BRPI0705072B1

BRPI0705072B1 - grânulos mucoadesivos contendo nano e/ou microesferas de quitosana e processo de obtenção de grânulos mucoadesivos

Info

Publication number: BRPI0705072B1
Application number: BRPI0705072-0A
Authority: BR
Inventors: Maria Helena Andrade Santana; Classius Ferreira Da Silva; Fernanda Martins
Original assignee: Universidade Estadual De Campinas - Unicamp
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2021-03-02
Also published as: BRPI0705072B8; WO2008131506A1; BRPI0705072A2

Abstract

GRÂNULOS MUCOADESIVOS CONTENDO NANO E/OU MICROESFERAS DE QUITOSANA E PROCESSO DE OBTENÇÃO DE GRÂNULOS MUCOADESIVOS. Esta invenção, apresenta um produto, grânulos heterogêneos funcionais contendo um excipiente de granulação e micro e/ou nanopartículas de quitosana encapsulando um composto ativo sensível ao pH, e o seu processo de produção. Estes grânulos incorporam compostos ativos em nano e/ou microparticulas de quitosana, os quais possuem propriedades de mucoadesão e liberação sustentada do composto ativo incorporado. Essas propriedades potencializam maior eficiência de ação in vivo de fármacos ou ativos veiculados quando administrados através de mucosas, redução de efeitos colaterais, preservação da atividade de compostos ativos lábeis e redução da concentração e frequência de doses. O processo de produção pode ser operado em regime semi-contínuo ou descontínuo, em condições estéreis, e permite ser escalonado para aplicação no setor industrial. Inicialmente, o composto ativo é encapsulado em micro ou nanopartículas de quitosana, em dispersão aquosa. Em seguida, as partículas são separadas por centrifugação, e removido o meio aquoso. As partículas úmidas são secas e os excipientes para granulação são adicionados à massa úmida que é submetida ao processo de granulação por extrusão-esferonização.

Description

A presente invenção se refere ao produto funcional bem como ao processo de obtenção de grânulos mucoadesivos compostos de nano e/ou microesferas de quitosana associados a um excipiente de granulação. Esses grânulos representam um dispositivo funcional, economicamente viável e mais eficaz para a administração de fármacos e nutracêuticos.

Descrição do estado da técnica

Nano e microesferas poliméricas têm sido aplicadas com sucesso para a incorporação e/ou encapsulação de compostos ativos de naturezas diversas, tais como aromas, enzimas, produtos cosméticos e fármacos, dentre outros. A encapsulação protege os ativos, contornando as limitações de estabilidade físico-química e/ou biológica. Alguns ativos quando expostos ao oxigênio do ar, à luz, ao calor ou à ação de meios biológicos, estão sujeitos à oxidação e/ou decomposição ou desnaturação, perdendo sua atividade. Portanto, para que seja possível a comercialização e utilização segura desses produtos, é necessária a sua proteção. Adicionalmente, pode-se também produzir a liberação controlada do composto ativo incorporado/encapsulado em diversos meios, incluindo o meio biológico, no qual em muitos casos também ocorre diminuição da toxicidade e maior eficiência de ação em comparação às formas livres. A incorporação refere-se à dispersão do composto ativo em toda a matriz polimérica das microesferas (interior e superfície) e a encapsulação ao seu confinamento somente no interior da estrutura.

A aderência de moléculas a um tecido biológico, é uma definição simples de bioadesão. A ligação adesiva em geral ocorre na camada de células epiteliais, na camada contínua de muco ou em ambas. O termo mucoadesão é usado quando a adesão envolve especificamente a camada de muco. A biodesão é um fenômeno complexo, e em nível molecular envolve várias propriedades físico-químicas tais como forças eletrostáticas, interações hidrofóbicas, ligações de hidrogênio e interações de van der Waals. Em hidrogéis adicionam-se ainda as forças de interpenetração e entrelaçamento das cadeias poliméricas.

