Suplementação inovadora : desenvolvimento de pellets para liberação modificada de micronutrientes para saúde óssea

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: SANTOS, Widson Michael dos
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
dARK ID: ark:/64986/0013000003zxq
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/55485
Resumo: Os suplementos de cálcio (Ca) apresentam limitações relacionadas à segurança e eficácia. As formulações convencionais liberam uma alta dose desse mineral nos fluidos gástricos, que não é completamente absorvida e induz efeitos adversos gastrintestinais. Além disso, a longo prazo, efeitos renais (pedras nos rins) e cardiovasculares (doença coronariana e infarto do miocárdio) podem ocorrer em populações vulneráveis. Nesse cenário, estratégias para contornar essas limitações são fundamentais. Por exemplo, é comprovado que a associação de Ca à vitamina D (Vit.D), vitamina K (Vit.K) e magnésio (Mg) aumenta a eficácia terapêutica e auxilia na redução dos efeitos adversos supracitados. Ainda, a incorporação desses micronutrientes em sistemas de liberação modificada pode ser uma estratégia eficiente para reduzir os efeitos deletérios desencadeados pela sobrecarga de Ca. Portanto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um suplemento alimentar para a saúde óssea à base de pellets de liberação prolongada de minerais (Ca e Mg) e pellets de liberação imediata de vitaminas (Vit.D e Vit.K). Inicialmente, foi conduzido um estudo de compatibilidade para investigar possíveis interações entre os componentes da formulação. Em sequência, dois planejamentos experimentais foram conduzidos para avaliar as condições de produção dos pellets por extrusão-esferonização. As características físicas dos pellets, como granulometria, morfologia e propriedades de fluxo foram avaliadas como variáveis de resposta. Com as condições de produção definidas, a formulação de pellets contendo os minerais foi revestida em leito fluidizado. Três dispersões de revestimento foram testadas: F1 – etilcelulose (EC); F2 – EC + hidroxipropilmetilcelulose (HPMC; agente formador de poros); e F3 – EC + HPMC + ácido oleico (plastificante). Nessas formulações, a liberação de Ca foi avaliada in vitro em meio gástrico simulado. Os resultados do estudo de compatibilidade não apontaram sinais definitivos de interações IFA-IFA ou IFA- excipiente nas amostras testadas. Entretanto, análises complementares são necessárias para confirmar possíveis interações entre os IFAs de Vit.D3 e Fosf.Ca, e entre a Vit.D3 e os excipientes lactose e polivinilpirrolidona. A partir dos planejamentos experimentais, foi possível definir as condições de extrusão-esferonização para a produção de pellets com características físicas adequadas. Para os pellets minerais, os parâmetros selecionados foram: 119,3 mL de líquido de molhagem/100 g de pós e esferonização a 800 rpm/40 s. Para os pellets contendo as vitaminas, o processamento a 800 rpm/60 s foi o mais adequado para os pellets produzidos com 93,85 mL de líquido molhagem/100 g de pós. Os ensaios de liberação demonstraram a eficiência dos revestimentos poliméricos para modular a liberação de Ca. Os pellets revestidos com a dispersão F1 apresentaram uma liberação muito lenta (~30% em 24 hrs). Em contrapartida, o revestimento com as dispersões F2 e F3 promoveu a liberação prolongada, porém entregando ~80% da dose de Ca após 12 horas. Os pellets não-revestidos, como esperado, exibiram liberação imediata (100% em 45 min). Os modelos matemáticos apontaram um transporte anômalo nos pellets revestidos (F2 e F3), onde os processos de difusão e relaxamento das cadeias poliméricas contribuíram para a liberação de Ca. Os resultados deste estudo mostraram-se promissores para a obtenção de um suplemento alimentar de liberação modificada, que poderá constituir uma alternativa terapêutica com maior eficácia e segurança em relação às formulações convencionais. Ensaios de performance, incluindo a liberação in vitro, ainda não necessários para a formulação de pellets contendo as vitaminas lipossolúveis.
