Deve-se considerar que estamos diante de doenças crônicas de etiologia
desconhecida, para a qual não existe cura, e que a predominância destas
doenças ocorre na faixa da população ativa, a par de uma sintomatologia, na
maioria dos casos, incapacitante para o trabalho e fortemente penalizadora da
qualidade de vida dos doentes.
Muitos fármacos caracterizados como moléculas potencialmente eficazes
para o tratamento das DII têm seu uso limitado por não executarem uma ação
específica no cólon. Esta dificuldade ocorre principalmente devido à localização
distal do cólon no trato gastrintestinal. Porém a incorporação desses ativos a um
sistema eficaz que possa proteger o fármaco das condições fisiológicas adversas
encontradas no estômago e prevenir a liberação do fármaco no trato
gastrintestinal superior é considerada de fundamental importância, por permitir a
utilização deste medicamento de forma racional, incluindo uma série de benefícios
ao paciente, como maior eficácia no tratamento da doença e redução dos efeitos
indesejáveis.
Os sistemas microparticulados têm sido foco de inúmeras pesquisas na
área farmacêutica nas ultimas décadas, com o objetivo de obter produtos com
2
liberação modificada de fármacos; diminuição da toxicidade gastrintestinal de
antiinflamatórios não-esteróides; melhora na estabilidade ou na biodisponibilidade
de fármacos e em doenças inflamatórias intestinais (4-7).
As microcápsulas (1-1000µm) são geralmente formadas a partir de
materiais poliméricos, podendo ser preparadas através de inúmeros métodos
descritos na literatura, entre os quais encontra-se a reticulação polimérica
interfacial. Embora de produção mais complexa e mais onerosa, são inúmeras as
vantagens inferidas pelos sistemas de administração microparticulados em
comparação aos sistemas tradicionais de administração de fármacos, onde
podemos citar: a distribuição rápida e uniforme pelo trato gastrintestinal, menor
variação na biodisponibilidade, menor risco de toxicidade devido ao rompimento
de um sistema unitário de liberação prolongada, maior reprodutibilidade de dose e
a compartimentalização de fármacos que apresentem incompatibilidades numa
mesma forma farmacêutica (8-10).
Entre os materiais poliméricos estudados para o desenvolvimento de
sistemas microparticulados de liberação cólon-específica, destacam-se os
polímeros biodegradáveis. Esses sistemas baseiam-se na capacidade que a
microflora bacteriana colônica tem de produzir uma ampla variedade de enzimas,
incluindo as azoredutases, várias glicosidases, estearases, amidases e xilanases,
que são capazes de degradar o polímero que compõe os sistemas
microparticulados (11-14).
Nos anos 90 o Laboratório de Biopolímeros da UFRN, sob o comando da
Profa Dra. Rosângela B. Garcia desenvolveu uma técnica de extração de xilana a
partir de resíduos vegetais de sabugo de milho. Desde 2000, o Laboratório de
Sistemas Dispersos (LaSiD), sob o comando do Prof. Dr. E. Socrates Tabosa do
3
Egito, otimizou a técnica de extração da xilana e vem utilizando este polímero
biodegradável para o desenvolvimento de um sistema microparticulado a base de
xilana extraída de sabugo de milho para liberação cólon específica (15).
A partir do exposto, este trabalho visou obter um sistema polimérico
microparticulado à base de xilana pela técnica da reticulação polimérica interfacial
e avaliar sua eficácia quanto a sua liberação cólon específica. Em um segundo
momento, foi realizado uma caracterização do polímero de xilana com o intuito de
obter informações sobre suas propriedades tecnológicas, necessárias para o
desenvolvimento de uma formulação farmacêutica.
Como objetivos específicos, pretende-se:
− Extrair xilana insolúvel em água a partir de sabugos de milho e caracterizar
este polímero quanto as suas propriedades de escoamento e identificação
por espectroscopia de absorção na região do infravermelho;
− Produzir microcápsulas de xilana por reticulação polimérica interfacial e
avaliar a influência da fase externa lipofílica;
− Microencapsular partículas superparamagnéticas com xilana e avaliar sua
dissolução in vitro;
− Produzir um sistema magnético micropartículado para liberação gástrica de
amoxicilina.