Polímeros bioadesivos pertencem às classes dos hidrofílicos, hidrogéis e termoplásticos, que podem ser sintéticos ou naturais. Vários polímeros biocompatíveis usados em formulações bioadesivas incluem os derivados de celulose, etilenoglicol e seus co-polímeros como o oxietileno, álcool polivinílico, acetato de polivinila e ésteres do ácido hialurônico. Dentre os polímeros biodegradáveis estão os ácidos poliláticos, poliglicólicos, polilático-glicólicos, policaprolactonas, poliortoésteres, polifosfoésteres e polianidridos. A bioadesão pode ser não específica ou específica. Dentre os principais representantes da bioadesão não específica estão o policarbofil (poliácido acrílico reticulado com divinil glicol), carbopol/carbômeros (ácido poliacrílico reticulado com alquil sacarose ou alil pentaeritritol) e as quitosanas (co-polimeros da glicosamina e N- acetilglicosamina). Glicosaminas complexas como as lectinas constituem os principais representantes dos polímeros bioadesivos específicos.

A quitosana é um polímero natural com propriedades mucoadesivas. Nesse caso, a atração eletrostática entre a quitosana carregada positivamente e a mucina carregada negativamente, ambas em pH fisiológico, é a principal responsável pela mucoadesão. Quitosana é o nome usado para a forma desacetilada da quitina, a qual é composta primariamente de glicosamina e 2-amido-2-deoxi- β-D-glicose. A quitina é um glicano com ligações β (1-4), composto de 2-acetamino-2- deoxi- β-D-glicose. A massa molar da quitina varia de 1,03 x 106 a 2,5 x 106 Da, porém a quitosana após a desacetilação apresenta massa molar média de 1,0 x 105a 5,0 x 106 Da.

Polímeros mucoadesivos têm sido usados individualmente ou em mistura com substâncias de diversas naturezas como outros polímeros, lipídios, estabilizantes, polissacarídeos etc., em formulações de sistemas para liberação controlada de compostos ativos. Nas aplicações in vivo através de mucosas, o sucesso desses sistemas de liberação controlada é limitado pelo seu tempo de residência no local de absorção. Os polímeros mucoadesivos têm sido estudados como estratégia para prolongar o tempo de permanência desses sistemas na superfície das mucosas. Assim, os sistemas de liberação controlada contendo polímeros mucoadesivos apresentam as vantagens de aumentarem a biodisponibilidade dos ativos e reduzirem as suas doses e/ou freqüências de administração.

Os sistemas de liberação controlada de ativos mais usados são as nano e/ou microesferas, nas formas sólidas ou em dispersões líquidas, e os grânulos sólidos. Nas 3/27 nano/microesferas, o composto ativo encontra-se disperso em toda a matriz polimérica. As nano/microcápsulas, representam um caso particular das nano/microesferas, nas quais o ativo encontra-se confinado em um núcleo o qual é recoberto pela matriz polimérica. Os grânulos contêm o ativo disperso em toda a sua matriz polimérica, e diferem das nano/microesferas pelas suas dimensões e formas geométricas. Os grânulos, esféricos ou cilíndricos têm dimensões da ordem de milímetros (10 -3 m) enquanto as nano/microesferas possuem diâmetros na faixa de nanômetros (10 -9 m) ou micrômetros (10 -6m).

Grânulos convencionais (matriz homogênea ou mistura homogênea), produzidos a partir de vários polímeros e excipientes têm sido aplicados na indústria farmacêutica e alimentícia desde a segunda metade do século XX. Na indústria farmacêutica em particular, os grânulos têm sido muito úteis para o fracionamento de doses administradas a crianças e idosos e nos casos em que a apresentação convencional do fármaco na forma de comprimidos é de difícil ingestão. Adicionalmente, os grânulos são formas mais atrativas de apresentação de fármacos, facilitando a adesão dos pacientes à terapia.

