Hidrogéis de amido de cará branco (D. altíssima Lam.) e galactomanana como veículo carreador de nanopartículas poliméricas

Abstract

Nas últimas décadas, as infecções fúngicas têm apresentado um risco significativo para a humanidade, dentre essas, as mais preocupantes estão a candidose, a aspergilose e a criptococose. As candidíases, causadas por diferentes espécies do gênero Candida, podem variar de leves a potencialmente fatais, em particular, Candida albicans é um fungo oportunista que habita em humanos, podendo causar infecções sistêmicas e mucocutâneas graves. Neste sentido, combater as infecções fúngicas, faz-se necessário não apenas no que diz respeito aos fármacos, mas também seus veículos carreadores para efetividade no combate às espécies. Este estudo teve por objetivo desenvolver hidrogéis à base de amido de cará-branco (Dioscorea altíssima Lam.) e galactomanana como veículo carreador de nanopartículas poliméricas contendo fluconazol. O amido de cará branco foi purificado e caracterizado a fim de avaliar sua estabilidade térmica, retrogradação e temperatura de gelatinização, importantes para a formação de hidrogéis. A incorporação do Fluconazol nas nanopartículas de maltoheptaose-bloco-poliestireno e nos géis de amido de cará-branco e goma de galactomanana foi eficiente, com alto percentual de fármaco encapsulado, evidenciando a capacidade dos géis de atuar como agentes carreadores. As medidas reológicas indicaram que a goma adicionada ao gel de amido atua como espessante, retardando a retrogradação e melhorando a estrutura, viscosidade e propriedades viscoelásticas. Os géis apresentaram diferenças expressivas entre aqueles com e sem liofilização-reidratação. A liberação controlada do Fluconazol foi do tipo pseudo-Fickiana, de acordo com o modelo de Korsmeyer-Peppas, onde as micelas poliméricas de maltoheptaose-bloco-poliestireno contendo fluconazol foram promissoras para liberação de fármacos, assim como os hidrogéis que podem ser processados para liberação rápida ou lenta. Na avaliação antioxidante, as amostras mostraram atividade moderada frente aos radicais ácido 2,2’-azino-bis(3-etilbenzotiazolina-6-sulfónico), 2,2-difenil-1-picril-hidrazil e complexo férrico-tripiridil triazina, com maior capacidade de neutralização no teste com 2,2-difenil-1-picril-hidrazil. Com os dados obtidos na avaliação antifúngica, todas as amostras contendo Fluconazol apresentaram eficácia contra Candida albicans, destacando maltoheptaose-bloco-poliestireno contendo fluconazol e Gel-lio com maltoheptaose-bloco-poliestireno contendo fluconazol (gel processado por liofilização-reidratação), com mais ação antifúngica. Diante disso, este estudo reforça a importância do desenvolvimento de novos sistemas de entrega de fármacos que podem oferecer tratamentos mais eficazes para infecções fúngicas, contribuindo para o avanço das tecnologias aplicadas à medicina.

In recent decades, fungal infections have posed a significant risk to humanity, with candidiasis, aspergillosis, and cryptococcosis being the most concerning. Candidiasis, caused by various species of the genus Candida, can range from mild to potentially fatal infections. Notably, Candida albicans is an opportunistic fungus that inhabits humans and can cause severe systemic and mucocutaneous infections. In this context, combating fungal infections requires not only effective drugs but also suitable carrier systems to enhance their efficacy against fungal species. This study aimed to develop hydrogels based on white yam (D. altissima Lam.) starch and galactomannan as carrier vehicles for polymeric nanoparticles containing fluconazole. The white yam starch was purified and characterized to assess its thermal stability, retrogradation, and gelatinization temperature, which are crucial for hydrogel formation. The incorporation of fluconazole into MH-b-PS nanoparticles and CB/GAL gels was efficient, with a high drug encapsulation rate, demonstrating the ability of the gels to function as carrier agents. Rheological measurements indicated that the gum added to the starch gel acted as a thickening agent, delaying retrogradation and improving structure, viscosity, and viscoelastic properties. The gels exhibited significant differences between those subjected to freeze-drying and rehydration and those that were not. Fluconazole release followed a pseudo-Fickian mechanism, according to the Korsmeyer-Peppas model, with MH-b-PS@Fluco polymeric micelles showing promise for drug delivery, along with hydrogels that can be processed for either rapid or sustained release. In the antioxidant evaluation, the samples demonstrated moderate activity against ABTS, DPPH, and FRAP radicals, with the highest neutralization capacity observed in the DPPH assay. Based on the antifungal assessment, all fluconazole-containing samples exhibited efficacy against C. albicans, with MH-b-PS@Fluco and Gel-lio MH-b-PS@Fluco (gel processed via freeze-drying and rehydration) showing the highest antifungal activity. Therefore, this study highlights the importance of developing novel drug delivery systems that can provide more effective treatments for fungal infections, contributing to advancements in medical technology.