4
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Atualmente, o processo de absorção pode ser controlado e modulado por
sistemas especiais capazes de liberar o princípio ativo em órgãos alvo, como o
cólon. O desenvolvimento de sistemas de liberação cólon específicos (SLCE) vem
sendo cada vez mais estudado e tem atraído o interesse da indústria
farmacêutica, visto a possibilidade de uma ação mais efetiva frente aos
medicamentos atualmente utilizados para o tratamento de doenças cólon
específicas. Esses sistemas tornaram-se possíveis graças ao desenvolvimento de
novos polímeros para uso farmacêutico, possibilitando o desenvolvimento de
novos revestimentos com o propósito de liberar o fármaco especificamente no
cólon (16).
O desenvolvimento de uma nova forma farmacêutica exige um estudo
prévio da anatomia e fisiologia do órgão de interesse, bem como um estudo
detalhado da patologia a qual se propõe o tratamento.
O intestino grosso é um órgão calibroso, possuindo aproximadamente 1,5m
de comprimento, estando dividido em ceco, apêndice vermiforme, cólon
ascendente, cólon transverso, cólon descendente, cólon sigmóide e reto. Sua
túnica muscular consiste em uma camada externa de músculo liso longitudinal e
uma camada interna de músculo liso circular. Diferente de outras partes do trato
gastrintestinal, as concentrações de músculo liso longitudinal são altas, formando
três faixas longitudinais conspícuas, chamadas tênias. As tênias do cólon são
separadas por partes da parede com pouco ou nenhum músculo liso longitudinal.
A contração tônica das faixas enruga o cólon em uma série de saculações,
denominadas haustros, que dão ao cólon aparência enrugada. Por fim existe uma
5
camada de músculo liso circular que se situa entre as tênias do cólon (Figura 1).
Seu pH depende diretamente do tipo de alimentação ingerida; de uma maneira
geral, varia entre 5,5 e 7,0 (16-18).
Devido sua localização distal no trato gastrintestinal, o sistema de liberação
cólon específico deve ser dotado de algumas particularidades, tais como: proteger
o fármaco das condições fisiológicas adversas encontradas no estômago e
prevenir a liberação do fármaco no trato gástrico superior (14, 19).
Quanto ao aspecto fisiológico, o cólon desenvolve basicamente três
funções: a absorção de água e eletrólitos, a fermentação de carboidratos e o
estoque e propulsão do material fecal. Possui ainda um elevado tempo de
retenção, o qual apresenta duração média de trânsito de 33 horas, em indivíduos
do sexo masculino, e de 47 horas em indivíduos do sexo feminino, podendo variar
de acordo com a cultura e os costumes da população. Entre as principais
patologias que podem acometer este órgão, destacam-se: constipação,
irritabilidade intestinal, doença de Crohn, carcinomas cólon-retal e colite
ulcerativa. (16, 17).
As DII são doenças inflamatórias crônicas de etiologia desconhecida que
acometem o intestino grosso, caracterizando-se por inflamação e ulceração da
porção distal do intestino delgado e do cólon. Os sintomas incluem
caracteristicamente diarréia, com ou sem sangramento retal, e freqüentemente
dor abdominal. Teorias sobre as causas das DII têm sido desenvolvidas, mas
nenhuma delas foi comprovada. A teoria mais aceita é que anticorpos reajam a
vírus ou bactérias causando o desenvolvimento de uma inflamação na mucosa
intestinal. Outras teorias incluem predisposições genéticas, desordens
autoimunes e problemas no mecanismo de regulação imune (20).
6
Cinco mecanismos de liberação cólon específica vêm sendo propostos
como carreadores de fármacos, para o tratamento das DII: os pró-fármacos,
sistemas tempo-dependente, sistemas com polímeros pH-dependentes, sistemas
pressão-dependente e o uso de polímeros biodegradáveis (19, 21, 22).
O sistema cólon específico biodegradável induzido pela microflora
bacteriana baseia-se na capacidade que a microflora colônica tem de produzir
uma ampla variedade de enzimas, incluindo as azoredutases, várias glicosidases,
estearases, amidases e xilanases, possibilitando a existência destes sistemas
(18).
Também denominados de sistemas cólon específicos de degradação
enzimática, eles são desenvolvidos para permanecer intactos no estômago e
intestino delgado; ao passar pelo cólon, tais sistemas entrarão em contato com as
enzimas produzidas pela microflora local, capazes de degradar o polímero que
compõe a forma farmacêutica, liberando assim o conteúdo do seu núcleo no cólon
(17).