A partir da década de 1990 até os dias atuais, a quitosana tem sido usada como matéria-prima na produção de micropartículas para a encapsulação de fármacos e ativos para as diversas áreas tais como a farmacêutica, cosmética, alimentícia, veterinária etc. Entre os documentos que descrevem fármacos encapsulados em nano ou micropartículas de quitosana para várias finalidades terapêuticas, pode-se citar : (MITRA, S., GAUR, U., GHOSH, P. C., MAITRA, A. N., Journal of Controlled Release, v.74, p.317-323, 2001); (CHANDY, T., DAS, G. S., RAO, G. H. R., Journal of Microencapsulation, v.17, n.5, p.625638, 2000); e (CUI, Z., MUMPER, R. J., Journal of Controlled Release, v.75, p.409-419, 2001).

Partículas de quitosana podem ser obtidas por várias técnicas, dentre as quais a secagem por atomização, coacervação, gelificação ionotrópica, etc. Entre os documentos que descrevem a obtenção de partículas de quitosana utilizando algumas dessas técnicas, pode-se citar as patentes US4285819, US4647536 e US5489401.

A produção de grânulos gastroresistentes para a proteção de compostos ativos sensíveis ao pH estomacal tem sido descrita em estudos recentes na forma de patentes.

Entre os documentos que descrevem processos de produção de grânulos contendo quitosana pode-se citar as patentes US6413749, US4533557 e US5474989.

O processo de produção de grânulos homogêneos gastrorresistentes, contendo elevada quantidade de fármaco, é apresentado nos documentos US2001051188 e US2001005716. Nestes documentos, os grânulos são compostos basicamente de três substâncias: o fármaco sensível ao pH (80 a 100% em massa), o agente desintegrante (cerca de 0 a 10% em massa) e o agente ligante (0 a 10% em massa). Para a obtenção dos grânulos, estes compostos são misturados, extrudados e esferonizados. Os grânulos obtidos podem ser submetidos ou não a um processo de revestimento com um polímero gastrorresistente.

O processo de produção de grânulos de liberação controlada de estavudina, um fármaco anti-HIV, é descrito no documento US2002002147. A hidrólise da estavudina é um dos maiores problemas na obtenção de formas farmacêuticas de liberação controlada, uma vez que a maioria dos processos de granulação e encapsulação podem envolver a água em uma das etapas. Neste sentido, o processo utiliza o estearato de magnésio para dar estabilidade à estavudina durante o processo de granulação onde água é adicionada para obtenção de uma massa úmida. Trata-se de um processo semelhante ao de outros trabalhos mencionados anteriormente. Após a extrusão e esferonização os grânulos podem ser submetidos ao revestimento com polímero gastrorresistentes.

Como visto, os trabalhos desenvolvidos compreendem a produção de nano e micropartículas de quitosana ou grânulos compostos de mistura homogênea de ingredientes que veiculam os compostos ativos. Nestes trabalhos, as misturas homogêneas que contém o composto ativo são responsáveis pela sua proteção bem como pela sua liberação controlada na região alvo. Os trabalhos descritos, no entanto, deixam a desejar quando princípios ativos sensíveis ao pH e /ou que necessitam de uma liberação mais prolongada na região alvo, são utilizados. Alguns desses compostos ativos possuem alto valor agregado e, portanto, técnicas de proteção da atividade dos mesmos bem como técnicas que permitam um maior controle na liberação se tornam necessárias.

Objetivos da invenção

A referida invenção tem como objetivo a obtenção de grânulos mucoadesivos que fornecem uma maior proteção ao composto ativo bem como um maior controle naliberação prolongada do mesmo quando comparados aos grânulos até então conhecidos e utilizados na administração de fármacos e nutracêuticos.