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Por exemplo, é comprovado que a associação de Ca à vitamina D (Vit.D), vitamina K (Vit.K) e magnésio (Mg) aumenta a eficácia terapêutica e auxilia na redução dos efeitos adversos supracitados. Ainda, a incorporação desses micronutrientes em sistemas de liberação modificada pode ser uma estratégia eficiente para reduzir os efeitos deletérios desencadeados pela sobrecarga de Ca. Portanto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um suplemento alimentar para a saúde óssea à base de pellets de liberação prolongada de minerais (Ca e Mg) e pellets de liberação imediata de vitaminas (Vit.D e Vit.K). Inicialmente, foi conduzido um estudo de compatibilidade para investigar possíveis interações entre os componentes da formulação. Em sequência, dois planejamentos experimentais foram conduzidos para avaliar as condições de produção dos pellets por extrusão-esferonização. 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In this context, strategies to overcome these limitations are essential. For example, it is proven that the association of Ca with vitamin D (Vit.D), vitamin K (Vit.K) and magnesium (Mg) increases therapeutic efficacy and helps to reduce the aforementioned adverse effects. Furthermore, the incorporation of these micronutrients in modified release systems can be an efficient strategy to reduce the harmful effects triggered by Ca overload. Therefore, the objective of this work was to develop a food supplement for bone health based on prolonged release pellets of minerals (Ca and Mg) and immediate release vitamin pellets (Vit.D and Vit.K). At first, a compatibility study was conducted to investigate possible interactions between the components of the formulation. In sequence, two experimental plans were carried out to evaluate the production conditions of the pellets by extrusion- spheronization. The physical characteristics of the pellets, such as granulometry, morphology and flow properties were evaluated as response variables. With the defined production conditions, the formulation of pellets containing the minerals was coated in a fluidized bed. Three coating dispersions were tested: F1 – ethylcellulose (EC); F2 – EC + hydroxypropylmethylcellulose (HPMC; pore-forming agent); and F3 – EC + HPMC + oleic acid (plasticizer). In these formulations, Ca release was evaluated in vitro in simulated gastric medium. The results of the compatibility study did not show definitive signs of API-IFA or API-excipient interactions in the tested samples. However, further analyzes are needed to confirm possible interactions between the APIs of Vit.D3 and Phosph.Ca, and between Vit.D3 and the excipients lactose and polyvinylpyrrolidone. From the experimental plans, it was possible to define the extrusion-spheronization conditions for the production of pellets with adequate physical characteristics. For the mineral pellets, the selected parameters were: 119.3 mL of wetting liquid/100 g of powders and spheronization at 800 rpm/40 s. For pellets containing vitamins, processing at 800 rpm/60 s was the most suitable for pellets produced with 93.85 mL of wetting liquid/100 g of powders. Release tests demonstrated the efficiency of polymeric coatings to modulate Ca release. Pellets coated with the F1 dispersion showed a very slow release (~30% in 24 h). In contrast, the coating with F2 and F3 dispersions promoted sustained release, but delivered ~80% of the Ca dose after 12 hours. The uncoated pellets, as expected, exhibited immediate release (100% in 45 min). Mathematical models showed anomalous transport in the coated pellets (F2 and F3), where the diffusion and relaxation processes of the polymeric chains contributed to the release of Ca. The results of this study were promising for obtaining a modified-release food supplement, which could constitute a therapeutic alternative with greater efficacy and safety compared to conventional formulations. Performance tests, including in vitro release, are not yet necessary for the formulation of pellets containing fat-soluble vitamins.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Inovacao TerapeuticaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessDesenvolvimento farmacotécnicoLiberação prolongadaPellets revestidosExtrusão-esferonizaçãoLeito fluidizadoSuplementação inovadora : desenvolvimento de pellets para liberação modificada de micronutrientes para saúde ósseainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALTESE Widson Michael dos Santos.pdfTESE Widson Michael dos Santos.pdfapplication/pdf8387080https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/55485/1/TESE%20Widson%20Michael%20dos%20Santos.pdf905e0b396274e9986c6e9c69bbb373ebMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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