Sistemas biodegradáveis formulados com polissacarídeos naturais, como a
xilana, estão sendo cada vez mais desenvolvidos por serem de fácil aquisição, de
fácil modificação química, estáveis e praticamente atóxicos (21-25).
A xilana (Figura 2) é um polissacarídeo de vasta aplicabilidade na indústria
farmacêutica. Ela é o maior componente da hemicelulose vegetal, constituindo 15
a 30% da parede celular de vegetais de grande porte, 7 a 10% de vegetais de
pequeno porte e acima de 30% em plantas sazonais (26-31).
7
Figura 1: Estrutura química da xilana (16).
É o segundo biopolímero mais abundante do reino vegetal e é utilizada em
diversos segmentos industriais como, por exemplo, na indústria de papéis, na
indústria têxtil e na indústria de alimentos. Sua abundância na natureza é
comparável à da celulose e amido. Ela é encontrada em grande quantidade,
especialmente, no sabugo e talo das espigas de milho; nas cascas dos grãos e
nos caules dos cereais e nas cascas de aveia. Sua composição química
corresponde a unidades de xilose ligadas por pontes glicosídicas β-1,4.
Entretanto, dependendo do vegetal do qual esse polissacarídeo é extraído, pode-
se encontrar resíduos de ácidos urônicos e seus derivados, L-arabinose e
oligossacarídeos, como substituintes em diversos pontos na cadeia principal (32-
36).
Trata-se de uma substância pouco solúvel em água e solúvel em soluções
alcalinas, capaz de sofrer hidrólise enzimática, sendo convertida a xilose por uma
classe de enzimas denominada de xilanases. Tais enzimas são produzidas por
algumas espécies bacterianas existentes no organismo humano e localizadas em
8
nível de cólon, tornando assim possível a produção de uma forma farmacêutica
de liberação colônica (37, 38).
A tecnologia de produção de sistemas coloidais que permitem a liberação
do fármaco em um determinado órgão alvo se dá pelo acoplamento do fármaco a
partículas carreadoras tais como as micropartículas, os quais modulam a
liberação e as características de absorção do fármaco (39).
Os sistemas microparticulados representam uma classe de carreadores
coloidais, constituídos basicamente por polímeros, possuindo forma esférica com
diâmetro inferior a 1000 µm, podendo conter um princípio ativo em sua estrutura
(40, 41).
A microencapsulação é um método que possui um amplo uso na área
farmacêutica, como também em outras áreas, tais, como na indústria química e
agroquímica, na indústria têxtil e na indústria gráfica (5, 8, 40, 42-46).
Microcápsulas poliméricas podem ser preparadas utilizando vários
processos. Entre as tecnologias mais utilizadas encontra-se a evaporação do
solvente, a secagem por aspersão e a reticulação interfacial (16, 47-49). Em
nosso laboratório, vem se desenvolvendo um sistema microparticulado para
liberação cólon específica por dois métodos: a reticulação interfacial e a secagem
por aspersão.
A reticulação interfacial é um processo que ocorre em meio líquido,
consistindo-se, basicamente, de duas etapas: a produção de uma emulsão e a
reticulação do polímero. Para a preparação da emulsão, utilizam-se dois líquidos
imiscíveis, no qual o polímero encontra-se solubilizado nas gotículas da fase
dispersa. O tamanho das partículas dependerá diretamente do tamanho da
gotícula. O passo seguinte é a reticulação, induzida por um agente reticulante no
9
sistema, proporcionando a deposição do polímero na interface da gotícula,
formando assim a microcápsula (40, 44, 50-52).
O método de microencapsulação através de secagem por aspersão (spray-
drying) consiste na dispersão do material a ser encapsulado em uma solução ou
dispersão contendo o polímero de revestimento. Em seguida, por aspersão da
mistura sob uma corrente de ar quente obtêm-se as micropartículas. Esse ar
aquecido fornece energia suficiente para remover o líquido a partir do material a
ser revestido proporcionando que este se acumule na superfície do material que
estava em suspensão, formando assim o produto encapsulado (6,53).
