UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS
DESENVOLVIMENTO DE COMPRIMIDO DE LIBERAÇÃO
PROLONGADA DE BENZNIDAZOL
FABIANA LÍCIA ARAUJO DOS SANTOS
RECIFE
2011
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS
DESENVOLVIMENTO DE COMPRIMIDO DE LIBERAÇÃO
PROLONGADA DE BENZNIDAZOL
Dissertação submetida ao Programa de Pós-Graduação
em Ciências Farmacêuticas da Universidade Federal de
Pernambuco, como requisito parcial para obtenção do
grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas na área de
concentração: Produção e Controle de Qualidade de
Medicamentos.
Orientador: Prof. Dr. Pedro José Rolim Neto
Co-orientador: Profº. Dr. José Lamartine Soares
Sobrinho
FABIANA LÍCIA ARAUJO DOS SANTOS
RECIFE
2011
Santos, Fabiana Lícia Araujo dos
Desenvolvimento de comprimido de liberação
prolongada de benznidazol / Fabiana Lícia Araujo
dos Santos. – Recife: O Autor, 2011.
122 folhas: il., fig,; 30 cm.
Orientador: Pedro José Rolim Neto.
Dissertação (mestrado) – Universidade Federal
de Pernambuco. CCS. Ciências Farmacêuticas,
2011.
Inclui bibliografia.
1. Benznidazol. 2. Doença de chagas.
3.
Dispersões sólidas. 4. Fotoestabilidade. 5. Liberação
prolongada. I. Rolim Neto, Pedro José. II.Título.
615.31
CDD (20.ed.)
UFPE
CCS2011-087
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
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 José 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
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
Dedico a minha querida mãe Graça, ao
meu pai Aldson (in memória), ao meu
irmão Fábio e ao meu noivo Libni.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
AGRADECIMENTOS
Ao nosso Deus, por permitir o desenvolvimento desse trabalho através de sua infinita
bondade, me fortalecendo e provendo força, saúde e determinação, elementos essências
para realização desta feita.
Ao meu orientador, mentor e amigo, Prof. Dr. Pedro Rolim, pela oportunidade,
ensinamentos e excelente convívio ao longo dos anos compartilhados no ambiente de
trabalho e de fraternidade do Labotatório de Tecnologia dos Medicamentos (LTM) da
UFPE.
A Universidade Federal de Pernambuco por oferecer excelentes professores e funcionários,
especialmente à funcionária Margarete Valdevino, que judaram na conclusão desse
trabalho através do Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas.
Àos membros da equipe de pesquisa do Benznidazol: ao dedicado aluno de iniciação
científica Leslie Raphael, ao meu atuante coorientador, o Professor José Lamartine, por
toda atenção e disponibilidade, aos amigos Ádley Antonini e Camila Melo, e,
especialmente, as amigas Larissa Rolim e a querida Magaly Lyra. Todos trabalharam com
grande dedicação durante todas as etapas de desenvolvimento desse trabalho. Vocês são
muito queridos!
A Família LTM: José Lourenço, Alexandre Couto, Luíse Lopes, Danilo Fontes, Pablo
Ataíde, Salvana Costa, Thays Gomes, Ana Flávia, Maria Luiza, Graziella Marques,
Evelyn Mirela, Amanda Quintas, Cláudio César, Carlos Augusto, Henrique Tavares,
Rosali Silva, Mônica Soares, Geisiane Presmich, em especial a Monize Peixoto, Lariza
Darlene e Keyla Emanuelle por tornarem o ambiente de pesquisa muito agradável e
acolhedor.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
A Professora Miracy Albuquerque, a farmacêutica Ruth Strattmann e a aluna Júlia
Souza do Núcleo de Controle de Qualidade de Medicamentos e Correlatos, pelo apoio e
parceria estabelecida.
Aos amigos que nunca deixaram de estar próximos: Patrícia Magalhães, Kelly Galindo,
Alexandra Gomes, Diana Falcão, Kaio Sales, Kelly de Pace e Irma Katarine. Adoro
vocês!
Aos meus familiares, em especial aos meus queridos avós: José Alexandre e Maria José
(in memória) e aos primos Anna Danielle, André Luiz, Anderson Luiz, Ádler Daniel e
Gladlane Maria.
E finalmente a Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia de Pernambuco (Facepe), que
através do programa institucional de bolsas de Pós-graduação, possibilitou uma situação
mais tranqüila para a realização deste trabalho.
E a todos aqueles que direta ou indiretamente contribuíram para a realização deste trabalho.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
“Bem sei eu que tudo podes e nenhum dos
teus pensamentos pode ser
impedido"
(Jó 42:1)
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
BNZ
Benznidazol
CLAE
Cromatografia Líquida de Alta Eficiência
DNDI
Iniciativa de Medicamentos para Doença Negligenciadas
DS
Dispersão Sólida
DSC
Calorimetria Diferencial de Varredura
FIOCRUZ
Fundação Oswaldo Cruz
FUNASA
Fundação Nacional de Saúde
HPMC
Hidroxipropilmetilcelulose
IV
Infravermelho
LAFEPE
Laboratório Farmacêutico do Estado de Pernambuco
LTM
Laboratório de Tecnologia dos Medicamentos
MEV
Microscopia Eletrônica de Varredura
MS
Ministério da Saúde
OMS
Organização Mundial de Saúde
PCR
Reação de polimerização em cadeia
PEG
Polietilenoglicol
PECE
Programa Especial de Controle da Esquistossomose
PNCM
Programa Nacional de Controle de Malária
PVP
Polivinilpirrolidona
P&D
Pesquisa e Desenvolvimento
PZQ
Praziquantel
rpm
Rotação por minuto
REM
irradiação eletomagnética
SUCAM
Superintendência de Campanhas de Saúde Pública
TGA
Análise Termogravimétrica
UFPE
Universidade Federal de Pernambuco
UV
Ultravioleta
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
LISTA DE SÍMBOLOS
%
porcentagem
°C
graus Celsius
mg
miligramas
g
gramas
mL
mililitro
λ
comprimento de onda
Kg
kilogramas
µg
microgramas
>
maior que
<
menor que
ΔH
variação de entalpia
T
temperatura
µm
micrometro
º
graus
±
mais ou menos
J.g-1
Joule por gramas
T
temperatura
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
LISTA DE FIGURAS
Artigo II
Figura 1. Sistema de classificação biofarmacêutica ............................................................. 53 Figura 2. Estrutura química do monômero de PVP .............................................................. 61 Figura 3. Estrutura química do monômero de PEG.............................................................. 62 Figura 4. Estrutura química do monômero de HPMC .......................................................... 63
Artigo III
Figura 1. Perfil da Iluminâcia de acordo com o tempo de exposição ................................... 80 Figura 2. Absorbância de fotoprodutos de quinino por hora ................................................ 80 Figura 3. Fotografias amostras sólidas de BNZ na ausência de irradiação (esquerda) .. Erro!
Indicador não definido. Figura 4. Micrografia eletrônica das amostras sólidas de BNZ na ausência de irradiação
(esquerda) e após 41h de exposição (direita)........................................................................ 81 Figura 5. Curva de DSC do BNZ antes e após receber irradiação ....................................... 82 Figura 6. Curva de DTG do BNZ antes e após receber irradiação ....................................... 83 Figura 7. IV do BNZ padrão (em verde) em comparação ao fotodegradado (em preto). .... 84 Figura 8. Espectro de massas do BNZ.................................................................................. 85 Figura 9. Esquema da ionização secundária do BNZ ........................................................... 86 Figura 10. Possível rota degradativa do BNZ por fotólise ................................................... 87 Figura 11. Cromatograma do BNZ , BNZ fotodegradado e BNZ + celulose apresentando 89 Figura 12. Espectro de massas da amostra de BNZ isolado, BNZ fotodegradado e ............ 90
Artigo IV
Figura 1. Curvas de DSC (A) e TG (B) para os componentes isolados e para a DS de BNZ e
PVP nas duas proporções..................................................................................................... 98
Figura 2. Espectros de Infravermelho dos sistemas obtidos.................................................99
Figura 3. Esquema gráfico das possíveis interações entre o PVP e o BNZ na formação das
DS ....................................................................................................................................... 106 Figura 4. Perfil de Dissolução dos Granulados de dispersões sólidas do BNZ em PVP. .. 107 Figura 5. Perfil de dissolução das formas farmacêuticas desenvolvidas LB1 e LB2. ........ 109 Figura 6. Fração de BNZ dissolvido para formas farmacêuticas desenvolvidas LB1 e LB2
............................................................................................................................................ 110 Figura 7. Fotografia dos comprimidos desenvolvidos fotodegradados (acima) e o controle
(abaixo) de LB1. ................................................................................................................. 112 SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
LISTA DE TABELAS
Artigo III
Tabela I. Resultados da determicação do Teor de BNZ por CLAE ..................................... 88
Artigo IV
Tabela 1. Formulações dos lotes de bancada desenvolvidos (LB1 e LB2) ........................ 100 Tabela 2. Modelos matemáticos de cinética de dissolução usados na avaliação do perfil de
............................................................................................................................................ 102 Tabela 3. Eficiência de dissolução (ED%) das DS obtidas. ............................................... 107 Tabela 4. Controle de Qualidade dos comprimidos obtidos............................................... 108 Tabela 5. Valores dos estudos de regressão linear, aplicando modelo de zero ordem,
primeira ordem, Higuchi e Hopfenberg, derivados dos perfis de dissolução dos produtos
LB1 e LB2. ......................................................................................................................... 111 SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 16
2 OBJETIVOS ...................................................................................................................... 19 2.1 Objetivo Geral ................................................................................................................ 19 2.2 Objetivos Específicos ..................................................................................................... 19
Capítulo I .............................................................................................................................. 20
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .......................................................................................... 20 3.1 Artigo I - Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação para o Controle das Doenças
Negligenciadas ..................................................................................................................... 21 3.2 Artigo II. Dispersões Sólidas para Incremento de Solubilidade: Casos com Polímeros
Hidrofílicos em Fármacos pouco Solúvéis em Água ........................................................... 50
Capítulo II ............................................................................................................................. 72
4 ESTUDO DE FOTOESTABILIDADE DO BENZNIDAZOL ......................................... 72 4.1 Artigo III - Estudo de Fotólise Direta e Indireta do Fármaco Antichagásico Benznidazol
.............................................................................................................................................. 73 Figura 3. Fotografias amostras sólidas de BNZ na ausência de irradiação (esquerda) .. Erro!
Indicador não definido.
Capítulo III ........................................................................................................................... 94
5 DESENVOLVIMENTO DE COMPRIMIDO DE LIBERAÇÃO PROLONGADO PARA
O TRATAMENTO DA DOENÇA DE CHAGAS............................................................... 94 5.1 Artigo IV – Grânulos de Dispersões Sólidas para o Desenvolvimento de Comprimido
Matricial do AntiChagásico Benznidazol ............................................................................. 95
6 CONCLUSÕES ............................................................................................................... 119
7 PERSPECTIVAS ............................................................................................................ 120
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................ 122 SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
RESUMO
A doença de Chagas é classificada pela Organização Mundial de Saúde como uma doença
negligenciada, que não dispõe de tratamentos eficazes ou adequados. Ao enfrentar esse
problema, os países atingidos por essas endemias têm com a sua população um custo
elevado em decorrência das co-morbidades trazidas por essas enfermidades. Apesar de não
ser o fármaco ideal, devido à sua toxicidade e baixa solubilidade, o benznidazol (BNZ) é o
fármaco utilizado no tratamento da doença de Chagas e o único comercializado em diversos
países da América do Sul. As dispersões sólidas (DS), sistemas estruturados de sólidos em
que o fármaco está disperso em uma matriz biologicamente inócua, têm sido utilizadas para
aumentar a solubilidade de fármacos pouco solúveis. Polímeros hidrofílicos também têm
sido amplamente utilizados como carreadores por apresentar baixo custo e alta solubilidade,
além da aplicação farmacêutica como agentes moduladores de liberação na preparação de
comprimidos. Diante do exposto, o objetivo desse trabalho foi desenvolver e caracterizar
um sistema de DS de BNZ e polivinilpirrolidona (PVP) e posterior incorporação do produto
em uma matriz de hidroxiprometilcelulose (HPMC) para desenvolvimento de um
comprimido de liberação prolongada para o tratamento da doença de Chagas, partindo de
um estudo de fotoestabilidade direta e indireta do fármaco como critério de escolha para
seleção dos excipientes utlizados na formulação. As DS obtidas foram avaliadas por
técnicas de análises térmica, espectros de infravermelho e perfil de dissolução, que
comprovaram a eficiência do sistema no incremento de solubilidade do BNZ. A rota
degradativa proposta no estudo de fotoestabilidade mostrou que o BNZ sofre fotólise direta,
não sendo observados novos produtos de degradação após irradiação eletomagnética
(REM) nas misturas com os excipientes, estes apenas influenciaram na sua velocidade da
degradação. A liberação do BNZ da matriz aconteceu pelo mecanismo de erosão nas duas
formulações do comprimido desenvolvidas (25 e 35% de HPMC), entretanto a formulação
com 25% do polímero mostrou maior tendência em manter estável a liberação do fármaco
até alcançadas 12hs no ensaio de dissolução, ponto em que 100% do fármaco foi liberado.
PALAVRAS CHAVE: Benznidazol, doença
fotoestabilidade, matrizes, liberação prolongada.
de
Chagas,
dispersões
sólidas,
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
ABSTRACT
Chagas disease is classified by the World Health Organization as a neglected disease,
which has no effective treatments or appropriate. To face this problem, the countries
affected by these epidemics have high costs with the population due to the co-morbidity
brought about by these diseases. Although benznidazole (BNZ) is not the ideal drug
because of its toxicity and low solubility, it is the drug used to treat Chagas disease and the
only available in the market in several countries in South America. Solid dispersions (SD)
are solid structured systems in which the drug is dispersed in a biologically innocuous
matrix, SD have been used to increase solubility of poorly soluble drugs. Hydrophilic
polymers have also been widely used as carriers due to its low cost and high solubility.
Given the above, the aim of this study was to develop and characterize a system of BNZ
and polyvinylpyrrolidone (PVP) SD and subsequent incorporation of the SD in a
hidroxiprometilcelulose (HPMC) matrix to develop an extended-release tablet for the
treatment of Chagas disease, a direct and indirect photostability study of the drug was
performed as choice criteria for the selection of the excipients of the formulation. The DS
obtained were evaluated by thermal analysis techniques, infrared spectroscopy and
dissolution profile, which testfied the efficiency of the system by increasing the solubility
of the BNZ. The degradative route elucidated in the study demonstrated that BNZ is only
affected by direct photolysis, with no noticeable new products of degradation after
electromagnetic irradiation (REM) in mixtures with excipients, these only affected the
speed of degradation. The release of BNZ from the matrix happened by erosion in the two
formulations of the developed tablet (25 and 35% HPMC), however the formulation with
25% of polymer demonstrated a greater tendency to maintain the drug release stable until
12 hours on the dissolution test, time in which where 100% of the drug was released.
KEYWORDS: Benznidazole, Chagas disease, solid dispersions, photostability, matrix,
extended release.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
15
INTRODUÇÃO
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
16
1. INTRODUÇÃO
A doença de Chagas é classificada pela Organização Mundial de Saúde como uma
doença negligenciada, que não dispõe de tratamentos eficazes ou adequados (OMS, 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).
Apesar de não ser o fármaco ideal, devido à sua toxicidade e baixa solubilidade, o
benznidazol (BNZ) é o fármaco utilizado no tratamento da doença de Chagas e o único
comercializado em diversos países da América do Sul (SOARES-SOBRINHO, 2009). O
tratamento com BNZ, além de poder curar, adia a progressão da doença durante a fase
crônica e reduz a quantidade de recursos médicos utilizados pelo paciente durante a sua
vida, trazendo economias para o sistema saúde, quando comparado com a não utilização de
benzonidazol na fase aguda (SAGGIA; SANTOS; DIETZE, 2007).
O conhecimento aprofundado sobre este fármaco e formas mais eficazes de vetorização
deste, poderá possibilitar o desenvolvimento de novas alternativas terapêuticas para o
tratamento da doença, disponibilizando 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).
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).
A determinação da estabilidade de fármacos e medicamentos é de extrema
importância para garantir a segurança dos pacientes, bem como a eficácia e qualidade dos
medicamentos produzidos. A fotodegradação de medicamentos pode conduzir à perda de
princípios ativos e assim à perda na sua eficiência, além de formar subprodutos ou
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
17
intermediários tóxicos de vida curta (p.ex., radicais livres). Estudos de fotoestabilidade são
conduzidos a fim de quantificar a extensão pelas quais as reações induzidas pela luz afetam
as formulações dos medicamentos. Em alguns casos, determinar os mecanismos de
fotoreações dos fármacos e de outros componentes que compunham o produto avaliado
(PIECHOCK & THOMA, 2007)
As formas farmacêuticas sólidas orais de liberação prolongada caracterizam-se pela
liberação gradual do fármaco e manutenção da sua concentração plasmática em níveis
terapêuticos, durante um período de tempo prolongado. Podem ser desenvolvidas
empregando-se tecnologias como matrizes poliméricas. As matrizes são dispersões ou
soluções de um fármaco em uma ou mais substâncias capazes de modular a sua liberação,
geralmente polímeros de natureza hidrofílica ou inerte, onde a liberação do fármaco pode
envolver processos de intumescimento do polímero, difusão do fármaco e erosão da matriz
(PEZZINI et al., 2007).
A incorporação da DS obtida em um sistema matricial confere maior segurança na
manutenção da fração de fármaco que é liberada nos intervalos de tempo pré-determinados,
excluindo a possibilidade de que o fármaco que está sendo liberado da matriz não esteja
biodisponível por aprasentar problemas na sua solubilidade, garantido assim a manutenção
da quantidade de fármaco a ser absorvida.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
18
OBJETIVOS
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
19
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo Geral
Desenvolvimento da forma farmacêutica comprimido de liberação prolongada de
Benznidazol.
2.2 Objetivos Específicos
•
Realização do estudo de fotoestabilidade direta e indireta do BNZ
•
Obtenção e caracterização da DS de BNZ:PVP para promover aumento na
solubilidade do fármaco.
•
Obtenção da forma farmacêutica sólida de liberação prolongada de BNZ e
avaliação do mecanismo de liberação do fármaco da matriz polimérica.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
20
Capítulo I
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 Artigo I - Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação Para o Controle das
Doenças Negligenciadas
Artigo submetido à Revista de Ciências Farmacêuticas Básica e Aplicada
3.2 Artigo II - Dispersões Sólidas para Incremento de Solubilidade: Casos Com
Polímeros Hidrofílicos em Fármacos Pouco Solúvéis em Água
Artigo submetido à Revista Brasileira de Farmácia
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
21
3.1 Artigo I - Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação para o Controle das Doenças
Negligenciadas
RESUMO
O fluxo contínuo de novos produtos no mercado é fruto da inovação tecnológica
apresentado pela Industria Farmacêutica. O governo Brasileiro tem investido em iniciativas
promissoras de inovação, através do desenvolvimento de medicamentos para os programas
públicos de saúde, instituindo o Programa de Pesquisa e Desenvolvimento em Doenças
Negligenciadas, o qual foca sete doenças: dengue, doenças de Chagas, leishmaniose,
hanseníase, malária, esquistossomose e tuberculose. O artigo foca uma revisão sobre P&D
aplicada à prevenção e controle das doenças negligenciadas no Brasil e no mundo. Com
base nos dados levantados, percebeu-se que são grandes as dificuldades para o
desenvolvimento de P&D em tecnologias e produtos para combater as doenças
negligenciadas e que são poucos os investimentos financeiros neste segmento, quando
comparados às pesquisas que focam outras enfermidades. Diante disto pode-se enfatizar a
importância de investimentos em pesquisas neste setor, em saneamento básico e programas
educativos que orientem a população sobre combate à proliferação dos vetores e agentes
causadores.