Breve Descrição da Invenção:

A presente invenção descreve uma composição de grânulos mucoadesivos compreendendo nano e/ou microesferas de quitosana associados a um excipiente de granulação bem como um processo de produção desses grânulos. O grânulo mucoadesivo a que se refere essa invenção compreende: (a) um composto ativo incorporado em micro e/ou nanopartículas de quitosana e (b) um excipiente de granulação. A invenção também se refere a composições farmacêuticas que compreendam, em sua formulação, os respectivos grânulos mucoadesivos descritos. A invenção se refere, ainda, a um processo para a obtenção dos grânulos mucoadesivos compreendendo as seguintes etapas: a)preparar uma solução A contendo quitosana; b)preparar uma solução B contendo um composto ativo; c)obter uma mistura primária compreendendo micro e/ou nanopartículas de quitosana incorporadas com o composto ativo; d)misturar as micro e/ou nanopartículas de quitosana incorporadas com o composto ativo, com um excipiente de granulação formando uma mistura secundária; e e)obter o grânulo mucoadesivo a partir da mistura secundária.

A invenção em questão também se refere a processos de obtenção de grânulos mucoadesivos que incluam o processo de obtenção de grânulo mucoadesivo descrito nesta invenção. A invenção se refere, ainda, a grânulos mucoadesivos obtidos de acordo com o processo descrito na invenção, bem como a composições farmacêuticas contendo grânulos mucoadesivos obtidos de acordo com o processo descrito na invenção.

Breve Descrição das Figuras

A seguir faz-se referência às Figuras que acompanham este relatório descritivo, para melhor entendimento e ilustração do mesmo, onde se vê:

A Figura 1 mostra um fluxograma do processo de produção por extrusão e esferonização, dos grânulos heterogêneos contendo nano e/ou microesferas.

A Figura 2 mostra um histograma da distribuição de diâmetros das microesferas obtido a partir da imagem de microscopia óptica quando da encapsulação do fármaco didanosina (ddI) e reticulação das microesferas com tripolifosfato (TPP). (Condições do experimento: 25,00 mg de ddI/mL / 2,00 % de Quitosana / 10,00 % de TPP).

A Figura 3 mostra uma micrografia obtida através de microscopia óptica das partículas de quitosana reticuladas com tripolifosfato (TPP) e contendo o fármaco didanosina (ddI). (aumento: 100 vezes): Condições do Experimento: 25,00 mg de ddI/mL / 2,00 % de Quitosana / 10,00 % de TPP.

A Figura 4 mostra os perfis de liberação do fármaco didanosina a partir de microesferas de quitosana preparadas com duas diferentes concentrações iniciais de didanosina (25,00 e 39,00 mg de ddI/mL).

A Figura 5 mostra os perfis de liberação da didanosina a partir de: (a) grânulos cilíndricos da mistura física, (b) grânulos esféricos contendo microesferas e 4,8 % de quitosana como excipiente (c) grânulos esféricos contendo microesferas sem excipientes. A Figura também mostra a comparação entre valores experimentais e ajustados através de modelo matemático de difusão através de sólidos porosos.

A Figura 6 mostra uma micrografia, obtida por microscopia eletrônica de varredura, dos grânulos esféricos e heterogêneos contendo microesferas de quitosana encapsulando o fármaco didanosina.

A Figura 7 mostra fotografias digitais de (a) grânulos esféricos com 4,8 % de quitosana (b) grânulos esféricos sem excipientes; (c) grânulos cilíndricos de VIDEX®EC (grânulos comerciais com matriz polimérica homogênea e revestimento entérico que veiculam o fármaco didanosina).

A Figura 8 mostra as isotermas de adsorção da mucina obtidas para caracterização in vitro da mucoadesão de: (a) microesferas liofilizadas (b) grânulos esféricos contendo microesferas e quitosana como excipiente (c) grânulos esféricos contendo microesferas preparados sem excipientes.

A Figura 9 mostra o esquema do intestino invertido (1) incubado em meio oxigenado TC-199 (2), usado para caracterização ex vivo da mucoadesão dos grânulos contendo microesferas e quitosana como excipiente e comparação com outras formas farmacêuticas.