A microencapsulação é uma eficiente técnica para a produção de sistemas
de liberação cólon específicos, podendo contribuir para o desenvolvimento de
novas formas farmacêuticas que garantam efetividade e eficiência terapêutica,
que possibilitem redução no número de doses e da toxicidade, gerando uma
maior comodidade terapêutica e aumentando a adesão do paciente ao
tratamento, visando promover o uso seguro e racional dos medicamentos.
10
3. INDEXAÇÃO DE ARTIGOS
3.1. Synthesis and characterization of xylan-coated magnetite
microparticles.
11
12
13
14
15
16
3.2. Influence of the lipophilic external phase composition on the
preparation and characterization of xylan microcapsules
17
18
19
20
3.3. Development of a magnetic system for the treatment of Helicobacter
pylori infections
21
22
23
24
25
3.4. Xylan from corn cobs, a promising polymer for drug delivery:
Production and characterization
26
27
28
29
30
4. COMENTÁRIOS, CRÍTICAS E CONCLUSÕES
A microtecnologia, uma ciência multidisciplinar, tem se destacado nos
últimos anos em diversas áreas científicas e tecnológicas. No âmbito
farmacêutico, estes estudos têm sido focalizados principalmente no
desenvolvimento de sistemas carreadores de fármacos, como as microcápsulas
poliméricas. Os sistemas microparticulados poliméricos também têm sido
estudados com o objetivo de desenvolver sistemas de liberação cólon específicos
utilizando polímeros biodegradáveis pela microflora colônica, como a xilana.
Diante destes aspectos, este projeto foi desenvolvido no sentido de buscar
um novo sistema de liberação de fármacos a base do polímero de xilana extraído
de resíduos vegetais de sabugo de milho e avaliar a capacidade deste sistema no
transporte cólon específico de moléculas bioativas.
O estudo foi baseado em trabalhos anteriores deste grupo de pesquisa
envolvendo a produção de micropartículas de xilana por coacervação. Estes
estudos demonstraram resultados promissores em relação às propriedades das
partículas obtidas, porém as micropartículas apresentaram uma liberação do
fármaco em um rápido período de tempo.
Frente a esta observação e aos resultados mencionados, surgiu a hipótese
de trabalho utilizando o polímero de xilana para o desenvolvimento de
microcápsulas de xilana pela técnica de reticulação polimérica interfacial (RPI) em
uma emulsão água/óleo. O desenvolvimento deste sistema apresenta inúmeras
vantagens, sendo a de maior destaque o caráter hidrofílico no interior das
microcápsulas, o que permite a encapsulação de fármacos hidrofílicos, como a
mesalazina, o diclofenaco sódico e o pantoprazol, todos utilizados para o
31
tratamento de doenças intestinais. Além da vantagem de permitir a encapsulação
de fármacos hidrofílicos, a técnica de RPI também produz microcápsulas com
uma maior resistência e menor permeabilidade devido ao uso do agente
reticulante.
Inicialmente, foram necessários inúmeros testes pilotos na extração da
xilana para otimização do processo e padronização do produto obtido. Esta
padronização foi confirmada pelo desenvolvimento de um método de identificação
do polímero de xilana utilizando a espectroscopia de infravermelho. Quanto à
obtenção das microcápsulas de xilana pela técnica de RPI, inúmeros fatores,
como quantidade do agente reticulante, tempo de reticulação e fase externa,
foram estudados com o intuito de reduzir a porosidade das microcápsulas obtidas.
Os resultados obtidos nesta fase do trabalho demonstraram a
aplicabilidade dos sistemas microparticulados à base de xilana para uma
liberação cólon específica. A fim de se confirmar esta aplicabilidade, os sistemas
compostos por micropartículas foram submetidos a teste in vitro simulando as
diferentes condições encontradas ao longo do trato gastrintestinal, onde o mesmo
se apresentou estável ao longo de todo o teste.
Na última parte do trabalho, foram realizados os estudos de liberação in
vitro do fármaco a partir das microcápsulas de xilana. Estes resultados
demonstraram que tanto o fármaco testado como a xilana apresentam uma
absorção no mesmo comprimento de onda sob espectrofotometria UV/Vis, sendo
necessário o uso de cromatografia líquida de alta eficiência a fim de separar o
fármaco e o polímero para elaboração da cinética de liberação do fármaco.