PALAVRAS CHAVE: Doença, Tecnologia, Pesquisa, Inovação
ABSTRACT
The steady stream of new products is the result of technological innovation introduced by
the pharmaceutical industry. The Brazilian government has invested in promising initiatives
for innovation through the development of drugs for public health programs, establishing
the Program for Research and Development for Neglected Diseases, which focuses on
seven diseases: dengue fever, Chagas disease, leishmaniasis, leprosy, malaria,
schistosomiasis and tuberculosis. The article focuses on a review of R&D applied to the
prevention and control of neglected diseases in Brazil and worldwide. Based on survey
data, we noticed that there are great difficulties for the development of R&D technologies
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
22
and products to fight neglected diseases and there are few investments in this segment as
compared to research that focuses on other diseases. Before this can emphasize the
importance of investment in research in this area, sanitation and education programs to
guide the population on combating the proliferation of vectors and causative agents.
KEYWORDS: Diseases, technology, research, innovation
INTRODUÇÃO
Em uma época marcada pelas transformações tecnológicas é contraditório abordar
um assunto que trata da ausência de tecnologias, pesquisa e inovação na área da saúde:
Doenças negligenciadas, um grupo de afecções transmissíveis, em sua maioria causada por
protozoários e transmitida por vetores, cujo tratamento é inexistente, precário ou
desatualizado (Oliveira, 2009).
A indústria farmacêutica apresentou, ao longo de sua história, um ritmo acelerado
de inovações tecnológicas que resultaram em um fluxo contínuo de novos produtos no
mercado. Estas foram quase sempre implementadas por empresas a partir de elevados
investimentos em pesquisa e desenvolvimento tecnológico (P&D), mas em estreita
cooperação com outras instituições, em geral públicas ou sem fins lucrativos (Bastos,
2006). Entretanto, no período entre 1975 e 2004 apenas 1% dos 1.535 novos fármacos
registrados foram destinados às doenças tropicais (Dias & Dessoy, 2009). Estes dados
sugerem que o investimento em P&D de fármacos para doenças negligenciadas é
inadequado, sendo evidenciado pelo fato do investimento em malária ser pelo menos 80
vezes menor que o para HIV/AIDS (Vidotti & Castro, 2009).
Como uma das ações tomadas no objetivo de intervir nesta situação a Iniciativa de
Drogas para Doenças Negligenciadas (DNDi) pesquisa e desenvolve novos tratamentos
para as doenças negligenciadas e tem como parceiros fundadores o Instituto Pasteur, na
França, a Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ), no Brasil, o Ministério da Saúde da
Malásia e os institutos de pesquisa clínica da Índia e do Quênia (Pontes, 2009).
Os planos e programas de desenvolvimento tecnológico bem sucedidos no mundo
foram concebidos e implementados tendo o respaldo de políticas públicas nacionais que
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
23
constituíam os Sistemas Nacionais de Inovação, assinalando prioridades, objetivos e
recursos (Villas Bôas & Gadelha, 2007). No Brasil, foi organizada, em 2003, a primeira
Conferência Nacional de Medicamentos e Assistência Farmacêutica. Nesta, foram adotadas
proposições que visam à criação de política pública específica para P&D de fármacos e
medicamentos conforme as necessidades de saúde, seguindo critérios epidemiológicos e
sociais (Vidotti, 2007).
O caminho brasileiro é demonstrado pelas iniciativas promissoras de inovação,
através do desenvolvimento de medicamentos para os programas públicos de saúde, como
no caso dos medicamentos genéricos, das vacinas de última geração, utilizadas nas políticas
de vacinação e dos reagentes produzidos para o controle de sangue no país, que
compartilham uma articulação entre a política de saúde com a política de desenvolvimento
industrial e de inovação, resultando em maior competitividade para os agentes nacionais,
constituindo elementos essenciais da política nacional de saúde (Villas Bôas, 2004).
A área de doenças negligenciadas tem sido uma prioridade do governo brasileiro,
que instituiu o Programa de Pesquisa e Desenvolvimento em Doenças Negligenciadas,
focado em sete doenças: dengue, doenças de Chagas, leishmaniose, hanseníase, malária,
esquistossomose e tuberculose (Ministério da Saúde, 2008). Os incentivos governamentais
para P&D nesta área é crescente e estão em torno de R$ 75 milhões ao ano. Boa parte vem
do Ministério da Ciência e Tecnologia, por meio de suas duas principais agências de
fomento: o CNPq e a FINEP, que em 2008, investiram mais de R$ 25 milhões em projetos
de P&D para as doenças negligenciadas. Colocando o Brasil em posição de destaque,
ocupando o sexto lugar no ranking dos países que mais investem nesse segmento (Pontes,
2009).
A proposta do presente artigo foi realizar uma revisão narrativa com caráter
qualitativo sobre a P&D aplicada à prevenção e controle das doenças negligenciadas no
Brasil e no mundo, abordando os programas de saúde, os projetos de pesquisas e as mais
recentes descobertas no âmbito, contextualizando o leitor sobre o tema abordado.
Esquistossomose
A esquistossomose é uma doença causada pelo trematódeo Schistosoma mansoni,
cujas formas adultas habitam os vasos mesentéricos do hospedeiro e as formas
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
24
intermediárias se desenvolvem em caramujos gastrópodes aquáticos do gênero
Biomphalaria. Inicialmente a doença é assintomática, podendo evoluir para formas clínicas
extremamente graves e levar o paciente ao óbito (Brasil, 2010).
Dentre as doenças parasitárias, a esquistossomose apresenta alto índice de
prevalência mundial, estimando-se 200 milhões de pessoas atingidas distribuídas em 74
países, em torno de 80% dos casos concentrados na África. No Brasil existem de 8 a 18
milhões de indivíduos infectados, distribuídos numa faixa endêmica que se estende do
estado Rio Grande do Norte até Minas Gerais (Sales et al., 2009, Carvalho et al., 2008).
O controle nacional da doença foi efetivado em 1975 pela Superintendência de
Campanhas de Saúde Pública (SUCAM), com a criação do Programa Especial de Controle
da Esquistossomose (PECE). Em 1980, o PECE deixou de ser um programa especial da
SUCAM e passou a ser denominado de Programa de Controle da Esquistossomose (PCE),
implementado pela Fundação Nacional de Saúde (FUNASA). Apesar das mudanças, o PCE
manteve as principais características do modelo anterior: levantamento espacial domiciliar,
censo da população inicial, diagnóstico coprológico em massa, pelo método de Kato-Katz,
intensa terapia com oxaminiquina e controle da população de caramujos através do uso de
moluscicidas (Cardim, 2010).
Em 1986 a OMS indicava a FIOCRUZ como centro colaborador para pesquisa
básica e aplicada em esquistossomose, inclusive apoiando financeiramente algumas
atividades. Esta indicação incentivou a oficialização do “Programa Integrado de
Esquistossomose da Fundação Oswaldo Cruz” no ano de 2007. Durante 21 anos, os
pesquisadores do projeto publicaram 910 artigos científicos e 16 capítulos de livros, além
da formação de recursos humanos com 64 dissertações e 42 teses defendidas. Atualmente,
sete pesquisadores integrantes do programa são membros do Comitê Técnico Assessor do
Programa de Esquistossomose da Secretaria de Vigilância em Saúde (Brasil, 2010).
As estratégias atuais para o controle da esquistossomose consistem no controle da
transmissão e no controle da morbidade, sendo que essas possuem limitações, como o
elevado custo e o desenvolvimento de resistência às drogas utilizadas para o tratamento
(Brasil, 2010).
Acredita-se que a quimioterapia moderna contra esquistossomíase tenha começado
quando Christopherson (1918) relatou o tratamento bem sucedido da doença com tartarato
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
25
de antimônio. Compostos antimoniais de vários tipos foram, certamente, os medicamentos
disponíveis mais usados até a Segunda Guerra Mundial, quando então a lucantona foi
introduzida na prática clínica. Período de progresso intenso começou nos anos 60, com a
introdução do niridazol, hicantona, oxamniquina e metrifonato. Algumas pesquisas
empregam o método da latenciação para aprimorar a atividade terapêutica da oxamniquina
e diminuir seus efeitos adversos mediante uso de resinas de troca iônica e de outros tipos de
polímeros. Este período culminou nos anos 70 com a descoberta do amoscanato, oltipraz e
o mais importante, praziquantel (Parise-Filho, 2001).
Atualmente a Oxaminiquina e o Praziquantel são os fármacos utilizados para o
tratamento das esquistossomoses apesar de suas limitações como: baixa eficácia no
tratamento da esquistossomose mansônica aguda; baixa atividade sobre o S. mansoni na
forma imatura e falha em tratamentos devido à ocorrência de resistência ou tolerância a
esses fármacos (Hotez et al., 2010, Frezza et al .,2007).
Sayed e colaboradores (2008) identificaram uma nova classe de compostos,
oxadiazol, que apresentou atividade contra os parasitas jovens e adultos das principais
espécies infectantes de esquistossomo para o homem. No mesmo ano, Penido e
colaboradores (Penido et al.,2008) relatam a atividade esquistossomicida dos ácidos
aminoalcanotiofulfúricos comparável ao praziquantel, em experimento com animais. A
tecnologia de encapsulamento do ácido 2-(butilamino)-1-fenil-1-etanotiosulfurico em
nanoemulsões permite a liberação do fármaco em local onde demonstra mais eficácia
contra o parasita, promovendo a redução dos seus efeitos tóxicos ao hospedeiro. Estudos
recentes têm mostrado que a cloroquina, fármaco utilizado tradicionalmente na terapia
antimalárica, apresenta propriedades antiesquistosomais significativas (Manneck et al.,
2011).
Como o número de pessoas infectadas continuou o mesmo durante as últimas duas
décadas de tratamento químico contra a esquistossomose, é clara a necessidade de se
desenvolver uma vacina antiesquistossomótica (Brasil, 2010).
Há 35 anos, a FIOCRUZ estuda uma vacina com foco no combate à
esquistossomose. Os pesquisadores isolaram, em 1990, uma molécula que é vital para os
helmintos (SM14), considerada pela Organização Mundial da Saúde (OMS) a mais
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
26
promissora para a criação de um imunizante contra a doença. A fase I dos testes clínicos
dessa vacina foi iniciada no ano de 2010 (Brasil, 2010).
Tuberculose
A tuberculose é uma doença crônica, causada pelo complexo Mycobacterium
tuberculosis e sua forma clínica é caracterizada principalmente pelo comprometimento dos
pulmões (pulmonar), podendo também atingir outros sítios anatômicos (extrapulmonar) ou
ocorrer de maneira disseminada (disseminada ou miliar). Essa doença é transmitida de
pessoa a pessoa por via aérea, através de gotículas produzidas pelo indivíduo portador da
forma clínica pulmonar ou laríngea da doença, ao tossir, espirrar ou falar (Pandolfi et al.,
2007).
Segundo o Relatório Global de Controle da Tuberculose 2009, essa doença, junto
com o HIV/SIDA e a malária, é uma das que mais mata no mundo. Em 2007, foram
estimados 9,27 milhões de novos casos da doença, 1,4 milhão também viviam com o HIV.
Nesse mesmo ano, foram registrados 456 mil mortes de pacientes com diagnóstico de
tuberculose que também eram soropositivos. Um desafio no combate à doença são os casos
resistentes a poliquimioterapia (mais de 500 mil novos casos registrados em 2007) (WHO,
2009).
O Brasil ocupa o 16º lugar entre os 22 países responsáveis por 80% dos casos
estimados de tuberculose no mundo, estando em nono lugar entre as causas infecciosas de
internação, sétimo lugar em gastos com internação por doenças infecciosas no Sistema
Único de Saúde (SUS) e quarto lugar em mortalidade por doenças infecciosas (Perrechi &
Ribeiro., 2009, Monroe, 2008).
O ano de 1944 foi um marco para pesquisa de fármacos contra a tuberculose. Neste
ano, o pesquisador Waksman descobriu a estreptomicina, primeiro antibiótico capaz de
atuar de maneira eficaz no combate à doença. Após esta descoberta, novos fármacos foram
utilizados com sucesso, destacando-se a isoniazida, em 1952; a rifampicina, em 1965; o
etambutol, sintetizado em 1960, empregado somente em 1968 e a pirazinamida, sintetizada
em 1936, porém só utilizada em 1970 (Souza & Vasconcelos., 2005).
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
27
Existem ainda os fármacos de segunda linha: aminoglicosídeos (amicacina,
canamicina),
polipeptídeos
(capreomicina),
tioamidas
(etionamida,
protionamida),
cicloserina e ácido aminosalicílico (Cavalcanti et al., 2009).
O uso de apenas um medicamento revela a alta proporção de mutantes resistentes e
esclarece o fenômeno da resistência e a conseqüente necessidade da associação de fármacos
em qualquer esquema terapêutico (Dalcolmo et al., 2007).
O aumento de casos de multirresistência à isoniazida isolada e associada à
rifampicina observado no I e II Inquérito Nacional de Resistência aos Fármacos Anti-TB,
realizado nos períodos de 1995-1997e 2007-2008, respectivamente, levou o MS a propor
um novo sistema de tratamento da doença no ano de 2009. Dentre as mudanças recomendase a introdução de uma quarta droga, o etambutol, no esquema de tratamento já
estabelecido, composto pelos fármacos isoniazida, rifampicina e pirazinamida e o
desenvolvimento formulação das quatro drogas em um único comprimido, a dose fixa
combinada. Porém, a incompatibilidade da rifampicina com a isoniazida em condições de
estômago vazio é um problema da terapia com dose fixa combinada, verificando-se grande
perda de rifampicina antes da sua absorção (SES-SP, 2010, Allanson et al., 2007, Singh et
al., 2006, WHO, 1994).
O desenvolvimento de novas formulações visa reduzir este problema, através das
técnicas de microencapsulação gastrorresistente; comprimidos com revestimento entérico;
especificação de polimorfos e tamanho de partícula; processo de fabricação sem mudanças
no estado cristalino; e sistemas de liberação controlados de drogas. Além das
micropartículas de hidrogel alginato, desenvolvidas para liberação oral de tuberculostáticos
contendo isoniazida, rifampicina e pirazinamida, sozinhas ou em dose fixa combinada;
isoniazida e rifampicina em forma coloidal para liberação oral; sistemas de liberação
controlada na forma de cápsulas de isoniazida com rifampicina e a forma de aerossóis
(Cavalcanti et al., 2009).
Devido ao seu amplo espectro de atividade antimicrobiana, as fluorquinolonas têm
sido utilizadas com sucesso no combate à tuberculose, estando sob investigação como
fármacos de primeira escolha. Após a importante descoberta do norfloxacino, inúmeras
fluorquinolonas foram sintetizadas e avaliadas, merecendo destaque o ciprofloxacino e
ofloxacino. Ainda dentro das classes promissoras contra o M. tuberculosis, encontra-se as
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
28
oxazolidinonas. O primeiro medicamento desta classe de compostos aprovado nos Estados
Unidos é o Zyvox® (linezolida). A combinação desde com fluorquinolonas foi capaz de
combater, de maneira eficaz e em baixa concentração a M. tuberculosis resistente a outras
classes de medicamentos (Souza & Vasconcelos., 2005).
Os derivados nitroimidazólicos deniminados PA-824 e OPC- 67683 e a
diarilquinolina TMC207 são recentes alternativas para o tratamento da tuberculose. Os
derivados nitroimidazólicos apresentaram atividade bactericida quando administrados
sozinhos e aumentaram a velocidade de eliminação dos bacilos quando substituíam a
isoniazida em regime de tratamento multidroga. O TMC207 apresentou potente atividade
contra o M. tuberculosis em ensaios in vitro e, em doses aplicadas em humanos, o fármaco
sozinho apresentou atividade comparável ao tratamento padrão que associa rifampicina,
isoniazida e pirazinamida (Davies & Nuermberger., 2008).
Doença de chagas
De modo geral, a doença de Chagas emerge de um contexto bio-ecológico
intimamente relacionado à forma de viver e à história natural de seu agente etiológico, o
Trypanosoma cruzi e de seus reservatórios superiores (mamíferos) e hospedeiros
intermediários (insetos vetores). A infecção humana pode ser muito grave, com mortalidade
significativa em crianças na sua fase aguda e severo acometimento cardíaco e/ou digestivo
em adultos crônicos (Dias, 2007).
Estima-se que aproximadamente 14 milhões de pessoas estejam infectadas na
América Latina e que 60 milhões estejam em risco de infecção, sendo que no Brasil, de 1,8
a 2,4 milhões de indivíduos devam estar na fase crônica da doença, 1/3 deles na forma
cardíaca e digestiva, gerando alta morbi-mortalidade (Almeida et al., 2009).
Visto que não existe vacina que evite a infecção da doença, o modo de se impedir o
aparecimento de novos casos reside, especialmente, no controle dos principais mecanismos
de transmissão (vetorial, transfusional, congênita e, atualmente, oral) do protozoário T.
cruzi. Como a imensa maioria dos chagásicos existentes foi contaminada pelas fezes dos
triatomíneos infectados, o afastamento destes hemípteros da moradia deve ser o enfoque
preventivo principal (Villela et al., 2009).
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
29
As ações de controle da transmissão vetorial da tripanossomíase americana no
Brasil começaram a se esboçar a partir da década de 1940, objetivando diminuir a
transmissão da doença no ambiente domiciliar. Em 1950 o Programa de Controle da
Doença de Chagas foi instituído pelo Serviço Nacional de Malária, mas somente
sistematizado e estruturado como programa de alcance nacional em 1975 pela SUCAM,
atual FUNASA (Vinhaes & Dias., 2000).
Infelizmente,
apesar
compreensão da biologia do T. cruzi, as
dos avanços impressionantes
únicas
drogas
atualmente disponíveis para
na
o
tratamento da doença de Chagas são as mesmas registradas há 21 anos: o nifurtimox e o
benzonidazol, que foram desenvolvidos empiricamente em1960 e 1970 respectivamente
(Croft et al., 2005).
O nifurtimox teve seu uso interrompido, por apresentar muitos efeitos secundários,
estando apenas o benznidazol disponível no mercado brasileiro, ainda que 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 e alta taxa de
abandono do tratamento devido aos efeitos colaterais causados pelos medicamentos (WHO,
2010).
