Desenvolvimento de nanoemulsões para administração intravenosa da talidomida

Abstract

A talidomida é um composto racêmico derivado do ácido glutâmico. A talidomida é aprovada para o tratamento das manifestações agudas cutâneas de eritema nodoso hansênico ou prevenção de recorrências (tipo II), para o tratamento de úlceras aftosas, mieloma múltiplo e doenças crônico degenerativas (como a doença do enxerto contra hospedeiro e lúpus). Em várias dessas condições, a administração intravenosa da talidomida seria vantajosa, porém, a talidomida possui limitações que dificultam sua administração por essa via, tais como a baixa solubilidade em água e hidrólise dependente do pH. Neste contexto, nanoemulsões aparecem como uma alternativa farmacoténica passível de alcançar este propósito. Este estudo teve como objetivo desenvolver nanoemulsões destinadas à administração intravenosa de talidomida. Na primeira parte do estudo, foi desenvolvido e validado um método por cromatografia líquida de alta eficiência, a fim de determinar o conteúdo de fármaco e de monitorar sua estabilidade nas formulações desenvolvidas. O método mostrou-se específico, linear (r2 > 0,9998), preciso (R.S.D. < 1,33 %), exato (a recuperação variou de 99,6 a 100,3 %) e robusto. Na segunda parte, foram preparadas diferentes formulações utilizando o método de emulsificação espontânea. A formulação base para este estudo consistia de 10 % de óleo de rícino, 3% de lecitina de soja e 2,5% de agente isotonizante. Inicialmente otimizou-se a dose a ser incorporada de talidomida (0,1 - 0,5 mg/g). A partir da avaliação da aparência física, do tamanho de gotícula, do potencial zeta e do conteúdo de fármaco durante período de estocagem de 60 dias, conclui-se que a formulação que apresentou as melhores características foi a que continha 0,1 mg/g de talidomida. O emprego de maiores concentrações de talidomida resultou no aparecimento de precipitados cristalinos do fármaco após 7 dias de preparação. A etapa posterior consistiu em melhorar a estabilidade desta formulação com adição de tensoativo hidrofílico polissorbato 80, testado em concentrações de 0,5 a 4 %. Através desse estudo constatou-se que a concentração de 0,5 % de polissorbato 80 foi a única que promoveu aumento da estabilidade da formulação. Esta formulação manteve suas propriedades em todo o período de avaliação (60 dias), ou seja, tamanho de gota de cerca de 200 nm, teor em torno de 95 % e potencial zeta em torno de -30 mV. A microscopia eletrônica de transmissão revelou micelas quase esféricas, confirmando os resultados de diâmetro de gotícula obtidos por espectroscopia de correlação de fótons. O estudo de liberação in vitro, realizado por meio da técnica de diálise reversa, demonstrou que o perfil de liberação do fármaco a partir da nanoemulsão é melhor descrito pelo modelo de higuchi e é idêntico ao de uma solução deste em acetonitrila. Na terceira e última parte do trabalho, foi realizada a caracterização dos precipitados cristalinos encontrado nas formulações que continham 0,05 % (p/p) de talidomida por meio das técnicas de microscopia ótica, calorimetria exploratória diferencial, infravermelho e difração de raios-X. As amostras analisadas foram caracterizadas como o polimorfo alfa, diferentemente do polimorfo inicialmente utilizado para o preparo das formulações (beta). Verificou-se também que formulações preparadas com o polimorfo alfa resultaram igualmente na precipitação de cristais alfa, mas que a solubilidade da talidomida no núcleo oleoso não é afetada pelo tipo de polimorfo empregado.

Thalidomide is a racemic compound derived from glutamic acid. Thalidomide is approved for the management of acute cutaneous manifestations of erythema nodosum leprosum or prevention of recurrence (type II), for the treatment of aphthous ulcers, multiple myeloma and chronic degenerative diseases (such as chronic graft versus host and lupus). In many of these conditions the intravenous administration of thalidomide would prove advantageous, however, thalidomide limited solubility in water and hydrolysis pH dependent impair its administration by this route. In this context, nanoemulsions seem to be interesting formulations to achieve this purpose. This study aimed to develop nanoemulsions for the parenteral administration of thalidomide. In the first part of the study, a high performance liquid chromatographic method was developed and validated in order to determine thalidomide content as well as to monitor its stability in the developed formulations. The method proved specific, linear (r2 > 0.9998), precise (RSD <1.33 %), accurate (recovery varied from 99.8-100.3 %) and robust. In the second part, different formulations were prepared using the method of spontaneous emulsification. The initial formulation for this study consisted by castor oil (10 %, w/w), soybean lecithin (3 %, w/w) and osmotic agent (glycerol, 2.5 %, w/w). Firstly, the optimization of the thalidomide amount to be incorporated was performed (0.1-0.5 mg/g). From the results of physical appearance, droplet size, zeta potential and drug content during the 60 days of storage, it was concluded that the best formulation, that is, those which presented the best characteristics was that contained 0.1 mg/g of thalidomide. The higher content formulations resulted in drug precipitation after 7 days of nanoemulsion preparation. Afterward, we aimed to improve the stability of this formulation, and the addition of a hydrophilic surfactant (polysorbate 80) at concentrations of 0.5 to 4% was tested. By means of this study, we observed that the use of 0.5% polysorbate 80 improved the stability of the formulation. This formulation kept its properties throughout the evaluation period (60 days), that is, droplet size about 200 nm, drug content around 95 % and zeta potential around -30 mV. The transmission electron microscopy revealed almost spherical droplets, confirming the results of droplet diameter obtained by photons correlation spectroscopy. The in vitro release study, performed by revearse dialysis method, showed that the release profile of the drug from the nanoemulsions is best described by the higuchi model and is identical to that of a acetonitrile solution of thalidomide. The third and last parte of the work was the characterization of the crystalline precipitates found in the 0.05 % (w/w) thalidomide nanoemulsion by means of the techniques: optical microscopy, differential scanning calorimetry, infrared and X-ray diffraction. The analyzed samples were characterized as the alfa polymorph of thalidomide, differently from the polymorph originally used for nanoemulsions preparation (beta). It could also be observed that formulations prepared with the alfa polymorph lead to the precipitation of alfa crystals, and that the solubility of thalidomide in the oil phase is not affected by the type of polymorph employed.