Devido à ausência deste equipamento em nosso laboratório no início deste
projeto os resultados relacionados à cinética de liberação do fármaco acabaram
32
por se apresentar como um grande desafio. A fim de resolver este problema e
confirmar a viabilidade dos sistemas microparticulados a base de xilana foi feito
uma parceria entre dois grupos de pesquisa da UFRN para a incorporação de
nanopartículas magnéticas aos sistemas microparticulados de xilana. Esta
parceria gerou a publicação de 2 artigos científicos que confirmaram a capacidade
do nosso sistema de proteger as nanopartículas magnéticas do ataque ácido e
da liberação imediata na simulação do trato gastrintestinal superior.
O estudo e desenvolvimento das microcápsulas de xilana demonstraram a
necessidade de caracterizar o polímero de xilana, quanto as suas propriedades
tecnológicas, para servir de embasamento para a produção piloto destes
sistemas. Estes resultados geraram a produção de um manuscrito submetido à
revista Bioresource Technology. Paralelo a este estudo nosso laboratório adquiriu
um equipamento de cromatografia líquida de alta eficiência o que permitirá
darmos continuidade aos estudos de liberação in vitro do fármaco modelo.
A realização deste projeto permitiu a produção de microcápsulas para
liberação cólon específica a partir de um polímero natural obtido a partir de
sabugo de milho, uma matéria prima abundante no Brasil, além da produção de 4
artigos científicos que irão contribuir com o conhecimento científico na área de
microtecnologia e liberação sítio específica. Parte da contribuição científica deste
trabalho já pode ser observada pelas citações dos trabalhos desenvolvidos por
nosso grupo de pesquisa por dois dos maiores grupos de pesquisa em xilana e
sistemas de liberação cólon específicos, comandados por Anna Ebringerova,
pesquisadora sênior do Instituto de Química localizado na cidade de
Bratislava/Eslováquia, uma das pesquisadoras que mais publica artigos científicos
utilizando a xilana extraída de sabugos de milho e do pesquisador Thomas
33
Heinze, um pesquisador de renome internacional, que publicou vinte e seis artigos
sobre polissacarídeos somente no ano de 2008, pesquisador do centro de
excelência na pesquisa de polissacarídeos, localizado na Universidade Friedrich
Schiller/Alemanha.
Além do mais, durante este período pude ingressar como professor adjunto
na Universidade Estadual da Paraíba, onde atualmente oriento 3 alunos de PIBIC,
com uma bolsa de iniciação cientifica da Capes, além de orientar 3 alunos no
trabalho de conclusão de curso. Também coordeno o laboratório de Síntese e
Vetorização de Moléculas já tendo aprovado um projeto de pesquisa junto a
PROPESQ, onde pretendo dar continuidade a pesquisa em parceria com o
Laboratório de Sistemas Dispersos da UFRN. Atualmente, tive a oportunidade de
ingressar como pesquisador em dois grupos de pesquisa vinculados a CAPES o
que permitirá a continuação desta pesquisa na área de micro e nanotecnologia.
34
5. APÊNDICE
Publicações geradas
Artigos completos publicados em periódicos
1. SILVA, A ; DASILVA, E ; OLIVEIRA, E ; NAGASHIMAJR, T ; SOARES, L ;
MEDEIROS, A ; ARAUJO, J ; ARAUJO, I ; CARRICO, A ; EGITO, E . Synthesis
and characterization of xylan-coated magnetite microparticles. International
Journal of Pharmaceutics, v. 334, p. 42-47, 2007.