Visando diminuir a incidência de efeitos colaterais observados durante o tratamento
com o benznidazol (muitos deles relacionados à sua baixa solubilidade aquosa), pesquisas
recentes têm comprovado a eficiência das técnicas de incremento de solubilidade de
fármacos pouco solúveis, como dispersões sólidas e complexos de inclusão, como
excelentes alternativas para o caso do benznidazol (Lima et al., 2011, Soares-Sobrinho et
al., 2010, Lyra et al., 2009). Também seguindo esta linha, o trabalho de Nogueira Silva e
colaboradores (2008) propõe aumentar a potência e reduzir a toxicidade do benznidazol
através da obtenção do complexo benznidazol-rutênio que apresentou melhor
hidrossolubilidade e maior atividade in vitro e in vivo quando comparado ao fármaco
isolado.
Outro grande inconveniente do tratamento com o benznidazol era a inexistência de
uma forma farmacêutica pediátrica. As crianças infectadas eram tratadas com frações do
comprimido de uso adulto, depois de seccionado, por vezes, em até 12 partes. Com objetivo
de tornar essa ação obsoleta, o DNDi e o Laboratório Farmacêutico do Estado de
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
30
Pernambuco (LAFEPE), desenvolveram uma formulação pediátrica de benznidazol,
prevenindo possíveis erros no fracionamento e impactos negativos na eficácia, qualidade e
segurança da medicação (DNDI, 2010).
Ao contrário do empirismo observado na descoberta da atividade do benznidazol e
do nifurtimox, uma abordagem racional está sendo utilizada na pesquisas de novos agentes
para o tratamento da doença de Chagas (Croft et al., 2005).
Nos últimos 15 anos novos compostos triazólicos apresentaram a capacidade de
induzir a cura parasitológica nos estágios agudos e crônicos da doença de Chagas, como o
posaconazol, que já é comercializado com o nome de Noxafil® (Schering-Plough) para o
tratamento de infecções fungicas na Europa e nos Estados Unidos e o ravuconazole, que
apresenta excelente atividade in vitro sobre as formas amastigotas do T. cruzy. Ambos os
fármacos estão em fase de estudos clínicos para o tratamento específico da doença de
Chagas (Urbina, 2010).
Os inibidores da cruzaína- protease especifica e essencial para o parasita- e os
bisfosfonatos – inibidores da farnesil pirofosfato sintase- são compostos que dentro de
pouco tempo também estarão na etapa de estudos clínicos. Além deles, os inibidores da
enzima tripanotiona, da hipoxantina guanina fosforibosiltransferase e os novos inibidores
da síntese do ergosterol que atuam nas enzimas esqualeno ciclase e oxidoesqualeno estão
em fase de estudos pré-clínicos (Garzoni et al., 2004, Urbina & Docampo., 2003, Schmidt
& Krauth-Siegel., 2002).
Dias (2007) considera a doença de Chagas em seus vários aspectos como um
excelente modelo de investigação e desenvolvimento científico, seja no campo da biologia,
da bioquímica e da genética do parasito, seja em aspectos mais amplos como o da
fisiopatogenia da cardiopatia, das estratégias de controle, das questões sociais, da
terapêutica específica e da vigilância epidemiológica, entre outros. Neste mesmo trabalho, o
autor refere-se a um crescimento exponencial na pesquisa em doença de Chagas, o que
resultou em notório desenvolvimento científico dos países afetados.
Malária
Mamalária é uma doença infecciosa, cujos agentes etiológicos são protozoários do
gênero Plasmodium, transmitidos por mosquitos vetores do gênero Anopheles. Quatro
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
31
espécies podem produzir a infecção: Plasmodium falciparum, Plasmodium vivax,
Plasmodium malarie e Plasmodium ovale. A Plasmodium falciparum e Plasmodium vivax,
são as mais comuns, sendo a Plasmodium falciparum a mais letal (WHO, 2010).
A doença afeta entre 300 e 500 milhões de pessoas a cada ano, com mais de um
milhão de óbitos principalmente de crianças menores de 5 anos de idade. Ocorre em todos
os continentes na faixa intertropical, em mais de 100 países, sendo mais prevalente na
África onde são registrados cerca de 90% dos casos . No Brasil, ocorrem aproximadamente
400.000 casos de malária por ano, basicamente nos estados do Acre, Amapá, Amazonas,
Maranhão, Mato Grosso, Pará, Roraima e Tocantins, o que representa 99,5% do total. A
dinâmica da transmissão da malária, nesses estados, está associada a fatores ambientais,
socioculturais, econômicos e políticos (Manoel et al., 2010).
A quimioprofilaxia antimalárica em áreas endêmicas demonstrou inicialmente uma
redução na morbidade, mas foi abandonado por revelar um crescimento nos casos de
resistência do parasita aos fármacos utilizado no tratamento. A cloroquina, por exemplo, foi
ineficaz em muitas partes da África, sendo substituído pela associação de sulfadoxina e
pirimetamina. A OMS recomenda terapias combinadas para o tratamento da malária, uma
vez que os benefícios dessa associação promovem o retardo do aparecimento da resistência
(Alonso, 2006).
Atualmente os fármacos antimaláricos são baseados em produtos naturais ou
compostos sintéticos. Esses fármacos são específicos para cada etapa do ciclo de vida do
Plasmodium e são classificados, principalmente de acordo com o modo de ação, em dois
grandes grupos: O primeiro grupo inclui os alcalóides derivados da cinchona, as
aminoquinolinas e as acridinas. Acredita-se que esses fármacos podem interferir no
metabolismo da glicose em diferentes pontos e também na habilidade do parasita de digerir
a hemoglobina, impedindo, assim, que ele se alimente ou intoxicando-o com altos níveis de
ferriprotoporfirina-IX, que é um subproduto tóxico da digestão da hemoglobina. O segundo
grupo inclui as pirimidinas e biguanidas e envolve a interferência na síntese do ácido tetrahidrofólico, importante cofator no processo de síntese de DNA e de aminoácidos
(Ministério da Saúde, 2011).
O MS disponibiliza gratuitamente os medicamentos antimaláricos utilizados em
todo o território nacional, em unidades do Sistema Único de Saúde (SUS). Para o
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
32
cumprimento dessa política, o Programa Nacional de Controle de Malária (PNCM)
preocupa-se, constantemente, em revisar o conhecimento vigente sobre o arsenal
terapêutico da malária e sua aplicabilidade para o tratamento dos indivíduos. Pesquisadores,
professores e profissionais de saúde compõem uma Câmara Técnica de Terapêutica da
Malária, oficialmente nomeada pelo MS, com o objetivo de assessorar o PNCM na
determinação da política nacional de tratamento da doença no Brasil (Ministério da Saúde,
2011).
O PNCM firmou uma estratégia em que o diagnóstico precoce e o tratamento
imediato aparecem como prioridade. O programa também se preocupa com as intervenções
para controle do vetor, a detecção imediata de epidemias e um maior envolvimento do nível
estadual e municipal para execução das medidas de controle da doença (Ministério da
Saúde, 2011).
Recentemente, as três maiores ferramentas usadas no controle da malária é o
controle de mosquitos, redução do contato humano-vetor, prevenção e tratamento da
doença com medicamentos. O tratamento farmacológico da malária baseia-se na
susceptibilidade do parasita aos radicais livres e substâncias oxidantes, morrendo em
concentrações destes agentes inferiores às mortais para as células humanas. Diversos
fármacos são utilizados para o tratamento da malária, como: mefloquina, artemisina e
quinina (Franca et al., 2008).
Além das numerosas medidas de controle e dos tratamentos, vacinas estão sendo
desenvolvidas, cujos ensaios se encontram em diferentes fases. A vacina está dirigida
contra o esporozoito, a forma do parasita injetada pelo mosquito Anopheles spp. A vacina
induz uma forte produção de anticorpos e células Th1 (o tipo de células T que intervêm na
imunidade mediada por células (Alonso, 2006).
Desde 2007, o DNDi disponibilizou dois novos produtos para o tratamento da
malária: duas combinações em dose fixa, sendo a primeira com artesunato e mefloquina ,
sendo esta uma parceria com Fiocruz e registado no Brasil; e a segunda com artesunato e
amodiaquina, este último é fruto de um trabalho em conjunto com a indústria SanofiAventis, comprovando a eficácia das parcerias público-privada na área de P&D de
medicamentos para doenças negligenciadas (Fiocruz, 2010).
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
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Os sistemas de liberação controlada de fármacos também vêm recebendo atenção
especial nesta área de pesquisa de doenças negligenciadas, com o desenvolvimento de
estratégias para a veiculação de agentes bioativos e vacinas na forma de nanodispositivos
tais como lipossomas, nanopartículas e micropartículas. Diversos nanossistemas já
demonstraram eficácia na otimização de vacinas e quimioterápicos destinados ao controle
da malária (Silva et al., 2010).
Leishimaniose
As leishmanioses são doenças infecto-parasitárias cujos agentes etiológicos são
protozoários tripanosomatídeos do gênero Leishmania transmitidos por flebotomíneos
(Diptera, Psychodidae) e integram o conjunto das seis doenças tropicais mais importantes
no Velho Mundo e nas Américas (Silva et al., 2010).
A descoberta dos agentes etiológicos das leishmanioses ocorreu no final do século
XIX, quando Cunningham em 1885, na Índia, descreveu formas amastigotas em casos de
Calazar. Em 1903, Leishman e Donovan realizaram as primeiras descrições do protozoário
responsável pelo Calazar indiano, denominado mais tarde de Leishmania donovani.
Igualmente em 1903, Wright descreveu o parasita do Botão do Oriente, conhecido
atualmente como Leishmania tropica. E no continente americano, várias doenças que
criavam lesões, freqüentes em determinadas regiões, eram chamadas de úlcera de Bauru,
ferida brava, uta, úlcera dechiclero. A correlação destas lesões com um protozoário do
gênero Leishmania foi estabelecida por Gaspar Vianna, em 1909, no Instituto Oswaldo
Cruz, recebendo o nome de Leishmania braziliensis (Rath et al., 2003).
Para doença, estima-se uma prevalência de 12 milhões de casos no mundo, sendo que
350 milhões de pessoas estão ameaçadas de contrair a doença em 88 países, 72 dos quais
são subdesenvolvidos. Sendo a incidência de 90% dos casos de Leishmaniose visceral no
Brasil, Bangladesh, Índia e Sudão (WHO, 2010). Com relação à Leishmaniose visceral,
zoonose causada por Leishmania chagasi, estima-se que 90% dos casos registrados na
América Latina ocorram no Brasil, a maioria deles em crianças (DNDI, 2011).
Historicamente, a quimioterapia da leishmaniose foi baseada no uso de antimonial
pentavalente. Contudo, a pentamidina e anfotericina B estão sendo utilizadas como
fármacos alternativos, devido à alta resistência ao antimonial, inclusive na Índia o seu uso é
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
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praticamente obsoleto. Apesar disso, os antimoniais pentavalentes são úteis para o resto do
mundo, onde a introdução de marcas de genéricos reduziu os custos (Croft, 2005, Ayres et
al., 2007).
O MS distribui gratuitamente os medicamentos Anfotericina B, Isotionato de
Pentamidina e Meglumina Antimoniato através do Programa de Endemias Focais. O
Programa tem como objetivo auxiliar estados e municípios em ações de prevenção e
controle das seguintes endemias: Malária, Cólera, Leishmanioses, Doença de Chagas,
Tracoma, Dengue, Peste, Filariose e Esquistossomose (Brasil, 2010).
A pentamidina e anfotericina B possuem como principal empecilho ao tratamento, a
não possibilidade de administração por via oral, requerendo ser administradas por via
parenteral, além de causar sérios efeitos adversos. Mesmo assim, a ação sinérgica entre
esses fármacos e a resposta imune vem sendo investigada através da combinação entre os
fármacos e imonoestimulantes (Croft, 2005, Ayres et al., 2007, Pontin et al., 2008).
Neste sentido, os sucessos na quimioterapia das leishmanioses nos últimos 21 anos
tem sido baseados em reformulação e rastreio ao invés de design racional e uma melhor
compreensão da imunologia, como por exemplo com a utilização de interferona
recombinante humana e outras citocinas (Soares-Beze et al., 2004).
Adicionalmente, vem havendo um direcionamento para a inibição de vias metabólicas
vitais e específicas do parasita.
Contudo, a indústria pouco tem contribuído no
desenvolvimento de novos medicamentos para o tratamento da leishmaniose e, no Brasil, o
fármaco de eleição continua sendo o antimoniato de metilglucamina (Rath et al., 2003).
Paralelamente,como forma de incentivar novas pesquisas, o DNDi iniciou em 2010
um estudo clínico para avaliar a segurança e a eficácia da combinação Ambisome© +
Glucantine© para o tratamento da Leishmaniose Visceral no Brasil, com o objetivo de
avaliar a eficácia dos atuais tratamentos recomendados no país, no contexto da Rede
Brasileira de Alternativas Terapêuticas para as Leishmanioses. A combinação
corresponderá a metade da dose total preconizada para cada um dos medicamentos quando
usados em monoterapia, favorecendo um tratamento de menor duração, reduzindo a sua
toxicidade e custo, e melhorando a adesão do paciente, o que resulta potencialmente em
melhor eficácia assim como reduz risco de desenvolvimento de resistência. Este projeto
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
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tem financiamento da FINEP e o DNDi procurou financiamento complementar junto ao
DECIT/SCTIE/MS (DNDI, 2011).
Em nível global, o DNDi desenvolve estratégias para pesquisas com objetivo de
melhor utilização dos tratamentos existentes através de extensão geográfica e novas
combinações de fármacos já disponíveis na África e Índia. Até 2014 o DNDI pretende
registrar um novo medicamento para Leishmaniose Visceral e duas coadministrações a
partir do seu portfólio de medicamentos (DNDI, 2011).
Hanseníase
A hanseníase é uma doença infecciosa, contagiosa, causada por um bacilo
denominado Mycobacterium leprae e persiste como endemia em quatro países do mundo:
Brasil, República Democrática do Congo, Moçambique e Nepal, com prevalência acima de
10/100.000 habitantes (Silveira et al., 2009, Araujo, 2003). Apesar de todo o empenho em
sua eliminação, o Brasil é o segundo país em número absoluto de casos no mundo, com
40.822 casos registrados no ano de 2008 (Araujo, 2003).
Estratégias foram criadas em todo o mundo para o controle da endemia, o marco
histórico dessa estratégia foi a resolução da 44 ª Assembléia Mundial (1991) que definiu
como eliminação da hanseníase a prevalência de registro abaixo de 1 caso para 10.000
habitantes, meta programática que deveria ter sido alcançada pelos países endêmicos até
2001 (Martelli et al., 2002).
Neste contexto, desde 1995, os medicamentos necessários para o tratamento têm
sido disponibilizados gratuitamente em todos os países endêmicos através da OMS. No
Brasil, o MS é responsável pela aquisição e distribuição direta desses medicamentos às
secretarias estaduais de saúde, este tratamento consiste em uma poliquimioterapia
padronizada devendo ser realizado nas unidades de saúde (Araujo, 2003, Brasil, 2010).
Os fármacos Rifampicina, dapsona, clofazimina, ofloxacina, minociclina e
claritromicina fazem parte da antibioticoterapia contra o M.leprae, quando associados,
apresentam percentual de cura de até 99,99%. Com esses medicamentos disponíveis, a
busca de novos agentes contra a hanseníase é pouco provável que seja uma prioridade.
Entretanto, a investigação clínica e laboratorial de novas combinações em esquemas
terapêuticos é justificada (Stefani, 2008, Jacobson et al., 1999).
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
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Estudos agora visam à retomada de drogas outrora obsoletas, como é o caso da
talidomida que, com base na descoberta das suas propriedades antiinflamatórias e
imunorreguladoras, a indústria norte-americana Celgene Co. solicitou ao US Food and
Drug Administration
(FDA) sua aprovação para uso no tratamento da hanseníase,
concedida em julho de 1998.
Marcava-se de forma definitiva o renascimento deste
fármaco, que representa, atualmente, um agente terapêutico aleatório para o tratamento
efetivo dos lepromas (Lima et al., 2001).
O esforço da OMS para eliminar a hanseníase até o ano 2000 foi baseado em
importantes avanços na terapia antimicobacteriana na década de 80. Até então, os fatores
genéticos não eram considerados predisponentes para o desenvolvimento da doença.
Acreditava apenas que o contágio se dava através do contato com pacientes infectados.
Hoje, o paradigma de que fatores genéticos aumentam o risco de contrair a doença é
amplamente aceito pela comunidade científica e tem mudado o foco das pesquisas sobre a
doença, que atualmente considera prioridade o desenvolvimento de novos métodos de
prevenção e diagnóstico (Stefani, 2008, Schurr et al., 2006).
Entretanto, até a conclusão da seqüência completa do genoma do parasita publicada
em 2001, o M. leprae permaneceu como um enigma principalmente devido à
impossibilidade de ser cultivado in vitro (Stefani, 2008).
As investigações sobre o papel da resposta imunonólógica inata ao M. leprae têm
fornecido informações importantes para intervenção terapêutica na modulação do curso da
doença. Os receptores de reconhecimento do M. leprae e o mecanismo de liberação de
citocinas pelas células da imunidade inata são possíveis alvos para o desenvolvimento de
novos agentes terapêuticos antimicrobianos (Modlin, 2010). Os estudos a cerca da
imunidade específica, por sua vez, viabilizam o desenvolvimento de novos métodos
imunodiagnósticos, como observado no trabalho de Araoz e colaboradores (2006), que
identificou quatro antígenos específicos para o M. leprae, um passo importante no
desenvolvimento de um teste de detecção dos casos de hanseníase.
A descoberta desses novos antígenos do M. leprae é um grande avanço no setor da
pesquisa e desenvolvimento de tecnologias para o combate da doença, que poderão
fornecer testes diagnósticos que permitam detecção da infecção recente, testes com
potencial valor prognóstico e adequados para classificação da hanseníase. Além da
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
37
possibilidade de identificar infecção subclínica, novos testes laboratoriais podem auxiliar
no entendimento dos padrões de transmissão e de vigilância em nível populacional (Stefani,
2008).
Dengue
A
Dengue é
uma
doença
causada
por arbovírus da
família Flaviviridae,
gênero Flavivírus, que inclui quatro tipos imunológicos: DEN-1, DEN-2, DEN-3 e DEN-4,
que pode provocar sintomas debilitantes de forma autolimitada, como também apresentarse de maneira mais grave e potencialmente fatal, nos casos de febre hemorrágica da dengue
e síndrome de choque da dengue (Ross, 2010).
Essa doença infecciosa aguda constitui um sério problema de saúde pública no
mundo, especialmente na maioria dos países tropicais onde é favorecida por características
climáticas, ambientais e sociais (Almeida et al., 2009). Estima-se que entre 50 e 100
milhões de pessoas se infectem anualmente em mais de 100 países. Cerca de 550 mil
doentes necessitam de hospitalização e 20 mil morrem em consequência da dengue (Brasil,
2011).
O mosquito transmissor do vírus, o Aedes aegypti, é encontrado atualmente numa
extensão que vai desde o Uruguai até o sul dos Estados Unidos, tendo sido registrado surtos
de grande importância em vários países, como Venezuela, Cuba, Brasil e Paraguai, o que
corresponde a 3,5 bilhões de pessoas contaminadas no mundo, exceto a Europa, o Canadá e
Chile (Ferreir et al., 2009, Silva et al, 2008).
