Desenvolvimento de métodos alternativos ao uso de animais para avaliação do desempenho e eficácia de produtos farmacêuticos inovadores de aplicação oftálmica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Barbalho, Geisa Nascimento
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/49588
Resumo: Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, 2023.
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spelling Desenvolvimento de métodos alternativos ao uso de animais para avaliação do desempenho e eficácia de produtos farmacêuticos inovadores de aplicação oftálmicaÉtica em pesquisaMedicamentos oftálmicosMedicamentosMétodos de teste sem animais (Medicamentos)Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, 2023.Modelos animais in vivo ou tecidos oculares excisados em modelos in vitro são atualmente utilizados na pesquisa e desenvolvimento de medicamentos oftálmicos. No entanto, todos esses modelos apresentam limitações em simular condições fisiológicas naturais, seja pela falta de mecanismos de proteção dinâmica (como fluxo e drenagem lacrimal) ou pelas diferenças anatômicas em relação ao olho humano. O objetivo deste trabalho foi desenvolver modelos alternativos ex vivo e in vitro simulando as barreiras fisiológicas dinâmicas e físico-químicas a que estão submetidos os produtos farmacêuticos oftálmicos como forma de melhor avaliar seu desempenho. Para isso foram desenvolvidos dois modelos alternativos complementares: (i) o modelo ex vivo “dinâmico”, utilizando olho de porco inteiro e fluxo lacrimal simulado e (ii) o modelo “OphthalMimic”, completamente artificial para avaliação do desempenho de formulações. O primeiro modelo teve seu desenho otimizado de forma que no compartimento doador se atingisse um fluxo lacrimal simulado representativo da taxa de renovação fisiológica. Assim, para uma aplicação de 300 µL de formulação, considerou-se adequado um fluxo de fluido lacrimal simulado de 48 µL/min durante os primeiros 2 min + 33 µL/min por 13 min de experimento. O sistema foi desafiado pela análise de formulações de géis de poloxamer (PLX) com diferentes concentrações e diferentes propriedades mucoadesivas (adição de quitosana (CS) em diferentes proporções) contendo fluconazol 0,2%. Em uma segunda etapa foram avaliadas formulações inovadoras (lipossomas e nanoemulsão) utilizando curcumina 0,01%. O modelo dinâmico ex vivo desenvolvido foi capaz de diferenciar formulações que continham componente mucoadesivo (CS) em relação à quantidade de fármaco que penetrou a córnea (p<0,05). O segundo modelo foi projetado e suas peças produzidas por impressão 3D. O sistema foi composto por uma bomba peristáltica, entrada e saída de fluxo lacrimal simulado, uma área de cul-de-sac e uma pálpebra móvel projetada para se mover entre 0° e 50° para replicar o movimento de piscagem através de uma base reutilizável contendo uma membrana, polimérica ou de hidrogel, simulando a superfície corneana. Os resultados evidenciaram a capacidade das membranas desenvolvidas e do próprio modelo, o “Ophthalmimic” em diferenciar as formulações quanto a capacidade resistir aos mecanismos de drenagem ocular. O trabalho resultou, portanto, em dois modelos alternativos ao uso de animais promissores para avaliar o desempenho de produtos farmacêuticos tópicos oftálmicos. Além do potencial de redução do uso de animais em pesquisa, tais modelos representam novas ferramentas para a pesquisa e desenvolvimento de formulações farmacêuticas, na medida que são modelos de fácil implementação, baixo custo e alta reprodutibilidade.Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAPDF) e Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq); Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)In vivo animal models or ocular tissues excised in in vitro models are currently used in the research and development of ophthalmic drugs. However, all of these models have limitations in simulating natural physiological conditions, either due to the lack of dynamic protection mechanisms (such as tear flow and drainage) or due to anatomical differences in relation to the human eye. The objective of this work was to develop alternative ex vivo and in vitro models simulating the dynamic physiological and physicochemical barriers to which ophthalmic pharmaceutical products are subjected as a way of better evaluating their performance. For this, two complementary alternative models were developed: (i) the “dynamic” ex vivo model, using whole pig eye and simulated tear flow and (ii) the “OphthalMimic” model, completely artificial to evaluate the performance of formulations. The first model had its design optimized so that a simulated tear flow representative of the physiological renewal rate was achieved in the donor compartment. Thus, for an application of 300 µL of formulation, a simulated tear fluid flow of 48 µL/min during the first 2 min + 33 µL/min for 13 min of the experiment was considered adequate. The system was challenged by the analysis of poloxamer (PLX) gel formulations with different concentrations and different mucoadhesive properties (addition of chitosan (CS) in different proportions) containing 0.2% fluconazole. In a second stage, innovative formulations (liposomes and nanoemulsion) using 0.01% curcumin were evaluated. The ex vivo dynamic model developed was able to differentiate formulations that contained a mucoadhesive component (CS) in relation to the amount of drug that penetrated the cornea (p<0.05). The second model was designed and its parts were produced by 3D printing. The system was comprised of a peristaltic pump, simulated tear flow inlet and outlet, a cul de-sac area and a movable eyelid designed to move between 0° and 50° to replicate the blinking movement via a reusable base. containing a polymeric or hydrogel membrane, simulating the corneal surface. The results highlighted the ability of the developed membranes and the model itself, the “Ophthalmimic”, to differentiate formulations in terms of their ability to resist ocular drainage mechanisms. The work has therefore resulted in two promising alternative animal models for evaluating the performance of ophthalmic topical pharmaceuticals. In addition to the potential to reduce the use of animals in research, such models represent new tools for the research and development of pharmaceutical formulations, as they are models that are easy to implement, low cost and highly reproducible.Faculdade de Ciências da Saúde (FS)Departamento de Farmácia (FS FAR)Programa de Pós-Graduação em Ciências FarmacêuticasGratieri, TaisBarbalho, Geisa Nascimento2024-08-06T18:30:15Z2024-08-06T18:30:15Z2024-08-062023-10-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfBARBALHO, Geisa Nascimento. Desenvolvimento de métodos alternativos ao uso de animais para avaliação do desempenho e eficácia de produtos farmacêuticos inovadores de aplicação oftálmica. 2023. 135 f., il. Tese (Doutorado em Ciências Farmacêuticas) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/49588porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-08-09T17:32:59Zoai:repositorio.unb.br:10482/49588Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-08-09T17:32:59Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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