2. Nagashima, Toshiyuki; Oliveira, Elquio. Eleamen. ; Silva, Acarília Eduardo ;
Marcelino, Henrique Rodrigues ; Gomes, Monique Christine Salgado ; Aguiar,
Larissa Muratori ; Araújo, Ivonete Batista ; Soares, Luiz Alberto Lira ; Oliveira,
Anselmo Gomes ; Egito, E. Sócrates Tabosa . Influence of the Lipophilic External
Phase Composition on the Preparation and Characterization of Xylan
Microcapsules A Technical Note. AAPS PharmSciTech, v. 9, p. 814-817, 2008
3. SILVA, E. L. ; CARVALHO, Juliana Fernande de ; PONTES, T. R. ; OLIVEIRA,
E. E. ; MEDEIROS, A. C. ; EGITO, E ; ARAUJO, J ; CARRICO, A . Development
of a magnetic system for the treatment of Helicobacter pylori infections. Journal of
Magnetism and Magnetic Materials, 2009
4. Oliveira, Elquio Eleamen ; Silva, Acarília Eduardo ; Júnior, Toshiyuki
Nagashima ; Gomes, Monique Christine Salgado ; Aguiar, Larissa Muratori ;
35
Marcelino, Henrique Rodrigues ; Araújo, Ivonete Batista ; Bayer, Marc P. ;
Ricardo, Nágila M.P.S. ; Oliveira, Anselmo Gomes . Xylan from corn cobs, a
promising polymer for drug delivery: Production and characterization. Bioresource
Technology, p. 1-5, 2010.
Apresentações de Trabalho
1. HONÓRIO, M. L. P. ; SILVA, A. E. ; OLIVEIRA, E. E. ; MARCELINO, H. R. ;
NAGASHIMAJR, T ; EGITO, E. S. T. . Influência dos parâmetros da secagem por
aspersão na produção de micropartículas de xilana:Eudragit S-100. 2008.
(Apresentação de Trabalho/Congresso).
2. GOMES M. C. S. ; SILVA, A. E. ; OLIVEIRA, E. E. ; MARCELINO, H. R. ;
NAGASHIMAJR, T ; EGITO, E. S. T. . Incorporação de ácido úsnico e mesalazina
em microcápsulas cólon-específicas à base de xilana. 2008. (Apresentação de
Trabalho/Congresso).
3. MARCELINO, H. R. ; SILVA, A. E. ; FLORENTINO, A. P. P. ; OLIVEIRA, E. E. ;
NAGASHIMAJR, T ; EGITO, E. S. T. . Produção e caracterização de
microcápsulas de xilana desidratadas através da liofilização. 2008. (Apresentação
de Trabalho/Congresso).
4. FERREIRA, M. R. A. ; SANTIAGO. R. R. ; OLIVEIRA, E. E. ; SOARES, L. A. L.
. Desenvolvimento de emulsões contendo óleo de Carapa guianensis Aubl
36
(Andiroba). 2008. 2008. (Apresentação de Trabalho/Congresso).
5. GOMES M. C. S. ; SILVA, A. E. ; OLIVEIRA, E. E. ; MARCELINO, H. R. ;
AGUIAR, L. M. ; BEZERRA, P. L. ; NAGASHIMA JÚNIOR, Toshyiuki ; EGITO,
Eryvaldo Socrates Tabosa . FILMES A À BASE DE XILANA/EUDRAGIT S-100
PARA REVESTIMENTO DE COMPRIMIDOS DE LIBERAÇÃO CÓLON-
ESPECÍFICA. 2007. (Apresentação de Trabalho/Congresso).
6. MARCELINO, H. R. ; SILVA, A. E. ; OLIVEIRA, E. E. ; ARAUJO, I. B. ;
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PARA PRODUÇÃO MICROPARTÍCULAS DE MAGNETITA REVESTIDA PARA
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ABSTRACT
The aim of this work was to perform the extraction and characterization of xylan
from corn cobs and prepare xylan-based microcapsules. For that purpose, an
alkaline extraction of xylan was carried out followed by the polymer
characterization regarding its technological properties, such as angle of repose,
Hausner factor, density, compressibility and compactability. Also, a low-cost and
rapid analytical procedure to identify xylan by means of infrared spectroscopy was
studied. Xylan was characterized as a yellowish fine powder with low density and
poor flow properties. After the extraction and characterization of the polymer,
xylan-based microcapsules were prepared by means of interfacial crosslinking
polymerization and their characterization was performed in order to obtain
gastroresistant multiparticulate systems. This work involved the most suitable
parameters of the preparation of microcapsules as well as the study of the
process, scale-up methodology and biological analysis. Magnetic nanoparticles
were used as a model system to be encapsulated by the xylan microcapsules.
According to the results, xylan-based microcapsules were shown to be resistant to
several conditions found along the gastrointestinal tract and they were able to
avoid the early degradation of the magnetic nanoparticles.
Keywords: xylan, infrared spectroscopy, microcapsules, colon-specific delivery,
interfacial cross-linking polymerization.