No Brasil, os esforços para conter os surtos da doença estão reunidos no Programa
Nacional de Controle da Dengue. Uma avaliação pragmática, que comparou os cinco anos
anteriores (1998- 2002) com os cinco anos posteriores (2002-2007) à implantação do
programa, verificou uma redução de 25% no total de casos notificados no país. Sendo que,
mesmo com essa redução, 2007 foi o segundo ano com maior número de notificações de
dengue (Coelho, 2008).
Infelizmente, a infra-estrutura laboratorial, a capacidade técnica e de investigação é
limitada em muitos países onde a dengue é uma epidemia. Estes fatores influenciam
negativamente na vigilância clínica dos casos e no desenvolvimento de novas abordagens
necessárias ao controle da doença,
como o desenvolvimento de novas tecnologias para
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
38
um diagnóstico mais rápido e específico, a obtenção de uma vacina e o estudo mais
aprofundado sobre a sua patogenia (Guzmán & Kourí, 2004).
A OMS vem buscando liderar um processo que impulsione o avanço das pesquisas
de vacinas contra dengue, mediante a formação de grupos de trabalho, apoiando programas
interinstitucionais, estimulando o aporte de recursos financeiros para investigações que
venham a contribuir para a realização dos necessários estudos de campo, a fim de que
sejam conduzidos de forma segura aos sujeitos das pesquisas, elaboração de protocolos,
promoção de reuniões para atualização e discussão das questões, entre outras iniciativas
(Barreto & Teixeira, 2008).
As vacinas tetravalentes contendo vírus vivos atenuados parecem ser as mais
adequadas para prevenir a doença, devido à possibilidade de proteção para todos os
sorotipos, por longos períodos de tempo; as vacinas vivas têm a vantagem de estimular
tanto a imunidade humoral, como a resposta celular. A partir do final da década de 70,
cientistas da Tailândia e dos Estados Unidos desenvolveram vacinas com vírus vivos
atenuados para dengue, em culturas de células. Após a realização de diversos estudos em
animais, os laboratórios Glaxo SmithKline® e Sanofi Pasteur® passaram a conduzir
estudos com essas vacinas em humanos. Apesar de alguns problemas encontrados, como
diferentes
graus de atenuação entre
cepas
de sorotipo
diferentes
e
a
possibilidade de o vírus voltar para forma ativa, o desenvolvimento dessas vacinas seguem
em estágios avançados. Se os ensaios em de fase II e III em andamento forem bem
sucedidos a Sanofi Pasteur está apta a receber autorização dos órgãos sanitários no prazo de
5 anos (Zheng et al., 2011, Murrell et al., 2010).
As Vacinas de DNA, uma tecnologia que consiste na inoculação de um ou mais
plasmídeos de expressão de proteínas estruturais do vírus, tem apresentado resultados
promissores para ativação do sistema imunológico contra a doença, inclusive com alguns
resultados comprovados em testes pré-clínicos (Zheng et al., 2011, Lima et al., 2011).
A avaliação dos estudos de eficiência dessas vacinas está relacionada ao
desenvolvimento de métodos de diagnóstico rápido e preciso. O diagnóstico também
é importante para confirmação do caso de dengue clássica, hemorrágica ou síndrome do
choque da dengue, para diferenciar a dengue de outras infecções por flavivírus e para o
acompanhamento e avaliação clínica dos pacientes. Atualmente o diagnóstico da dengue é
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
39
realizado através da sorologia e a confirmação realizada por isolamento do vírus em
amostra de sangue ou de tecidos, detecção de anticorpos anti-dengue através da técnica de
radioimunoensaio e Elisa e detecção de seqüências do genoma viral através da reação de
polimerização em cadeia (PCR). Estes testes apresentam alguns problemas para aplicação
prática, pois o isolamento do vírus não é uma técnica rápida, o PCR requer laboratórios e
equipamentos específicos e a detecção dos anticorpos IgM pode apresentar resultados falso
positivo, além dos custo elevado dos kits comerciais (Guzmán & Kourí, 2004).
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Apesar de serem grandes as dificuldades para o desenvolvimento de P&D em
tecnologias e produtos para combater as doenças negligenciadas e de ainda serem poucos
os investimentos financeiros neste segmento, quando comparados às pesquisas que focam
enfermidades que atingem os países ricos, como a AIDS, inúmeros são os trabalhos
científicos desenvolvidos na tentativa de diminuir tanto o número expressivo de pessoas
que sofrem as conseqüências dessas doenças, quanto os gastos governamentais com os
tratamentos disponibilizados.
O bom desempenho in vitro das novas classes de compostos identificadas para tratar
a Esquistossomose, a eficácia das terapias combinadas para o tratamento da tuberculose e
Leishmaniose e a obtenção de formulações contendo fármacos tecnologicamente
modificados para tratar a doença de Chagas são resultados promissores das pesquisas
direcionadas a estas enfermidades dos países pobres.
Os dados da literatura também revelaram que as vacinas, que seguem em diferentes
estágios de desenvolvimento, são armas que em pouco tempo poderão ser utilizadas na
prevenção dessas doenças, mas enquanto são aguardadas, a melhor medida para controlar a
situação epidemiológica dessas doenças é melhorando as condições de saneamento básico e
orientando a população sobre a forma de combate à proliferação dos vetores e agentes
causadores.
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SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
in
50
3.2 Artigo II. Dispersões Sólidas para Incremento de Solubilidade: Casos com
Polímeros Hidrofílicos em Fármacos pouco Solúvéis em Água
Solid Dispersion Systems for Increase Solubility: Cases With Hydrophilic
Polymers in Poorly Water Soluble Drugs
RESUMO
A utilização de novas técnicas para melhorar a solubilidade, taxa de dissolução e
biodisponibilidade dos fármacos pouco solúveis em água é de grande importância no
desenvolvimento de fármacos, principalmente aquelas administradas por via oral. Entre
estas, as dispersões sólidas (DS), sistemas estruturados de sólidos em que o fármaco está
disperso em uma matriz biologicamente inócua, têm sido utilizados para aumentar a
solubilidade de fármacos. Polímeros hidrofílicos também têm sido amplamente utilizados
como carreadores por causa de seu baixo custo e alta solubilidade. No entanto, há poucos
relatos de aplicação dessa técnica em um produto acabado, demonstrando a necessidade de
conhecimento detalhado sobre as mais recentes técnicas de preparação mais utilizadas em
laboratório e em escala industrial. O objetivo deste trabalho foi discutir os principais
métodos utilizados na preparação e caracterização de DS, os fármacos que tiveram um
aumento de solubilidade e as principais características físico-químicas dos polímeros
hidrofílicos mais amplamente utilizados, listando suas vantagens e desvantagens.
PALAVRAS CHAVE: Métodos analíticos, caracterização, dissolução, biodisponibilidade.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
51
ABSTRACT
The use of new techniques to improve the solubility, dissolution rate and bioavailability of
the few water-soluble drugs is of great importance in the development of pharmaceuticals,
particularly those administered orally. Among these, the solid dispersions (SD), structured
solid systems in which the drug is dispersed in a matrix biologically innocuous have been
used to increase solubility of drugs. Hydrophilic polymers have also been widely used as
carriers because of its low cost and high solubility. However, there are few reports of
application of this technique into a finished product, demonstrating the need for detailed
knowledge about the most recent major gathering techniques used in laboratory and
industrial scale. The objective was to discuss the basis of a literature review, the main
methods used in the preparation and characterization of DS, the drugs had increased
solubility and the main physicochemical characteristics of the most widely used hydrophilic
polymers, listing their advantages and disadvantages.
KEYWORDS: solid dispersion, solubility, hydrophilic polymers, analytics methods.
INTRODUÇÃO
Dependendo de sua solubilidade em água, cada fármaco possui um perfil diferente e
único de liberação e de ação no alvo. Os fármacos pouco solúveis requerem uma tecnologia
para a sua liberação em um alvo específico1. Apresentam, em geral, problemas de
biodisponibilidade, sendo a dissolução o fator limitante para a absorção dos mesmos2. Essa
propriedade é tão importante que atualmente é utilizado como um dos critérios de
classificação biofarmacêutica3, conforme exposto na figura 1. Os fatores que mais
influenciam a biodisponibilidade de fármacos, em formulações para administração oral, são
a solubilidade e a permeabilidade4. A solubilidade de fármacos é controlada pela área
superficial que a partícula apresenta para dissolução5.
Paralelamente
a
permeabilidade
nas
membranas
biológicas,
a
solubilidade/dissolução constitui-se um fator essencial para efetividade dos fármacos. Tal
fato é considerado um desafio para a indústria farmacêutica já que mais de 40% das
substâncias ativas hoje investigadas apresentam-se insolúveis ou pouco solúveis6.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
52
A taxa de absorção e biodisponibilidade de fármacos pouco solúveis é
frequentemente controlada pela taxa de dissolução do fármaco no trato gastrointestinal.
Portanto, muitas vezes nos regimes terapêuticos convencionais uma grande quantidade é
administrada e uma grande fração é excretada sem exercer nenhuma atividade. Alternativas
eficientes que tornem os fármacos mais disponíveis para determinado sítio de absorção com
taxas de dissolução mais adequadas têm sido amplamente descritas na literatura com a
finalidade de aumentar a solubilidade em sistemas aquosos, direcionar os fármacos a sítios
específicos do organismo, liberá-los de maneira controlada e aumentar o efeito terapêutico7.
O desenvolvimento de novas técnicas para melhorar a solubilidade, a taxa de
dissolução e a biodisponibilidade é de grande importância no desenvolvimento de produtos
farmacêuticos, em especial para aqueles administrados por via oral. Dentre estas, as
dispersões sólidas, sistemas sólidos estruturados, no qual o fármaco está disperso em uma
matriz biologicamente inócua com o objetivo de melhorar a sua biodisponibilidade oral tem
sido muito utilizada para aumentar a solubilidade de fármacos hidrofóbicos. Elas são
obtidas através de um processo tecnológico que consiste em dispersar um componente
farmacologicamente ativo (fármaco) em um carreador ou matriz no estado sólido, a fim de
melhorar a solubilidade e a estabilidade, aumentar a taxa de dissolução, modular a ação
terapêutica e a permeabilidade do fármaco através das membranas absortivas8. A escolha
do polímero ou substância para a preparação das dispersões sólidas (além da natureza da
droga) irá determinar as dinâmicas de dissolução. Assim a associação do polímero
hidrofílico com fármacos pouco solúveis em água determinará aumento de solubilidade e
consequentemente dissolução9. O objetivo desta pesquisa foi verificar os principais
fármacos com dificuldade de solubilização que tiveram suas características de solubilidade
melhoradas através dos sistemas de dispersões sólidas, além dos processos de obtenção e
caracterização das mesmas e a utilização dos polímeros hidrofílicos.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
53
Figura 1. Sistema de classificação biofarmacêutica (adaptado de Barreto et al., 2002).
DISPERSÕES SÓLIDAS
O termo dispersão sólida refere-se a um grupo de produtos sólidos compostos por
pelo menos dois componentes diferentes, geralmente uma matriz hidrofílica e uma droga
hidrofóbica. A matriz pode ser cristalina ou amorfa. A droga pode ser dispersa
molecularmente, em partículas amorfas ou em partículas cristalinas 10,11.
Em 1961, Sekiguchi e Obi propuseram pela primeira vez a formulação de uma
mistura eutética para conseguir aumentar a velocidade de dissolução de um fármaco pouco
solúvel. Nesse trabalho pioneiro, os autores prepararam a mistura contendo sulfatiazol
como modelo de fármaco pouco solúvel, e uréia como carreador hidrossolúvel. Ao serem
expostas a água, as misturas eutéticas foram capazes de liberar o fármaco mais
rapidamente, na forma de uma dispersão fina. Adicionalmente, as formas farmacêuticas
obtidas, apresentaram maior biodisponibilidade que as formas convencionais12.
Atualmente se prefere utilizar polímeros hidrossolúveis como carreadores, devido à
baixa solubilidade e aplicabilidade geral para a maioria dos fármacos13. Uma droga pouco
solúvel combinado com um carreador hidrossolúvel resulta em um sistema de liberação
rápida, enquanto uma droga hidrossolúvel quando combinado com um carreador levemente
solúvel, resulta no atraso da liberação do fármaco14.
O desenvolvimento de dispersões sólidas como um método praticamente viável para
melhorar a biodisponibilidade de fármacos hidrofóbicos superou as limitações das
abordagens anteriores, como a formação de sal, a solubilização por solventes e a redução de
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
54
tamanho de partículas15. Os estudos revelaram que a droga na dispersão sólida não precisa
necessariamente existir no estado micronizado. Uma fração da droga poderia
molecularmente se dispersar na matriz, formando assim uma dispersão sólida. Quando a
mesma é exposta ao meio aquoso, o transportador se dissolve e ocorrem lançamentos de
drogas como finas partículas coloidais. Além disso, uma porção da droga dissolve-se
imediatamente para saturar o fluido do trato gastrointestinal e as drogas em excesso
precipitam-se como finas partículas coloidais16,17.
MÉTODOS DE OBTENÇÃO DAS DISPERSÕES SÓLIDAS
Geralmente as dispersões sólidas preparadas mais frequentemente são amorfas e
podem ser classificadas como: suspensões sólidas, onde o fármaco encontra-se disperso na
matriz na forma de agregados, e soluções sólidas, onde o fármaco encontra-se disperso de
modo homogêneo em níveis moleculares12. Tradicionalmente, as dispersões sólidas são
obtidas pelo método de fusão e pelo método de evaporação do solvente, mas outras
tecnologias também têm sido utilizadas.
Método de fusão
O método de fusão foi proposto pela primeira vez por Sekiguchi e Obi e consiste em
fundir através de uma mistura física a droga com o carreador seguido de congelamento e
pulverização para obter o produto18. A mistura é fundida e rapidamente resfriada, de modo
a obter a supersaturação do fármaco, cujas moléculas ficam aprisionadas entre as moléculas
do carreador, devido ao rápido resfriamento que não permite a nucleação do soluto19. A
obtenção de dispersões sólidas pelo método da fusão pode ser limitada pela sensibilidade
térmica dos constituintes da formulação12, podendo ocorrer dessa forma a degradação das
drogas20.
Método de Evaporação
No método de preparação por evaporação do solvente, o carreador e o fármaco são
dissolvidos em um solvente geralmente orgânico ou gás em condições supercríticas, ambos
estáveis, e o solvente é evaporado a uma temperatura fixa e a pressão reduzida. Com a
remoção do solvente ocorre uma supersaturação do meio seguido de precipitação
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
55
simultânea dos constituintes. O solvente, aderido à superfície da partícula co-precipitada, é
removido por secagem com auxílio de vácuo. Este método é indicado para fármacos
termolábeis, que poderiam se degradar na temperatura de fusão do carreador. A dificuldade
deste método está em encontrar um solvente que dissolva tanto o fármaco como o
carreador. Além disso, o uso de diferentes solventes pode induzir o aparecimento de
diferentes polimorfos21.
Atomização (Spray Drying)
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 pulmonar22. O rápido resfriamento causado pelas baixas
temperaturas no nitrogênio líquido e elevado grau de atomização resulta em nanopartículas
amorfas. Hélio, propano, outros líquidos criogênicos como argônio e diidrofluoroeteres ou
dióxido de silício podem ser empregados para atomização23. O baixo rendimento e o
estresse térmico são algumas das limitações desta técnica24.
Liofilização
Esta técnica foi proposta como uma técnica alternativa a evaporação do solvente. A
liofilização foi pensada como uma técnica molecular25, que consiste na eliminação de
solvente dos sistemas em solução, através de um prévio congelamento e posterior secagem
a pressões reduzidas para obter uma dispersão liofilizada molecular. Apresenta como
desvantagens, o longo tempo de processamento e as características inadequadas de fluxo do
material obtido26,27,28.
Método de Co-precipitação
Esta técnica parte de uma solução de fármaco em condições muito próximas a
saturação e através de mudanças bruscas de temperatura ou adição de solventes orgânicos,
se obtém a precipitação do material em forma de complexo de inclusão. Os cristais obtidos
são coletados por centrifugação ou filtração29. Este método é bastante utilizado em escala
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
56
laboratorial. 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 industrial30.
Método de Emulsificação
Neste método, o fármaco - disperso em um solvente orgânico - é disperso em uma
fase aquosa contendo surfactante. Esta etapa é seguida de evaporação do solvente orgânico
sobre pressão reduzida (rotaevaporacão), o qual resulta na precipitação de partículas do
fármaco para formar uma suspensão de nanopartículas, a qual é estabilizada pela adição de
surfactante. A emulsificação não deve ser empregada para fármacos que apresentem baixa
solubilidade em ambos os meios empregados (aquoso ou orgânico)23.
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 interação31. No processo o
dióxido de carbono supercrítico é misturado com solvente orgânico contendo o fármaco. O
solvente expande no dióxido de carbono supercrítico, aumentando assim a concentração do
soluto em solução, resultando em uma solução supersaturada e causando a precipitação do
soluto. Micropartículas e nanopartículas são formadas após a precipitação do fármaco por
transferência de massa devido à extração do solvente orgânico junto ao dióxido de carbono.
A elevada transferência de massa é importante para minimizar a aglomeração das partículas
e reduzir o tempo de secagem23. 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 descrito na literatura, ainda é uma técnica
experimental e que apresenta um custo inicial bastante elevado32, 33.
Malaxagem
Consiste em formar uma pasta a partir da adição da mínima quantidade de líquido
(água ou misturas etanoaquosas) suficiente para umedecer a mistura em pó de fármaco e
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
57
ciclodextrinas. Em escala laboratorial, é realizada em um almofariz com auxílio de um
pistilo24,34,35. 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. Variações desta técnica utilizando
extrusores de calor ou granuladores de leito fluidizado são reportadas36,37,38.
Devido à simplicidade, ao elevado rendimento e à facilidade de transposição de
escala, este método é um dos mais utilizados na indústria farmacêutica, ainda que sua
eficiência de complexação seja inferior a conseguida com outras técnicas.
CARACTERIZAÇÃO DAS DISPERSÕES SÓLIDAS
Os métodos empregados para caracterizar as substâncias no estado sólido, e seu
comportamento em meio aquoso pode ser realizado “in vitro” ou “in vivo”. Geralmente
empregam técnicas espectrais que se baseiam na interação da matéria condensada com a
energia radiante ou utilizam técnicas de observação do comportamento da substância
quando submetidas ao calor ou a ação de solventes12. Os métodos mais importantes para
caracterizar as dispersões sólidas são: espectroscopia de Infra Vermelho, difração de raiosx, métodos termoanalíticos e estudos de dissolução em fármacos.
Espectroscopia de Infravermelho
A espectroscopia de infravermelho tem sido muito utilizada para identificar a
natureza e a extensão das interações químicas que ocorrem em dispersões sólidas39. A
utilização desse método parte da premissa que a mistura de dois componentes em nível
molecular deverá ocasionar mudanças nas oscilações do dipolo das moléculas. Essas
mudanças se manifestam no espectro sob a forma de alterações na frequência e na largura
das bandas dos grupos interagentes. Logo, se os grupos funcionais do fármaco e do
polímero interagem, então o espectro de infravermelho dos grupos deverá apresentar as
bandas deslocadas e achatadas quando comparadas com os espectros individuais dos
componentes da mistura.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
58
A espectroscopia de infravermelho pode se tornar uma técnica especialmente
poderosa quando associada a outros métodos espectroscópicos como a ressonância
magnética40.
Difração raios-x
Entre as técnicas cristalográficas, a difração de raios-x é a mais empregada devido a
sua simplicidade e rapidez26. Cada composto cristalino fornece um perfil de difração
característico, constituído por picos, equivalentes às cristas em fase da radiação incidente.
A partir do padrão do difratograma e da área total sob os picos de difração, torna-se
possível identificar a forma cristalina e o grau de cristalinidade de uma amostra. Por outro
lado, sólidos amorfos exibem um difratograma sem picos definidos12.
Sendo assim, é possível com a difração de raios-X diferenciar entre soluções
sólidas, em que a droga é amorfa, e dispersões sólidas, em que é pelo menos em parte
presente na forma cristalina, não obstante se o carreador é amorfo ou cristalino41. Com isso
essa técnica tem se mostrado uma ferramenta indispensável na caracterização do grau de
cristalinidade de sólidos, e tem sido usado em praticamente todos os trabalhos que
envolvem a caracterização das dispersões sólidas42, 43,39.
Métodos Termoanalíticos
Os métodos térmicos de análise são constituídos por técnicas que medem variação
das propriedades físico-químicas das substâncias em função da temperatura. Apesar de
algumas limitações e da necessidade de utilizar outras técnicas complementares para uma
informação mais precisa, este ensaio consegue, em muitos casos, proporcionar informações
quantitativas quanto ao grau de complexação, além de informações valiosas da estabilidade
do sistema e de sua cristalinidade44. As técnicas mais utilizadas na caracterização das
dispersões sólidas são a termogravimetria, análise térmica diferencial e calorimetria
diferencial exploratória. Entre estes, a calorimetria diferencial exploratória (DSC) é o
método mais empregado, porque permite a detecção quantitativa de todos os processos em
que a energia é exigida ou produzida. O método usual de medida é o aquecimento de
amostras teste e referência de tal maneira que a temperatura das duas é mantida. A falta de
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
59
um pico de fusão no DSC numa dispersão sólida indica que a droga 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 a droga é em parte amorfa e
em parte cristalina45.
Os métodos de análise térmica têm sido muito empregados na caracterização de mistura de
polímeros com fármacos, geralmente para determinar a temperatura e a entalpia de fusão e
de recristalização, que são parâmetros que ajudam a elucidar as interações que ocorrem na
formulação e permitem avaliar a cristalinidade do material46, 47, 48,18.
Estudos de Dissolução
Os testes de dissolução “in vitro” permitem comparar formulações de diferentes
lotes ou diferentes composições e constituem etapa fundamental no desenvolvimento e
controle de qualidade das preparações farmacêuticas. Habitualmente os ensaios de
dissolução “in vitro” são influenciados pela solubilidade do fármaco no meio solvente,
distribuição do tamanho de partículas, forma farmacêutica e excipientes utilizados12.
Um experimento de dissolução bem desenvolvido mostrará se a solubilidade e taxa
de dissolução da droga foi melhorada, e também se a solução supersaturada é estável ou
tende precipitar rapidamente. Comparação de resultados do pó da droga pura e misturas
físicas da droga com o carreador podem ajudar a indicar se o carreador melhorou a
dissolução pela formação da dispersão sólida41.
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 detalhadas, com
aumentos de até 300.000 vezes, do estado de cristalização de produtos obtidos por
diferentes técnicas de complexação e dispersões sólidas49,50.
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, avalia-se a contribuição com relação à diminuição da cristalinidade das
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
60
partículas obtidas através dos diversos métodos para a formação de dispersões sólidas, à
medida que permite a visualização e diferenciação das partículas de polímeros e dos cristais
dos fármacos51.
Em geral, as partículas dos polímeros são globulares e amorfas, enquanto que os
fármacos apresentam-se na forma de cristais menores, com formato irregular, mas com uma
distribuição de tamanho de partícula mais homogênea. Nas misturas físicas é possível
distinguir as partículas de fármaco das partículas de polímeros. Porém, quando uma
dispersão é formada, o estado cristalino resultante é diferente do obtido pela simples
mistura da molécula do fármaco e o polímero.
POLÍMEROS HIDROFÍLICOS
A melhoria no desenvolvimento de sistemas de liberação modificada depende da
seleção de um agente apropriado capaz de controlar a liberação do fármaco, sustentar a
ação terapêutica ao longo do tempo e/ ou de liberar o fármaco ao nível de um determinado
tecido ou órgão alvo. Dentro das várias opções, os polímeros são agentes versáteis e
promissores para exercer tal função52.
Sendo assim, a utilização de sistemas matriciais constituídos por diversos tipos de
polímeros é opção interessante, sendo uma das estratégias mais empregadas de
desenvolvimento de uma formulação oral de liberação modificada devido às vantagens
inerentes a estes sistemas: versatilidade, eficácia, baixo custo e produção que recorre a
equipamentos e técnicas convencionais. Além disso, a utilização de sistemas matriciais
permite a incorporação de quantidades relativamente elevadas de fármacos53.
Dentre os polímeros hidrofílicos mais relatados na literatura para preparação das
dispersões sólidas temos a polivinilpirrolidona (PVP), o polietilenoglicol (PEG) e a
hidroxipropilmetilcelulose (HPMC).
Polivinilpirrolidona (PVP)
A polivinilpirrolidona comumente conhecida como PVP, é um polímero altamente
hidrofílico encontrado no mercado com especificações de peso molecular médio que pode
variar de 2.5 a 3000 KDa, expresso como uma função do valor K53.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
61
Esse polímero é extensivamente utilizado como excipiente farmacêutico, em
combinação com uma ampla variedade de fármacos, sendo empregado em diversas formas
farmacêuticas com finalidades diferentes. Essa versatilidade associada a uma baixa
toxicidade fundamenta o uso da PVP na obtenção de dispersões sólidas. A PVP apresenta
temperatura de transição vítrea relativamente alta, acima de 110ºC, que limita o seu uso na
obtenção de dispersões sólidas pelo método de fusão. Entretanto, devido a sua solubilidade
em uma ampla variedade de solventes, esse polímero é amplamente empregado e estudado
na obtenção de dispersões sólidas pelo método de evaporação do solvente. Alguns estudos
têm mostrado que a PVP inibe a cristalização em dispersões sólidas. Acredita-se que o
polímero ao interagir com as moléculas do fármaco, principalmente por ligações de
hidrogênio, inibe a nucleação e consequentemente a cristalização55,56,48.
Figura 2. Estrutura química do monômero de PVP
Polietilenoglicol (PEG)
O PEG (figura 3) apresenta diversos pesos moleculares e diferentes temperaturas de
fusão, sendo isto um dos motivos por serem bastante utilizados em muitas aplicações
industriais que envolvem aquecimento. Seu peso molecular varia de 200 a 300.00057.
Comumente, na preparação de dispersões sólidas e de soluções, são utilizados PEGs com
pesos moleculares entre1500 e 20.000. Com o aumento do peso molecular do PEG, há a
elevação da sua viscosidade e de seu ponto de fusão. Nas estruturas de peso molecular de
até 600, os PEGs são fluidos; na escala entre 800-1500 apresenta maior consistência; entre
2000 a 6000 apresentam aspectos cerosos e aqueles com pesos moleculares acima de
20000, são em forma de cristais frágeis à temperatura ambiente.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
62
Figura 3. Estrutura química do monômero de PEG
Hidroxipropilmetilcelulose (HPMC)
A HPMC é um polímero hidrofílico linear e os trabalhos realizados demonstram que
os seus efeitos se manifestam principalmente pela sua capacidade de, após hidratação,
intumescer e formar uma camada gelatinosa à superfície do comprimido. Esta funciona
como barreira à rápida liberação do fármaco, controlando quer a penetração de água, quer a
velocidade de liberação da substância ativa58.
A ampla utilização de matrizes de HPMC deve-se à existência de grande variedade
deste polímero, que se classifica de acordo com a sua viscosidade e a proporção entre os
grupos substituintes (grupos metoxila e hidroxipropila). O grau de hidratação deste
polímero hidrossolúvel depende das características físico-químicas, como a massa
molecular, o grau de substituição e a viscosidade. Uma das características mais importantes
deste polímero hidrofílico, no que se refere à sua aplicação em sistemas de liberação
modificada, é a capacidade de intumescimento/relaxamento, a qual exerce efeito
pronunciado na cinética de liberação do fármaco incorporado. A sua popularidade deve-se,
também, a outras características, como a natureza não-tóxica e não-iônica do polímero (não
apresentando problemas de compatibilidade), a capacidade de incorporar elevadas
quantidades de substâncias ativas, a simplicidade, a rapidez e a economia da tecnologia
associada à sua preparação e à possibilidade de fabricação de comprimidos matriciais por
compressão direta, apresentando boas características de compressão sem necessidade de
etapa prévia de granulação59,60,61.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
63
Figura 4. Estrutura química do monômero de HPMC
APLICAÇÕES DAS DISPERSÕES SÓLIDAS NO CAMPO FARMACÊUTICO
A busca por sistemas que realizem tarefas complexas em regiões restritas do
organismo humano e que podem ser controlados e manipulados tem impulsionado a
pesquisa em vários campos da área farmacêutica. A alternativa encontrada para melhorar a
taxa de solubilidade e o percentual de dissolução de fármacos pouco solúveis tem sido a
associação destes fármacos a sistemas de liberação adequados.
O Fluconazol (FLC), um fármaco sintético derivado do triazol, usado no tratamento
de infecções fúngicas cutâneas e sistêmicas, e também utilizado na prevenção e tratamento
de infecções micóticas é considerado um fármaco de baixa solubilidade e alta
permeabilidade. A técnica utilizada para o melhoramento da solubilidade foi a de dispersão
sólida obtida por dispersões do fármaco na presença de PVP. Comparando o perfil de
dissolução do FLC puro e deste na dispersão sólida, é evidente o aumento da taxa de
dissolução do fármaco nas dispersões sólidas (cerca de 38% a mais ao final de 90 min).
Assim é possível atribuir esta melhora nas propriedades de dissolução do FLC ao uso da
tecnologia farmacêutica empregada62.
De acordo com Verheyen et al., a utilização de formulações de dispersões sólidas de
hidroclorotiazida em PVP, pelo método de evaporação do solvente, contribuiu para o
aumento da solubilidade do fármaco em água, justificado pela formação de estrutura sólida
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
64
amorfa, que mantém o sistema estável através de ligações de hidrogênio e de um efeito
plastificante, de forma semelhante ao efeito exercido pelo PEG 6000 sobre
benzodiazepínicos12.
Segundo Lima, o aumento da solubilidade e taxa de dissolução do Benznidazol pôde
ser realizado pela formação de dispersões sólidas com PVP K30 e PEG 6000 obtidas pelo
método de malaxagem. Baseado nos resultados pôde-se constatar que as dispersões sólidas
foram muito eficientes na melhoria dessas características, que são pontos limitantes deste
fármaco e dificultam sua biodisponibilidade63.
Estudos com o Efavirenz tiveram resultados significativos quando associados ao
PVP K-30 possibilitando a preparação de sistemas de DS ternárias na forma sólida, o que
viabilizaria a preparação de dispersões de consistência mais adequadas para a produção de
formas farmacêuticas sólidas, assim como a utilização de métodos mais simples e de maior
rendimento para a preparação das DS, como o método de malaxagem, que poderia ser mais
facilmente transponível para uma escala industrial64.
As dispersões sólidas de Praziquantel (PZQ) foram obtidas por precipitação na
presença de PVP. Houve um aumento na solubilidade e no perfil de dissolução do fármaco,
mostrando que a presença do carreador aumenta significativamente a quantidade de PZQ
dissolvido e que as dispersões sólidas apresentam um perfil de dissolução melhor que as
misturas físicas. A maior taxa de dissolução do PZQ nas dispersões sólidas deve-se
provavelmente à maior interação do fármaco com o carreador resultando na mudança do
estado cristalino para amorfo65.
A utilização da tecnologia de obtenção de dispersões sólidas, para proporcionar o
aumento da solubilidade da β-lapachona, é um fato inédito no ramo científico. Os
resultados obtidos indicam que o uso do PVP K-30 e PEG 4000, polímeros hidrofílicos,
como carreadores, através da técnica de dispersões sólidas, melhora a solubilidade em água
da β-lapachona e teor dissolvido, podendo melhorar sua biodisponibilidade por reduzir o
tamanho das partículas, aumentar a área de superfície de contato, melhorar a molhabilidade
e originar um composto com forma amorfa66.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
65
CONCLUSÃO
A baixa solubilidade de fármacos continua sendo a grande dificuldade do
desenvolvimento de medicamentos com moléculas de vasto potenciais terapêuticos. A
maioria das novas entidades químicas promissoras são fármacos pouco hidrossolúveis, 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, sua estabilidade e performance pelo incremento de solubilidade
através da interação fármaco-polímero, perda da estrutura cristalina, aumento da
molhabilidade e porosidade da partícula.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
66
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Universidade Federal de Pernambuco. Departamento de Ciências Farmacêuticas.2008.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
72
CAPÍTULO II
4 ESTUDO DE FOTOESTABILIDADE DO BENZNIDAZOL
4.1 Artigo III - Estudo de Fotólise Direta e Indireta do Fármaco Antichagásico
Benznidazol
Artigo ser a submetido ao Journal of Photochemistry
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
73
4.1 Artigo III - Estudo de Fotoestabilidade Direta e Indireta do Fármaco Antichagásico
Benznidazol
RESUMO
O benznidazol (BNZ) é um antiparasitário, com ação tripanocida, que vem sendo utilizado,
desde 1973, no tratamento etiológico da doença de Chagas. A determinação da estabilidade
de fármacos e medicamentos é de extrema importância para garantir a eficácia e qualidade
dos medicamentos. Quando fármacos isolados absorvem radiações eletromagnéticas (REM)
ocorrendo decaimento da substância pura e a formação de produtos de degradação, tem-se
uma fotoreação direta. Nas fotoreações indiretas, não o fármaco, mas outro componente da
formulação (p.ex., excipientes) absorve REM ultavioleta (UV) ou visível resultando na
formação de uma ou mais espécies reagentes as quais reagem com os fármacos. O objetivo
deste trabalho foi investigar a fotoreação direta e indireta do fármaco BNZ no estado
sólido, além da elucidação da estrutura química dos produtos de degradação obtidos,
através das técnicas de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), microscopia
eletrônica de varredura (MEV), calorimetria diferencial de varredura (DSC) e
espectroscopia do infravermelho (IV) e massas (MS). A fotodegradação indireta do BNZ
foi realizada através das misturas física (MF) com 13 excipientes. As técnicas CLAE e MS
foram seletivas para determinação dos 2 fotoprodutos (FPs) encontrados nos ensaios de
fotoreação direta e indireta. Os resultados mostram que o BNZ sofre apenas fotodegradação
direta, não sendo encontrados novos FPs após associação do fármaco com os excipientes.
PALAVRAS CHAVE: Benznidazol, fotodegradação, produto de degradação.
ABSTRACT
The benznidazole (BNZ) is an antiparasitic, with action trypanocidal, which has been used
since 1973 in etiologic treatment of Chagas disease. The determination stability of new
drugs is extremely importance for the efficiency and quality of medicines. When drugs
alone absorb radiation electromagnetic (REM) decay occurring substance pure and the
ormation of degradation products, has an fotoreação direct. In indirect photoreactions, not
the drug, but another component of the formulation (eg, excipients) absorbs ultavioleta
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
74
(REM UV) or visible resulting in the formation of one or more reactive species which react
with the drugs. The aim of this work was to investigate the direct and indirect
fotoreação BNZ drug in solid form, beyond the elucidation of chemical structure of
degradation
products, through
the
techniques
of
high
performance
liquid
chromatography (HPLC), scanning electron microscopy (SEM), differential scanning
calorimetry (DSC) and infrared spectroscopy (IR) and mass (MS). The BNZ indirect
photodegradation was carried out by physical mixtures (PM) with 13 excipients. HPLC
techniques and MS were selective for the determination of two FPs fotoreação found in
tests of direct and indirect. The results show that only suffers BNZ direct photodegradation,
not being found new FPs after an association of drug with excipients
KEYWORDS: Benznidazole, photodegradation, a degradation product.
INTRODUÇÃO
O benznidazol (N-benzil-2-nitro-1-imidazolacetamida) é um antiparasitário,
derivado nitroimidazol, com ação tripanocida, que vem sendo utilizado, desde 1973, no
tratamento etiológico da doença de Chagas (LEITE et al., 2009).
A determinação da estabilidade de fármacos e medicamentos é de extrema
importância para garantir a segurança dos pacientes acometidos, bem como a eficácia e
qualidade dos medicamentos produzidos. Estudos de fotoestabilidade são conduzidos a fim
de quantificar a extensão pelas quais as reações induzidas pela luz afetam as formulações
dos medicamentos. Em alguns casos, determinar os mecanismos de fotoreações dos
fármacos e de outros componentes que compunham o produto avaliado (PIECHOCK &
THOMA, 2007).
Medicamentos são expostos a uma variedade de fontes de emissão de radiação
eletromagnética (REM) durante o processo de fabricação, embalagem, distribuição, e nos
locais de venda nas farmácias, e nos locais de utilização. As fontes de iluminação são as
mais variadas, desde iluminações artificiais como lâmpadas de vapor de Hg,
incandescentes, fluorescentes, à iluminação natural pela luz solar filtrada e luz solar direta
(TØNNESEN, 2004; PIECHOCK & THOMA, 2007).
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
75
Na rotina de testes de fotoestabilidade, medicamentos são iluminados com extremo
cuidado em condições controladas a fim de se determinar se eles são fotoestáveis e
quantificar a extensão da fotodegradação de medicamentos que mostram certa sensibilidade
à luz (TØNNESEN, 2004; PIECHOCK & THOMA, 2007).
A energia da luz, da mesma forma que o calor pode promover a ativação necessária
para que uma reação ocorra. Na situação em que os fármacos isolados absorvem REM UV
ou visível resultando na perda deste fármaco e a formação de produtos de degradação, temse uma fotoreação direta. No caso de fotoreações indiretas, não o fármaco, mas outro
componente da formulação (p.ex., excipientes ou impurezas) absorve REM UV ou visível
resultando na formação de uma ou mais espécies reagentes as quais reagem com os
fármacos (KUHN, 2004; TØNNESEN, 2004; PIECHOCK & THOMA, 2007).
A fotodegradação de medicamentos pode conduzir à perda de princípios ativos e
assim à perda na sua eficiência, além de formar subprodutos ou intermediários tóxicos de
vida curta (p.ex., radicais livres) (PIECHOCK & THOMA, 2007).
O “ICH Harmonised Tripartite Guideline: Photostability Testing of New Drug
Susbtances and Products Q1B” (Guideline Q1B), adotado pela ANVISA na RE n° 398 de
12 de novembro de 2004 determinou o Guia de Publicação de Estudos de Estabilidade, a
qual foi revogada pela RE n° 01 de 29 de Julho de 2005. De acordo com a Guideline Q1B
as características intrínsecas da fotoestabilidade de substâncias ativas e produtos
farmacêuticos devem ser avaliados para demonstrar que a exposição à luz não resulta em
mudanças inaceitáveis.
Segundo a recomendação técnica da ANVISA o teste de fotoestabilidade tem como
objetivo demonstrar que a exposição à luz não resulta em alterações significantes no
produto. A recomendação é de que se proteja o produto de forma a evitar subprodutos de
degradação pela luz, porém, caso a presença seja inevitável, a quantidade dessas impurezas
não deve comprometer a qualidade do produto (ICH, 1996; BRASIL, 2005).
Os resultados obtidos da análise de amostras expostas devem ser avaliados tanto
individualmente como parte de um conjunto de resultados de estabilidade. Esses estudos
combinados, por exemplo, a resultados de estudo de estabilidade de longa duração,
fornecem a informação necessária para avaliar se a data de validade proposta é aceitável ou
se deve ser reduzida (GONÇALVES, 2008).
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
76
Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi investigar a fotodegradação direta e indireta
do fármaco BNZ no estado sólido, além da elucidação da estrutura química dos produtos de
degradação obtidos.
MATERIAIS E MÉTODOS
Materiais
O BNZ, N-benzil-2-(2-nitroimidazol-1-il)acetamida, matéria prima bem como o
padrão de trabalho, foram cedidos pelo Laboratório Farmacêutico do Estado de
Pernambuco (LAFEPE®) oriundos de doação da Roche® Indústria Farmacêutica. Todos os
outros solventes e substâncias utilizadas foram de grau analítico. As soluções foram
preparadas utilizando água ultrapura (MILLI Q®) e filtradas em membranas filtrantes de
porosidade de 0,22 μm Millipore®.
Os excipientes utilizados, com origem em diversas fontes comerciais, foram os
seguintes: Celulose Microcristalina, croscarmelose sódica, glicolato de amido sódico e
estearato de magnésio (Blanver and Microcel® Ltda, Brasil), amido 1500 e
Hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) (Colorcon®, EUA), lactose (Meggle®, Alemanha),
talco (Magnesita®, Brasil), hidroxipropilcelulose–HPC (Aqualon, EUA), etilcelulose,
polietileno glicol (PEG 4000), polivinilpirrolidona - PVP K 30 (ISP Corp®, EUA) e dióxido
de silício coloidal (Henkel® Ltda, Brasil).
Método Analítico
O doseamento do BNZ foi realizado por e cromatografia líquida de alta eficiência
(CLAE) utilizando o equipamento Shimadzu® com sistema controlador (Shimadzu SCL 20VP), bombas A e B (Shimadzu LC - 20AD VP), detector PDA (SPD-M20A VP), autoinjetor (Shimadzu SIL - 20AD VP), forno (Shimadzu CTO - 20A) e os cromatogramas
foram determinados através do programa LC – Solution® 1.0. Foram utilizadas as
seguintes
condições
analíticas:
coluna
fase
reversa
Shimadzu®,
C18,
5 μm,
25 cm × 0.46 cm, fluxo de 1,0 mL min-1, volume de injeção: 40 µL, comprimento de onda
de 210 nm, temperatura de 40 ºC e fase móvel: acetonitrila/tampão fosfato pH 2,7 (80/20)
(v/v).
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
77
Curva de Calibração
Foi realizado o estudo teórico para elaboração volumétrica da curva de calibração,
nas mesmas condições analíticas das amostras, sendo utilizada para a obtenção das
concentrações das amostras. Foi preparada uma solução mãe de BNZ com o padrão de
trabalho em acetonitrila a 200µg/mL, com posteriores diluições volumétricas desta solução
mãe foram efetuadas, utilizando fase móvel como diluente, para constituição da curva de
calibração com as concentrações de 8, 12 e 16µg/mL
.
Actinometria Química e Física da Câmara de Fotoestabilidade
A actinometria permite a determinação do fluxo de fótons (Iλ) ou “dose de luz” em
que os medicamentos são expostos durante os ensaios de fotoestabilidade, quer por um
meio instrumental, com o uso de radiômetro espectral, em radiometria, ou por métodos
químicos (KUHN, 2004; TØNNESEN, 2004).
A intensidade da fonte de fótons é a maior variável e depende bastante da natureza
da lâmpada (formato e tempo de uso). Estes fatores, com respeito às amostras, irão
determinar a dose incidente que as amostras irão receber.
De acordo com o ICH, a dose de luz UV mínima recomendada para testes de
fotoestabilidade é de 200 W.h/m2, e de luz visível 1.200.000 Lux.h. Para medida da
incidência de fótons provenientes da luz visível, utilizou-se um luxímetro, devidamente
calibrado uma vez que o luxímetro é um aparelho que mede a intensidade da luz visível
percebida pelo olho humano, em outras palavras, mede a intensidade de uma iluminação,
ou a iluminância, não sendo sensível, portanto, a outros tipos de fonte de emissão
(TØNNESEN, 2004; PIECHOCK & THOMA, 2007). Enquanto que para medida da luz
ultravioleta utilizou-se o cloridrato de quinina monohidratado, na concentração
recomendada (2%), a solução de quinina tem uma absorbância ≥ 2 entre 320 a 367 nm, de
modo que a irradiância UV acima deste intervalo pode ser determinada utilizando este
sistema (YOSHIOKA, 1994; ICH, 1996; TØNNESEN, 2004; PIECHOCK & THOMA,
2007).
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
78
O cálculo da equivalência em tempo necessário para duas fontes de radiação com
irradiâncias ou iluminâncias diferentes produzirem a mesma dose foi feito através da
equação da reta obtida com a média de 3 análises idênticas para a absorbância do
quinino(irradiância) e a quantidade de lux por hora (iluminância).
Estudo da degradação do BNZ no estado sólido por fotólise direta
Amostras sólidas de BNZ foram expostas à dose de irradiação em uma fina camada
(1mm) em uma placa de petri, por 41h em 1.200.000 Lux e 200 W.h/m2. Os resultados
foram expressos em percentagem do BNZ e cada análise realizada em triplicata, com
doseamento por CLAE – DAD, e avaliadas pelas técnicas de Microscopia Eletrônica de
Varredura (MEV), análise térmica do BNZ por Calorimetria Exploratória Diferencial
(DSC) e termogravimetria diferencia (DTG), espectrometria de massas, espectrometria no
Infravermelho (IV).
Microscopia Eletrônica de Varredura
A microscopia eletrôncia de varredura (MEV) para avaliação do tamanho e formas
dos cristais. As amostras foram montadas em fita dupla-face de carbono, sem metalização
prévia e analisadas em microscópio FEI®, modelo Quanta 200F, com 200kV de voltagem
de aceleração, baixo vácuo (0.5torr), emissor FEG e elétrons secundários como modo de
aquisição de imagem.
Análise
Térmica
do
BNZ
por
Calorimetria
Exploratória
Diferencial
e
termogravimetria diferenciada
As curvas de DSC para o fármaco foram obtidas por meio de um calorímetro da
marca Shimadzu®, modelo DSC-60, em atmosfera de nitrogênio em fluxo de 50 mL.min-1,
sendo a massa das amostras analisadas em torno de 2,0 mg, acondicionadas em cadinhos de
alumínio, nas razões de aquecimento de 10ºC.min-1, até a temperatura de 600ºC. Realizouse a calibração do DSC via ponto de fusão do padrão Índio (156,6ºC ± 0,3) e Zinco
(419,6ºC ± 0,3). O fluxo de calor e entalpia foram calibrados via ponto de fusão do Índio
(28,59 ± 0,3 J.g-1), sob as mesmas condições das amostras.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
79
Espectrometria no Infravermelho
O espectro de IV do BNZ foi obtido em espectrômetro infravermelho Spectrum 400
da PerkinElmer® sendo o resultado obtido, uma média de 10 varreduras realizadas de 650 a
4000 cm-1 com resolução de 4 cm-1.
Espectroscopia de Massas
O espectrometro utilizado para analisar as amostras de BNZ foi um equipamento
marca Shimadzu, com ionização por nebulização térmica e analisador de massas por tempo
de vôo, sendo utilizado para diluição do fármaco um sistema acetonitrila:água (50:50), com
scan de 80 a 300 m / z.
Estudo da degradação do BNZ por fotólise indireta
As diferentes MF foram obtidas na proporção 1:1 (p/p) BNZ:excipiente e
submetidas ao agitador de Tubos tipo Vortex, marca Marconi®, modelo MA 162. Durante
o estudo, as amostras permaneceram por 41h em Câmara de fotoestabilidade Nova Ética®,
modelo 242/CF, com associação de lâmpadas UV e fluorescente a uma emissão total de
200 W/m² e 1.200.000 Lux, segundo preconizado pela RE 01 n° 01 de 2005 (ANVISA) e
Q2B 1CH. As amostras foram armazenadas a temperatura de 25°C, em triplicata, com
padrão interno e externo para controle da fotodegradação. Os resultados foram expressos
em percentagem do BNZ e cada análise realizada em triplicata, com doseamento por CLAE
– DAD, e avaliadas por espectrometria de Massas.
Para análise das amostras submetidas ao estudo de degradação indireta, foram
utilizadas as técnicas de CLAE e espectroscopia de massas, seguindo as mesmas condições
experimentais utilizadas no estudo de fotólise direta do BNZ.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Quantificação da Iluminância e Irradiância da Câmara de Fotoestabilidade
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
80
Com a utilização de um luxímetro obteve-se o perfil de lux emitidos por hora
(equação da reta y = 2875.x – 1,164 x 10-10), estabelecendo portanto para nossa análise que
o tempo total de exposição segundo recomendação do ICH para 1.200.000 Lux corresponde
a 41h de exposição (figura 1).
Para determinação da irradiância, foi utilizado a avaliação da fotoestabilidade do
quinino, em que preconiza-se para irradiância de 200 W.h/m2 corresponda-se uma
absorbância relativa aos fotoprodutos do quinino em 0,5A. A avaliação da média da
diferença de absorbância das amostras de quinino expostas a irradiação resultaram no perfil
observado na figura 2 (equação da reta y = 0,0331x + 0,0032), permitindo o cálculo do
tempo mínimo de exposição de acordo com o ICH de 15 horas de exposição.
Figura 1. Perfil da Iluminâcia de acordo com o tempo de exposição.
Figura 2. Absorbância de fotoprodutos de quinino por hora
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
81
Estudo de Fotodegradação direta do BNZ
No estado sólido, após exposição de 41h de iluminância/irradiação, foi observado a
mudança de coloração do BNZ, para um pó amarelado (figura 3), evidenciando a
degradação do fármaco. Os cromatogramas das amostras sólidas evidenciaram que o BNZ é
fotossensível de acordo com o normatizado pelo ICH/ANVISA, já que após a
iluminância/irradiação determinada pelos órgãos regulatórios o < 5%, apresentando
decaimento de 30% quando avaliado por CLAE (tabela I).
Figura 3. Fotografias amostras sólidas de BNZ na ausência de irradiação (esquerda)
e após 41h de exposição (direita).
A micrografia eletrônica de varredura da amostra degradada não apresentou
mudanças estruturais nos cristais de BNZ, conforme ilustrado na figura 43, sugerindo que a
fotodegradação do BNZ no estado sólido além de superficial não modifica fisicamente a
estrutura cristalina do fármaco.
Figura 4. Micrografia eletrônica das amostras sólidas de BNZ na ausência de irradiação (esquerda) e
após 41h de exposição (direita).
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
82
A curva de DSC expressa na figura 5 revela que pico endotémico de fusão do BNZ
em 191,1°C sofre antecipação de 2°C após a exposição direta a radiação. O pico
exotérmico de degradação do fármaco, por sua vez, sofre uma antecipação de
aproximadamente 4°C após exposição, saindo de 287,5°C para 283,4°C. As energias
requeridas nos eventos de fusão e degradação do fármaco são acentuadamente reduzidas,
afirmativa confirmada através da análise das variações de entalpia das amostras, essas
variações são previsíveis uma vez que o estudo de fotodegradação promoveu decaimento
do fármaco em 30%, de acordo com os resultados de CLAE.
Apesar de apresentar diferenças entre as amostras do fármacos após irradiação
direta, a curva de DSC não é seletiva para identificação de produtos de degradação, pois
não foi observado nenhum pico de fusão característico de novo produto formado durante a
fotólise.
Figura 5. Curva de DSC do BNZ antes e após receber irradiação
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
83
Figura 6. Curva de DTG do BNZ antes e após receber irradiação
As curvas de DTG (figura 6) do BNZ mostram que, após irradiação do fármaco, o
pico de temperatura onde ocorre o primeiro evento de perda de massa é antecipado em
~2°C, sendo deslocado de uma temperatura 194,7 para 192,1ºC. A análise, portanto,
mostra-se eficiente para visualização do processo degradativo do fármaco. Apesar disso,
não foram observados novos eventos de perda de massa que poderiam ser indicativos da
presença dos produtos de degradação confirmados nos cromatogramas. Essa técnica, assim
como a técnica de DSC, mostrou-se não seletiva para identificação dos FPs.
A análise dos espectros de infravermelho (figura 7) demostraram que a amostra de
BNZ fotodegradado em comparação a matéria prima padrão, não apresentou mudanças
significativas nas bandas caracterísitcas do BNZ, comprovando que a degradação do BNZ
no estado sólido foi reduzida não sendo possível sua visualização sem o isolamento dos
compostos.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
84
Figura 7. IV do BNZ padrão (em verde) em comparação ao fotodegradado (em preto).
Os cromatogramas das amostras sólidas evidenciaram que o BNZ é fotossensível de
acordo
com
o
normatizado
pelo
ICH/ANVISA.
O
decaimento
após
a
iluminância/irradiação determinada pelos órgãos regulatórios deve ser < 5%, a análise por
CLAE apresentou um decaimento do BNZ de ~30% (tabela I) após submetido as condições
do ensaio, originando dois fotoprodutos (FP) relevantes, nos seguintes tempo de retenção
(Tr) : FP-1 (Tr = 2,75 min) e FP-2 (Tr = 7,53 min) (Figura 11).
O espectrômetro de massas utilizado é o equipamento mais indicado para detecção
de produtos de degradação de fármacos por alta resolução e alta sensibilidade, porém tais
condições são uma desvantagem quando se observa o número de ruídos no espectro inicial
da molécula do BNZ isolada (SILVERSTEIN; WEBSTER; KIEMLE, 2006).
Para porpor a elucidação da rota degradativa do BNZ, as amostras fotoirradiadas do
BNZ isolados e nas misturas físicas foram analisadas por espectrômetro de massas,
evidenciando a formação de produtos de degradação semelhantes entre as amostras,
corroborando com a análise por CLAE que identificou a formação de apenas 2 produtos de
degradação figura 11.
Inicialmente, foram avaliadas as duas ionizações possíveis: a positiva (M+) e a
negativa (M-), para avaliação da suscetibilidade do BNZ ao sofrê-las. A figura 8 demonstra
que a ionização positiva foi muito mais eficaz em evidenciar o real pico majoritário do
BNZ, sendo observado com 100% da intensidade um pico característico em 261,09 m/z, já
que a massa molecular do BNZ é 260 g/mol, então [M + 1]+ = 261,09 m/z, sendo possível
também a observação do [M + 2]+ = 262,09 m/z. Enquanto que na ionização negativa os
picos principais, isto é com intensidade próxima a 100% estão na região de 300 m/z sendo a
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
85
do BNZ foram utilizados aqueles obtidos com a ionização positiva, utilizando a negativa
apenas para confirmação dos resultados.
O espectro de massas primário obtido das duas ionizações do BNZ está
representado na figura 8, sendo observado além do pico principal do BNZ [M + 1], picos
característicos em 139,99; 158,99; 176,99, 200,02 e 262,1.
Figura 8. Espectro de massas do BNZ.
Os picos observados no espectro do BNZ são referentes a ionizações secundárias do
fármaco durante a ionização principal ou a possíveis contaminantes da amostra durante o
preparo ou a produtos de degradação obtidos durante armazenamento da matéria prima.
Para sanar quaisquer dúvidas a cerca da ionização secundária do BNZ foi realizado o MS2
para confirmação do perfil degradativo do BNZ por ionização térmica, com análise por
tempo de vôo. As massas observadas na ionização unicamente do pico correspondente ao
BNZ, com intensidade significativa, isto é superior a 10%, foram apenas cinco: 91,05;
107,04; 118,01; 157,07; e 214,09 m / z; que provavelmente, correspondem às estruturas
químicas representadas no esquema abaixo (Figura 9).
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
86
O
O
+
O
+
+H
N
N
+
CH2
NH
NH
-
N
O
N
N
H
+
+
OH
N
N
H
CH2
O
H
+
N
+
N
O
N
Figura 9. Esquema da ionização secundária do BNZ
.
A partir destas evidências cromatográficas (CLAE-DAD) e espectrais (MS), e dos
dados teóricos, realizou-se uma revisão da literatura a cerca de mecanismos fotoquímicos
de degradação de moléculas com grupos funcionais semelhantes ao BNZ.
Os grupamentos químicos que possuem ligações π e orbitais livres na camada de
valência são mais resistentes a quebra fotolítica, devido ao fato que, quando os elétrons são
excitados pelos fótons mudam apenas de orbitais, não absorvendo energia necessária para
que sua dissipação resulte em quebra daquele grupamento (TØNNESEN, 2004).
No caso de ligações duplas entre carbono e oxigênio, ambos os átomos (presentes
no gupamento amida do BNZ) possuem orbitais livres na última camada que neste caso,
também é a de valência: C6 Æ 1s2 2s2 2p2 / O8 Æ 1s2 2s2 2p4, portanto quando estes átomos
estão ligados em dupla coordenação (em orbitais π), forma-se uma “barreira” eletrostática,
que não permite uma excitação maior dos elétrons, não sendo capazes de absorver energia
necessária para quebra homolítica das ligações (TØNNESEN, 2004; WILKINS et al., 1987;
PFOERTNER & DALY, 1987). Tal revisão evidenciou 3 pontos fotoinstáveis, de fácil
excitação, na molécula do BNZ: carbonos vicinais a anéis aromáticos relatada pela
literatura, produzindo assim os compostos descritos na figura 10, em que o primeiro
composto tem massa molecular 183 g/mol e quando ionizado positivamente 184 m/z e o
segundo seria o anel benzeno.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
87
Figura 10. Possível rota degradativa do BNZ por fotólise
Estudo de Fotodegradação indireta do BNZ
Para realização do estudo de fotodegradação indireta do BNZ foram selecionados 13
excipientes farmacêuticos comumente utilizados na obtenção de formas farmacêuticas
sólidas,
incluindo
diluentes,
agregantes,
desintegrantes,
lubrificantes
e
agentes
solubilizantes.
Os resultados de teor das MF submetidas às condições da câmara de
fotoestabilidade estão expressos na tabela I. Para análise do teor de BNZ nas amostras, as
quantidades do fármaco quantificada nas amostras foram comparadas ao padrão interno e
externo de trabalho pelo método análito de CLAE já descrito.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
88
Tabela I. Resultados da determicação do Teor de BNZ por CLAE
Determinação de teor por CLAE
Amostra
BNZ
BNZ fotodegradado
BNZ + amido
BNZ + celulose microcristalina*
BNZ + croscarmelose
BNZ + dióxido de silício coloidal
BNZ + etilcelulose
BNZ + estearato
BNZ + glicolato amido sódico
BNZ + lactose
BNZ + hpc
BNZ + hpmc
BNZ + pvp
BNZ + peg
BNZ + talco
%
98,7
67
63
57
71
75
72
79
70
71
67
64
93
79
64
*Excipiente crítico
Celulose microcristalina mostrou-se o excipiente crítico do estudo por apresentar
menor percentual de fármaco dentre as MF analisadas, sendo considerado alvo ideal para
verificação da formação de produtos de degradação não encontrados no estudo de
fotodegradação direta.
O cromatograma da MF BNZ+celulose apresentou produtos de degradação com
tempo de retenção praticamente sobrepostos aos FPs encontrados no cromatograma do
fármaco isolado após sofrer fotodegradação (figura 11), com tempos de retenção em 2,5
min e 7,5, respectivamete.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
89
Figura 11. Cromatograma do BNZ , BNZ fotodegradado e BNZ + celulose apresentando
dois picos referentes FP-1 (Tr = 2,75 min) e FP-2 (Tr = 7,53 min).
As análises dos espectros de massas, segundo metodologia descrita para análise da
fotodegradação indireta, foi também realizada com a amostra BNZ + celulose e confirma o
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
90
resultado obtido por CLAE, pois percebe apenas um aumento de intensidade dos picos
correspondentes as massas 184 e 79 g/mol também, correspondentes aos FPs encontrados
na fotodegradação do BNZ isolado.
Figura 12. Espectro de massas da amostra de BNZ isolado, BNZ fotodegradado e
MF com celulose fotodegradado.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
91
CONCLUSÃO
As técnicas de CLAE e MS mostraram-se mais seletivas para identificação dos
produtos de degradação do BNZ após absorção da radiação eletromagnética proveniente da
câmara de fotoestabilidade utilizada neste estudo. Os cromatogramas das amostras revelam
dois produtos de degradação com tempos de retenção em 2,5 min e 7,5 min, também
observados no espectro de massas com gragmentos de relação massa carga de 184 e
79g/mol dos compostos nitro e anel benzendo propostos da rota degradativa. O estudo de
fotorreação indireta utilizou como excipiente crítico a celoluse microcristalina por
apresentar menor teor de BNZ após análise da amostra, quando comparado ao BNZ
irradiado, sugerindo este excipiente acelera o precesso degradativo. Não foram observadas
formações de novos produtos de degradação nos cromatogramas das misturas de BNZ com
os excipientes (representadas pela celuloose microcristalina), assim como, o espectro de
massas dessas amostras são muito semelhantes ao espectro do fármaco após sofrer fotólise
direta, ocorrendo apenas maior intensidade dos picos referentes aos FPs.
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SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
94
CAPÍTULO III
5 DESENVOLVIMENTO DE COMPRIMIDO DE LIBERAÇÃO PROLONGADO
PARA O TRATAMENTO DA DOENÇA DE CHAGAS
5.1 Artigo IV – Desenvolvimento de Comprimido Matricial do AntiChagásico
Benznidazol a partir de Grânulos de Dispersões Sólidas com o Polímero
Polivinilpirrolidona
Artigo a ser submetido à revista da American Association of Pharmaceutical
Scientists(AAPS PharmSci)
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
95
5.1 Artigo IV – Desenvolvimento de Comprimido Matricial do AntiChagásico
Benznidazol a partir de Grânulos de Dispersões Sólidas com o Polímero
Polivinilpirrolidona
RESUMO
A doença de Chagas é causada por um protozoário flagelado Trypanosoma cruzi e afeta
mais de 18 milhões de pessoas na América Latina. Mesmo apresentando problemas de
solubilidade em água e elevada toxicidade, o benznidazol (BNZ) é o fármaco de escolha
para tratamento da dessa doença. O uso de polímeros hidrosolúveis, tais como a
polivinilpirrolidona (PVP), empregando a tecnologia de dispersão sólida (DS) promove
aumento da taxa de dissolução de fármacos com baixa solubilidade aquosa, como o BNZ.
Formas farmacêuticas de liberação prolongada têm adquirido popularidade em alguns
mercados, sendo usada não só para obter uma liberação de ordem zero, mas também para
suprimir a liberação brusca inicial do fármaco. Sendo assim, o objetivo do estudo foi o
desenvolvimento de um comprimido de liberação prolongada partindo da obtenção de
grânulos de BNZ disperso em PVP nas proporções de 25% e 50% deste polímero e
posterior incorporação em matrizes hidrofílicas do polímero hidroxipropilmetilcelulose
(HPMC), um derivado de celulose utilizado como retardante da liberação de fármacos em
formulações orais. Duas formulações foram desenvolvidas, LB1 com 25% e LB2 com 35%
de HPMC. Os comprimidos foram obtidos por granulação via úmida e avaliados quanto ao
peso médio, dureza, friabilidade, teor, uniformidade de doses unitárias e ensaio de
dissolução. Os perfis de dissolução das duas formulações apresentaram percentual de
fármaco dissolvido de 100% após 12h, caracterizando um perfil prolongado de liberação
quando comparado com os núcleos de liberação imediata disponíveis no mercado. A
utilização de matrizes hidrofílicas para liberação de BNZ foi eficaz na promoção de uma
liberação prolongada do fármaco, entretanto, os perfis de dissolução de LB1 e LB2
demonstram que as diferentes concentrações testadas do polímero HPMC na matriz não
influenciaram na cinética e velocidade de dissolução.
PALAVRAS CHAVES: Benznidazol, Doença de Chagas, Liberação Prolongada, PVP,
HPMC.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
96
ABSTRACT
Chagas disease is caused by a flagellate protozoan Trypanosoma cruzi and affects more
than 18 million people in Latin America. Despite presenting problems of water solubility
high toxicity, benznidazole (BNZ) is the drug of choice for treatment of Chagas disease.
The use of water soluble polymers such as polyvinylpyrrolidone (PVP), using solid
dispersion (SD) technology have increased the drug dissolution rate. Extended release
dosage forms have gained popularity in some markets, being used not only to obtain a
release of zero order, but also to eliminate the sharp initial release of the drug. The polymer
hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) is a derivative of cellulose used to retard the
release of drugs in oral formulations. Therefore, the aim of this study was to develop an
extended-release tablet based on the obtainment of granules of BNZ dispersed in PVP in
the proportions of 25% and 50% of this polymer and subsequent incorporation in
hydrophilic matrix polymer hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), a cellulose derivative
used as a retardant of drug release in oral formulations. Two formulations were developed,
LB1 and LB2 with 25% to 35% of HPMC. The tablets were obtained by wet granulation
and evaluated for weight, hardness, friability, content and dissolution test. The dissolution
profiles of two formulations presented percentage of drug dissolved in 100% after 12h,
featuring an extended profile release when compared with the immediate release nuclei
available in the market . The use of hydrophilic matrices for BNZ release was effective in
promoting a sustained release of the drug, however, the dissolution profiles of LB1 and
LB2 have shown that different concentrations of HPMC polymer matrix did not influence
the kinetics neither the dissolution rate.
KEYWORDS: Benznidazole, Chagas disease, Extended release, PVP, HPMC.
INTRODUÇÃO
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
97
A tripanossomíase humana ou doença de Chagas é uma enfermidade endêmica na
América Latina, afetando em torno de 10 milhões de pessoas. Atualmente, a doença de
Chagas é classificada pela Organização Mundial de Saúde (WHO, 2009) como uma doença
negligenciada, que não dispõe de tratamentos eficazes ou adequados (SILVA et al. 2007).
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. No Brasil, por exemplo, os custos anuais
sociais com a doença de Chagas chegam próximo a 1 bilhão de dólares (BESTETTI;
MARTINS; CARDINALLI-NETO, 2009).
Apesar da baixa solubilidade em água e alta toxicidade apresentada, o BNZ é
atualmente o fármaco de escolha para o tratamento da doença de Chagas. Conhecimentos
mais aprofundados sobre este fármaco e formas mais eficazes de sua vetorização poderão
possibilitar o desenvolvimento de novas alternativas terapêuticas para o tratamento da
doença, estando estas disponíveis a população em um curto espaço de tempo e com menor
custo, uma vez que não envolve custos adicionais sobre uma nova molécula a ser
introduzida na terapêutica (SOARES-SOBRIHO, 2007).
Chiou e Rielgeman (1971) relataram a função de polímeros hidrofílicos em
melhorar a solubilidade e o grau de dissolução de fármacos de baixa solubilidade. Uma
possibilidade atrativa pode ser representada pelo uso de polímeros solúveis em água, tais
como PVP, empregando a tecnologia de DS, que tem como finalidade aumentar a
dissolução de fármacos pouco solúveis em água (CIRRI et al., 2004). Além da excelente
solubilidade aquosa, o PVP é um polímero de baixo custo, que apresenta baixa toxicidade,
baixo ponto de fusão, é tolerado fisiologicamente e encontra-se disponível em diferentes
pesos moleculares (PATEL et al., 2008).
Formas farmacêuticas de liberação prolongada têm adquirido popularidade em
alguns mercados, sendo usada não só para obter uma liberação de ordem zero, mas também
para suprimir a liberação brusca inicial do fármaco (MANADAS; PINA; VEIVA, 2002). O
polímero HPMC é um derivado de celulose utilizado como retardante da liberação de
fármacos em formulações orais. A ampla utilização de matrizes de HPMC deve-se à
existência da grande variedade deste polímero, classificado de acordo com a sua
viscosidade e proporção entre os grupos substituintes (grupos metoxila e hidroxipropila). O
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
98
grau de hidratação deste polímero hidrossolúvel depende de características físico-químicas,
como massa molecular, grau de substituição e viscosidade (LOPES; LOBO; COSTA,
2005).
O presente trabalho propõe o desenvolvimento de comprimidos de liberação
prolongada a partir de grânulos de DS BNZ:PVP incorporados na matriz de HPMC, em
diferentes proporções, para avaliação da influência do polímero na liberação do fármaco.
METODOLOGIA
Fármaco e Substâncias
O BNZ, N-benzil-2-(2-nitroimidazol-1-il) acetamida, Lote 15772, bem como o
padrão de trabalho (BNZ 07-1051/000), foram cedidos pelo Laboratório Farmacêutico do
Estado de Pernambuco (LAFEPE®), fabricados pela Roche® Indústria Farmacêutica.
Os excipientes utilizados para obtenção das formas farmacêuticas foram:
polivinilpirrolidona (PVP K-30), Aspen®; hidroxipropilmetilcelulose (HPMC), Metlhocel®
K4M da Dow Chemical®; estearato de magnésio da Opção Fênix® e lactose da Blanver®.
Obtenção do granulado de dispersões sólidas pelo método da malaxagem
Soares-Sobrinho (2009) e Lyra (2010) citam a baixa solubilidade do BNZ como um
impasse tecnológico no desenvolvimento de formas farmacêuticas para o tratamento da
doença de Chagas. Portanto, como forma de melhorar esta solubilidade, inicialmente foi
desenvolvido um granulado em que o BNZ foi disperso na matriz polimérica de PVP K-30,
a fim de melhorar a molhabilidade do fármaco e conseqüentemente sua solubilidade.
Com base em estudos de tais sistemas dispersos por Lima em 2008, para obtenção
do granulado foram avaliadas duas proporções do polímero em relação ao ativo (25 e 50%)
visando avaliar o incremento de solubilidade proporcionado por três diferentes técnicas:
espectroscopia por infravermelho - IV (em espectrômetro FT-IR Spectrum 400 da
PerkinElmer®, sendo o resultado obtido através de uma média de 10 varreduras realizadas
de 650 a 4000 cm-1 com resolução de 4 cm), calorimetria exploratória diferencial
(utilizando calorímetro da marca Shimadzu®, modelo DSC-60, em atmosfera de nitrogênio
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
99
em fluxo de 50 mL.min-1, utilizando cerca de 2,0 mg das amostras, acondicionadas em
cápsulas de alumínio fechadas, na razão de aquecimento de 10°C.min-1 até a temperatura
de 350ºC) e estudo de dissolução em água, realizado a 37 ± 0,5°C, velocidade de rotação de
75 rpm, aparato 2 (pá), em dissolutor Varian VK 7010.
Desenvolvimento de Sistema Matricial
O polímero utilizado para o desenvolvimento dos sistemas matriciais foi o HPMC
em duas diferentes proporções: 25 e 35%, na tentativa de se obter diferentes mecanismos de
liberação. Foi utilizado um HPMC de cadeia média, comercialmente denominado de
Methocel® K4M, que possui viscosidade entre 2000 a 5600 cPs, devido à sua capacidade de
intumescimento/relaxamento, a qual exerce efeito pronunciado na cinética de liberação do
fármaco incorporado.
Além disso, apresenta natureza não-tóxica e não-iônica (não
apresentando problemas de compatibilidade), capacidade de incorporar elevadas
quantidades de substâncias ativas, simplicidade, rapidez e economia na obtenção das
formulações (LOPES; LOBO; COSTA, 2005).
Obtenção de Lotes de bancada da Forma Farmacêutica Comprimido
Os comprimidos foram obtidos pelo processo de granulação por via úmida partindo
dos grânulos das DS BNZ:PVP na proporção 25% de PVP que, de acordo com os dados
expressos a seguir, apresentou os melhores resultados. A utilização da técnica de obtenção
de DS tem sido utilizada com êxito na melhoria da solubilidade de fármacos pouco
solúveis, com conseqüente melhoria na sua biodisponibilidade (LIMA et al, 2008).
Soares-Sobrinho e colaboradores em 2008 relataram, em estudo de compatibilidade
entre fármaco e excipientes, que a lactose monohidratada, também utilizada no presente
estudo, não apresenta interações prejudiciais com o BNZ, salvaguardando assim possíveis
problemas no estudo de estabilidade.
Por fim, o estearato de magnésio foi adicionado à mistura de pós. A mistura
apresentou bom escoamento pelas paredes do equipamento e características de compressão
satisfatórias, sendo utilizados punções côncavos de 11 mm na etapa de compressão.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
100
A fim de se avaliar a influência da concentração do polímero na liberação do
fármaco, foram desenvolvidas duas formulações diferentes de comprimidos com
concentrações distintas do polímero HPMC K4M, resultando em dois lotes de bancada
(LB1 e LB2). Baseando-se numa planificação quantitativa de excipientes, foram
manipulados dois lotes de bancada (LB) contendo 150 g de massa de pó, os quais estão
descritos na Tabela 1.
Tabela 1. Formulações dos lotes de bancada desenvolvidos (LB1 e LB2)
Componente
*
Lote LB1 (%) Lote LB2 (%)
BNZ*
40
40
PVP K-30
10
10
HPMC
25
35
Estearato de magnésio
1
1
Lactose
24
14
Total
100
100
Granulado na proporção 25% de PVP.
Controles de Qualidade Físico-químico
Os procedimentos metodológicos empregados para a realização de peso médio,
dureza e friabilidade seguiram os critérios estabelecidos na Farmacopeia Brasileira 5ª
Edição. O peso médio dos comprimidos foi determinado com o auxilio de balança analítica
Bioprecisa®. Para o teste de dureza foi utilizado durômetro Varian® e para a realização do
teste de friabilidade dos comprimidos de BNZ foi empregado um friabilômetro PressTest®.
Para a quantificação do fármaco nos comprimidos utilizou-se o método analítico
desenvolvido e validado por Silva e colaboradores em 2007. A análise foi realizada em
cromatógrafo de alta eficiência equipamento Shimadzu® com sistema controlador
(Shimadzu SCL - 20VP), bombas A e B (Shimadzu LC - 20AD VP), detector PDA (SPDSANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
101
M20A VP), auto-injetor (Shimadzu SIL - 20AD VP), forno (Shimadzu CTO - 20A) e os
cromatogramas foram determinados através do programa LC – Solution® 1.0. Foram
utilizadas as seguintes condições analíticas: coluna fase reversa Shimadzu®, C18, 5 μm,
25 cm × 0.46 cm, fluxo de 1,0 mL min-1, volume de injeção: 40 µL, comprimento de onda
de 210 nm, temperatura de 40 ºC e fase móvel: acetonitrila/tampão fosfato pH 2,7 (80/20)
(v/v)., sendo as amostras preparadas com a primeira diluição em acetonitrila, que é
justificada pela hidrofobicidade do ativo e a segunda diluição em fase móvel
acetonitrila:água (50:50), utilizando padrão secundário (99,99% de pureza).
Perfil de dissolução das formas farmacêuticas desenvolvidas
Com a finalidade de avaliar a influência de formulações com diferentes
concentrações do polímero HPMC no comprimido contendo 200 mg de BNZ, os perfis de
dissolução foram construídos a partir da quantificação do fármaco dissolvida nas cubas de
dissolução, em intervalos de tempo pré-definidos, para os dois lotes dos produtos (LB1 e
LB2).
O estudo de dissolução in vitro foi realizado de acordo com metodologia
desenvolvida por Lima (2009). Os ensaios foram realizados a temperatura de 37 ± 0,5°C,
com velocidade de rotação de 75 rpm, aparato 2 (pá) e meio de dissolução HCl 0.1 M com
NaCl, pH 1.2 em um volume de 900 mL por cuba.
Nos intervalos de tempo de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12, 15, 18, 21 e 24 horas
alíquotas de 5mL foram retiradas, filtradas em filtro de membrana 0,45 µm e devidamente
diluídas para posterior determinação do teor de BNZ em espectrofotômetro UV / Vis da
marca Micronal® modelo B582 no comprimento de onda de 324 nm, de acordo com
metodologia desenvolvida e validada por Soares-Sobrinho e colaboradores em 2006. Foi
realizada reposição do meio de dissolução e o ensaio foi realizado com as amostras em
triplicata.
Os resultados obtidos a partir do perfil de dissolução foram submetidos a cálculos
matemáticos com o objetivo de determinar a cinética de dissolução do BNZ para os lotes de
bancada desenvolvidos. A equação de regressão da reta foi determinada através das
porcentagens dissolvidas e não dissolvidas em função do tempo, utilizando-se dos modelos
cinéticos representados na tabela II. O modelo matemático que melhor expressou o perfil de
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
102
dissolução do BNZ dos produtos foi selecionado após avaliação do coeficiente de
correlação, r de cada amostra nos diferentes modelos.
Tabela 2. Modelos matemáticos de cinética de dissolução usados na avaliação do perfil de
dissolução de comprimidos de BNZ
Modelo
Ordem zero
Primeira ordem
Higuchi
Equação*
Q 0 = Q t + K0t
ln Qt = ln Q0 + K1t
Q t = f t = KH t
Hopfenberg
*Qt - quantidade de fármaco liberado no tempo t; Q0 – quantidade inicial
de fármaco em solução; Q∞ - quantidade de fármaco dissolvida no tempo
total; Mt - quantidade de fármaco dissolvido no tempo t; M∞ - quantidade
total de fármaco dissolvido quando a forma farmacêutica se desintegra por
completo; K0, K1, KH, constantes de liberação de zero ordem, de primeira
ordem, de e de Higuchi; t - tempo.
Estudo de Fotoestabilidade
Os comprimidos desenvolvidos (LB-1) foram submetidos à fotodegradação em
câmara de fotoestabilidade Nova Ética® (Modelo C242), que consiste na associação de
lâmpadas UV e fluorescente a uma emissão total de 200 W/m2e 1.200.000 Lux, segundo
preconiza a RE n°01 de 2005 (ANVISA) e Q2B ICH. O estudo foi realizado a temperatura
de 25°C em triplicata com padrão interno e externo para controle da fotodegradação das
formas farmacêuticas, sendo a concentração de BNZ determinada por CLAE (SILVA et al.,
2007).
Análise estatística
Os resultados foram analisados através de análise de variânvia (ANOVA)
considerando-se o nível de significância (valor p) de 0,05.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
103
Desenvolvimento de granulado disperso de BNZ
A DS 25% de PVP apresentou grânulos homogêneos e rendimento de 99% em
relação à massa dos pós pesados. Em contrapartida, a formulação com 50% de polímero
não formou grânulos com facilidade, passou com dificuldade pela malha de granulação e
apresentou menor rendimento (84,60%), quando comparado a DS 25%.
A análise térmica dos granulados está representada na figura 1 e foi obtida
comparando com as curvas de DSC e TG do fármaco puro, do polímero e das misturasfísicas (MF), obtida pela mistura do polímero e do fármaco unicamente, além das DS nas
duas proporções em estudo.
A curva de DSC do BNZ isolado (figura 1-A) possui características típicas de um
produto anidro no estado cristalino com alto grau de pureza, apresentando um único
processo endotérmico em aproximadamente 190°C referente ao ponto de fusão da
substância pura, com posterior processo exotérmico referente à degradação térmica do
fármaco em 287,06°C, descrito mais detalhadamente na análise termogravimétrica (figura
1-B). O PVP, entretanto, apresenta vários processos endotérmicos no intervalo de 50-120°C
decorrente da perda de água, processos já descritos nos laudos técnicos do excipiente, não
apresentando processo endotérmico característico de fusão da substância visto que o
mesmo é uma substância amorfa.
A análise térmica da MF BNZ:PVP apresentou um somatório dos eventos
encontrados nos termogramas dos compostos isolados, com pico de fusão característico do
BNZ bem definido e picos referentes ao fenômeno de desidratação e decomposição do
polímero, evidenciando que não há formação de DS na ausência do processo tecnológico de
malaxagem da mistura.
Nas curvas de DSC das DS (figura 1-A) foi possível verificar uma expressiva
diminuição da intensidade energética desprendida no processo de fusão do BNZ quando
comparada a MF, com deslocamento térmico para temperaturas inferiores, evidenciando
que o processo de malaxagem possibilitou uma redução da energia necessária para fusão do
fármaco, sugerindo um incremento em sua solubilidade devido à redução da energia de
solvatação necessária para solubilização do BNZ. Fato evidenciado também pelo
alargamento do pico de fusão do fármaco sugerindo a perda do estado cristalino do BNZ. A
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
104
que o processo de malaxagem possibilitou uma redução da energia necessária para fusão do
fármaco, sugerindo um incremento em sua solubilidade devido à redução da energia de
solvatação necessária para solubilização do BNZ. Fato evidenciado também pelo
alargamento do pico de fusão do fármaco sugerindo a perda do estado cristalino do BNZ. A
DS 50% apresentou um deslocamento térmico maior no pico de fusão em relação à DS
25%, que pode ser justificada pela maior quantidade de polímero nesta dispersão (Figura 1
- A). Também a análise pela TG (figura 1-B) revela um decaimento de massa na amostra
DS 50% com características mais pronunciadas com relação a decomposição do PVP
isolado do que na amostra DS 25%.
(A)
(B)
Figura 1. Curvas de DSC (A) e TG (B) para os
componentes isolados e para a DS de BNZ e PVP
nas duas proporções.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
105
A análise por espectrometria no infravermelho pode
evidenciar os possíveis grupamentos químicos do BNZ e PVP
K-30 que estariam interagindo para formação das dispersões
sólidas,
porém
no
caso
dos
granulados
dispersos
desenvolvidos, poucas interações foram observadas no
espectro das DS (Figura 2).
Dados da literatura sugerem interações por ligações
intermoleculares de hidrogênio entre os hidrogênios do BNZ e
a carbonila do PVP, ou ainda entre a carbonila e o grupamento
amida (N-H) do BNZ e hidrogênios do PVP, como ilustrado
na figura 3 (LIMA, 2008).
Portanto,
para
confirmação
de
tal
hipótese
o
espectrograma no IV do BNZ (Figura 2) foi analisado
relacionando seus picos característicos, principalmente com
relação às 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. A banda devido às 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.
Figura 2. Espectros de Infravermelho
dos sistemas obtidos.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
106
Figura 3. Esquema gráfico das possíveis interações entre o PVP e o BNZ na formação das DS
(Adaptado de LIMA, 2008)
Interações tipo pontes de hidrogênio são observadas no espectro de infravermelho
como deslocamento ou alargamento das bandas relacionadas, portanto, foi possível a
observação do alargamento e sutil deslocamento da banda correspondente a carbonila do
BNZ nas DS (1685cm-1) bem como o alargamento das bandas referentes ao estiramento CH não aromático (3010cm-1), sugerindo que tais grupos sejam responsáveis pelas
interações existentes. A cerca dos espectros pode inferir-se que o N-H pertencente ao
grupamento amida do BNZ, não interage quimicamente com o PVP como inicialmente foi
sugerido, visto que não houve alterações significativas nas bandas correspondentes.
As curvas de dissolução do BNZ e das DS de PVP são representadas na Figura 4.
Lima (2008) relata em seu estudo que a técnica de obtenção da DS apresenta melhor
eficiência de dissolução, em relação as misturas físicas não processadas do BNZ com
PVP.Os perfis de taxa de liberação foram plotados como percentual de BNZ dissolvidos
das dispersões sólidas e BNZ puro versus tempo.
A taxa de dissolução das dispersões sólidas de BNZ com PVP K30 foi
significativamente maior que o BNZ isolado (Figura 4), demonstrando os efeitos
solubilizantes do PVP. A DS 25% apresentou resultado satisfatório, com percentual de
dissolução maior que 80% em 1h. 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 partículas do
fármaco (CRAIG, 2002).
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
107
Figura 4. Perfil de Dissolução dos Granulados de dispersões sólidas do BNZ em PVP.
Tabela 3. Eficiência de dissolução (ED%) das DS obtidas.
Eficiência de Dissolução (ED%)
Produto
20 min. 60 min.
BNZ
1,2
4,3
DS 25%
21
83
DS 50%
19
60
A comparação estatística dos valores de ED% demonstraram não haver diferenças
significativas entre DS 25% e DS 50% PVP nos primeiros 20 minutos do ensaio, com valor
de F calculado menor que tabelado, porém, após os 60 minutos, a DS 25% PVP mostrou-se
mais eficiente e ideal na promoção da melhoria da solubilidade do BNZ.
Apesar das curvas de dissolução apontarem a DS 25% como a mais indicada para
compor a formulação do comprimido, os resultados obtidos nas análises de DSC (Figura 1A) revelam que os deslocamentos dos picos de fusão são mais evidentes para a DS 50%,
levando a inferir que a proporção do PVP na DS pode influenciar a liberação do fármaco
por aumento na viscosidade do meio de dissolução quando o polímero está em maior
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
108
centração. O comportamento do granulado da DS 25% no ensaio de dissolução determinou
a sua escolha na composição dos dois lotes de comprimidos obtidos.
Avaliação das características físico-químicas dos núcleos de benznidazol
Os valores referentes aos ensaios físico-químicos de peso médio, dureza,
friabilidade, teor e uniformidade de doses unitárias estão expressos na tabela 4.
Tabela 4. Controle de Qualidade dos comprimidos obtidos
PARÂMETROS ESPECIFICAÇÕES
LBI
LBII
Peso médio
(500mg ± 5%)
519,0 ± 0,6
496,0 ± 1,7
Friabilidade
(<1,5%)
0,1
0,1
Dureza
(> 3,0 Kgf.cm-1)
12,2
5,2
Teor
(95-105%)
102,2
102,4
Uniformidade
de dose unitária
(≤ 15)
2,0
4,5
Os comprimidos obtidos apresentaram-se brancos, brilhantes e sem fissuras ou
capeamento. Não houve dificuldade na manipulação do polímero quanto a escoamento e
compactação.
O peso médio é um parâmetro que influencia a quantidade de fármaco na forma
farmacêutica. Os núcleos de BNZ foram planejados para um peso de 500 mg. Os resultados
do peso médio obtido foram comparados às especificações da Farmacopeia Brasileira
(2010), que permite variação de até 5% em peso para comprimidos não-revestidos com
valor de massa de 250 mg ou mais. Os resultados encontrados para o LBI e para o LBII
satisfazem às especificações.
A friabilidade de um comprimido determina a sua resistência ao rolamento,
oferecendo informações úteis quanto à resistência ao desgaste por atrito dos comprimidos
em operações de embalagem, transporte e desgaste durante o revestimento. Segundo a
Farmacopeia Brasileira (2010), o ideal é que o valor encontrado de friabilidade seja inferior
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
109
a 1,5%. Os valores de 0,1% de perda de peso para LB1 e LB2 demonstram que diferentes
proporções do polímero HPMC não interferem no cumprimento dessa especificação para
ambos os lotes.
A dureza é outro parâmetro importante que relaciona a resistência do comprimido
ao esmagamento ou à ruptura sob pressão radial, com a força medida em Newton (N). A
dureza de um comprimido é proporcional à força de compressão e inversamente
proporcional à sua porosidade. De acordo com a farmacopeia Brasileira (2010), o mínimo
aceitável é 30 N ou 3,0 Kgf.cm-1. Ambos os lotes apresentaram valores de dureza acima do
limite mínimo estabelecido na Farmacopeia Brasileira.
Em relação ao ensaio de teor do fármaco determinado por CLAE apresentaram
valores próximos a 100% para LB1 e LB2.
O ensaio de uniformidade de doses unitárias seguiu os parâmetros estabelecidos
pela Farmacopeia Brasileira (2010), seguindo o método de variação de peso. Os lotes
obtidos obedecem o limite do valor de aceitação que deve ser menor ou igual a 15.
Análise dos perfis de dissolução das formas farmacêuticas desenvolvidas
Os perfis de dissolução dos comprimidos dos lotes LB1 e LB2 de BNZ estão
apresentados na Figura 6. Os perfis da taxa de liberação do BNZ das matrizes comprimidas
são expressos em percentual de BNZ dissolvido versus o tempo.
Figura 5. Perfil de dissolução das formas farmacêuticas desenvolvidas LB1 e LB2.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
110
Figura 6. Fração de BNZ dissolvido para formas farmacêuticas desenvolvidas LB1 e LB2
O teste ANOVA utilizado na comparação dos perfis de dissolução de LB1 e LB2
revelou valores de F calculado menores que o F crítico tabelado nos intervalos de 6, 9, 12 e
24h, respectivamente, demonstrando não haver diferenças significativas na comparação dos
perfis de dissolução. Entretanto, os resultados das frações de fármaco dissolvido por hora
(figura 6) ilustram uma maior tendência de LB1 em manter a liberação do fármaco
constante durante as 12 primeiras horas do ensaio, quando o percentual de fármaco
dissolvido é praticamente de 100%. As duas formulações apresentaram frações de liberação
quase constantes e muito semelhantes até a 6h do ensaio. A partir desse ponto, as variações
nas frações dissolvidas por hora foram mais acentuadas para LB2, essas variações são
prejudiciais ao desenvolvimento da forma farmacêutica que deve seguir um padrão de
liberação homogêneo durante os intervalos entre as doses.
Quando são especificados limites superiores e inferiores a qualquer ponto do perfil,
a diferença entre eles não deve exceder 20% do conteúdo em substância ativa da
formulação (EEC-Directive, 1992). A figura 6 demonstra também que as variações nas
frações de BNZ dissolvido não ultrapassam esses limites.
Os resultados obtidos com estudo da cinética de dissolução podem explicar o
comportamento anômalo de liberação do fármaco a partir da 6h do ensaio. Os valores de
coeficiente de correlação (r) expressos na tabela 5 mostram que o modelo matemático que
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
111
melhor representa o perfil de liberação do BNZ é o modelo de Hopfenberg. Este modelo
representa formas farmacêuticas que sofrem erosão heterogênea, uma vez que o passo
limitante da liberação do fármaco é a erosão da matriz por si só e que a difusão dependente
do tempo interna ou externa à matriz que sofre erosão não a influenciam.
A interpretação dos valores obtidos nos ensaios de dissolução é facilitada pela
utilização de uma equação genérica, que traduz matematicamente a curva de dissolução em
função de alguns parâmetros relacionados com a forma farmacêutica. Em alguns casos, essa
equação pode ser deduzida através de uma análise teórica do processo, como numa cinética
de ordem zero. Na maioria dos casos, porém, não existe um fundamento teórico, sendo
usada uma equação empírica mais adequada. O tipo de fármaco, a sua forma polimórfica,
cristalinidade, tamanho de partícula, solubilidade e quantidade incorporada na forma
farmacêutica podem influenciar a cinética de liberação (MANADAS, 2002).
Tabela 5. Valores dos estudos de regressão linear, aplicando modelo de zero ordem, primeira ordem,
Higuchi e Hopfenberg, derivados dos perfis de dissolução dos produtos LB1 e LB2.
Valores de coeficiente de regressão linear (r)
Modelo
LB1
LB2
Ordem zero
0,8022
0,8343
Primeira ordem
0,6236
0,6872
Higuchi
0,9189
0,9260
Hopfenberg
0,96506
0,9609
Ambas as formulações apresentaram percentuais de fármaco dissolvido de
aproximadamente 100% em 12 horas (Figura 6). Esse percentual apresentou poucas
variações até alcançadas 24 horas do ensaio. O resultando aponta a ineficiência do polímero
HPMC de baixa viscosidade em retardar a velocidade de dissolução do fármaco até o tempo
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
112
pretendido para a liberação prolongada de 24 horas. Entretanto, considerando o tempo de
meia vida do BNZ (12horas) é possível extrapolar estes resultados para uma formulação
que libere o fármaco por 12 hs e este permaneça agindo por mais 12h, totalizando o efeito
desejado das 24hs. Porém essa hipótese só poderá ser aceita através de futuros estudos
confirmatórios de biodisponibilidade.
Estudo de Fotoestabilidade
O estudo de fotoestabilidade foi realizado nos comprimidos matriciais que
apresentaram melhores resultados no ensaio de dissolução (LBI).
Avaliando-se o teor de BNZ degradado foi possível determinar que o duplo sistema
polimérico (PVP e HPMC) em que o BNZ encontra-se disperso formando o granulado e o
sistema matricial, fornecem fotoproteção superior ao BNZ comprimido 100 mg comercial,
pois Rolim em 2010 descreve que, devido a não penetração da irradiação, as formas
farmacêuticas sólidas orais comercializadas pelo LAFEPE obtiveram decaimento inferior a
matéria prima no estado sólido, em torno de 6,52% pela proteção física da forma
farmacêutica para comprimidos de liberação imediata, enquanto que o comprimido
matricial desenvolvido obteve decaimento de BNZ de 4,85%, para o LB1 sob as mesmas
condições experimentais.
Figura 7. Fotografia dos comprimidos desenvolvidos fotodegradados (acima) e o controle (abaixo) de LB1.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
113
CONCLUSÃO
A utilização da técnica de DS obtida pelo processo de malaxagem melhorou
consideravelmente a solubilidade do BZN quando comparado com o fármaco isoladamente,
fato que pode ser confirmado através da determinação do perfil de dissolução das amostras
e das curvas termoanalíticas, onde ficou evidenciada a redução da energia necessária para
fusão do fármaco. A análise de IV ilustra as possíveis interações entre o BNZ e o PVP após
a formação das DS. O perfil de dissolução das DS obtidas foi determinante na escolha da
DS 25% PVP para seguir no desenvolvimento do comprimido de liberação prolongada.
Ambas as formulações de matrizes poliméricas apresentaram percentual de dissolução de
aproximadamente 100% em 12 horas, indicando a eficiência do polímero HPMC como
retardante da velocidade de dissolução do fármaco, quando comparado com a formulação
de liberação imediata disponível para comercialização. No entanto, os perfis de dissolução
de LB1 e LB2 demonstram que as diferentes concentrações testadas do polímero HPMC
nas matrizes não proporcionam efeito retardante maior na velocidade de dissolução. Apesar
dos dois lotes terem sido aprovados nos testes de controle de qualidade, LB1 apresentou
maior tendência em manter a fração de fármaco constante até alcançado os 100% de
liberação, sendo a formulação escolhida para seguir com futuros ensaios in vivo.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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due: A posthumous Nobel Prize to Carlos Chagas (1879–1934), the discoverer of American
Trypanosomiasis (Chagas' disease). International Journal Cardiology. 134: 9–16, 2009.
BRASIL. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Resolução – RE
n.º 01, de 29 de julho de 2005. Autoriza, a publicação do Guia para Realização de
Estudos de Estabilidade. Brasília: Diário Oficial da União, 2005.
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117
CONCLUSÕES E
PERSPECTIVAS
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
118
6 CONCLUSÕES
1) O estudo de fotoestabilidade do BNZ foi capaz de delinear que:
• O BNZ é fotosenssível a irradiação de fótons UV e no espectro visível;
• Os cromatogramas do BNZ fotoirradiado mostram a formação de 2 picos de
compostos que são formados após absorção da irradiação e que estes picos se
repetem nos cromatogramas do BNZ com excipientes, mostrando não haver a
formação de novos produtos de degradação quando da presença desses; As
análises espectrais por MS/MS sugeriram as possíveis estruturas dos produtos de
degradação do BNZ;
• O BNZ sofre fotólise direta.
2) O desenvolvimento do comprimido matricial revelou:
• As técnicas de IV, DSC e DTG indicam a formação das DS de BNZ com PVP;
• O perfil de dissolução em água ilustra que a formação da DS de BNZ com PVP
melhorou consideravelmente a solubilidade do fármaco, principalmente quendo o
polímero está na concentração de 25% em relação ao fármaco;
• As formulações obtidas LBI e LB2 foram aprovadas nos teste de controle de
qualidade físico-químicos. Ambas conseguem retardar a liberação do fármaco até
12h.
• A liberação do fármaco da matriz ocorre pelo mecanismo de erosão, tanto em LBI,
quanto em LBII;
• A formulação LBI com matriz de HPMC a 25% apresentou maior tendência em
manter constante a taxa de liberação do fármaco durante as 12h de liberação,sendo,
portanto, a formulação mais adequada para dar continuidade ao desenvolvimento da
nova apresentação do comprimido;
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
119
•
A formulação LBI conferiu maior fotoestabilidade ao fármaco, quando em
comparação a forma farmacêutica de liberação imediata disponível no mercado.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
120
PERSPECTIVAS
• Realizar estudo de correlação in vivo para avaliação da biodisponibilidade da nova
formulação;
• Realizar estudo de estabilidade acelerada e de longa duração;
• Transposição de escala para produção industrial do comprimido desenvolvido.
SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
121
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SANTOS, F. L. A. Desenvolvimento de Comprimido de Liberação Prolongada de Benznidazol.
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