A Figura 10 mostra a permeação do fármaco didanosina através da membrana duodenal quando veiculado em comprimidos triturados de didanosina (a) em comparação com outras formas farmacêuticas: grânulos contendo microesferas e sem excipiente (b) e grânulos contendo microesferas e quitosana como excipiente (c). (* ^ p < 0,05; ** ^ p < 0,10; *** ^ p < 0,01).

A Figura 11 mostra permeação da didanosina através da membrana do jejuno quando veiculada em comprimidos triturados de didanosina (a) em comparação com outras formas farmacêuticas: grânulos contendo microesferas e sem excipiente (b) e grânulos contendo microesferas e quitosana como excipiente (c). (*^ p < 0,05).

A Figura 12 mostra a permeação da didanosina através da membrana do íleo quando veiculada em comprimidos triturados de didanosina (a) em comparação com outras formas farmacêuticas: grânulos contendo microesferas e sem excipiente (b) e grânulos contendo microesferas e quitosana como excipiente (c).

A Figura 13 mostra a liberação da didanosina no meio TC-199 (com glicose) contendo a porção do duodeno quando veiculada em comprimidos triturados de didanosina (a) em comparação com outras formas farmacêuticas: grânulos contendo microesferas e sem excipiente (b) e grânulos contendo microesferas e quitosana como excipiente (c). (* ^ p < 0,05; ** ^ p < 0,01; *** ^ p < 0,10).

A Figura 14 mostra a liberação da didanosina no meio TC-199 (com glicose) contendo a porção do jejuno quando veiculada em comprimidos triturados de didanosina (a) em comparação com outras formas farmacêuticas: grânulos contendo microesferas e sem excipiente (b) e grânulos contendo microesferas e quitosana como excipiente (c). (* ^ p < 0,05; ** ^ p < 0,01).

A Figura 15 mostra a liberação da didanosina no meio TC-199 (com glicose) contendo a porção do íleo quando veiculada em comprimidos triturados de didanosina (a) em comparação com outras formas farmacêuticas: grânulos contendo microesferas e sem excipiente (b) e grânulos contendo microesferas e quitosana como excipiente (c). (* ^ p < 0,05; ** ^ p < 0,01).

Descrição Detalhada da Invenção

A presente invenção se refere ao produto funcional bem como ao processo de obtenção de grânulos mucoadesivos compostos de nano e/ou microesferas de quitosana. associados a um excipiente de granulação. Esses grânulos representam um dispositivo funcional, economicamente viável e mais eficaz para a administração de fármacos e nutracêuticos. quando comparada com formulações contendo microesferas ou grânulos homogêneos (com mistura física de seus compostos), ambos usados isoladamente. Os grânulos mucoadesivos descritos nesta invenção podem ser utilizados para incorporação/encapsulação de ativos de diversas naturezas, hidrofílicos, hidrofóbicos ou anfifílicos, carregados ou neutros, tóxicos ou susceptíveis à degradação pela ação da temperatura, do pH, do oxigênio e da luz. Inicialmente o ativo é incorporado em nano e/ou microesferas de quitosana, as quais podem ser reticuladas por agentes e métodos convencionais. A formulação dessas microesferas, envolvendo massa molar da quitosana, proporção entre as concentrações de quitosana e agente de reticulação, assim como associação com outros biopolímeros, são responsáveis pela modulação da capacidade de incorporação/encapsulação e liberação do ativo, preservando as propriedades físico-químicas dos ativos, reduzindo a sua toxicidade e aumentando a sua eficiência de ação em relação à forma livre dos ativos ou mistura homogênea com excipientes. A quitosana confere propriedades mucoadesivas às microesferas e grânulos produzidos, proporcionando, através da interação com o muco, maior tempo de residência da formulação na superfície de mucosas em relação a outros biopolímeros. A mucoadesão se deve principalmente à carga positiva da quitosana, que promove a interação eletrostática com o muco que é carregado negativamente. A utilização da quitosana na forma de nano e/ou microesferas aumenta a mucoadesão em relação ao polímero livre, pela maior área superficial disponível para a interação com o muco. Adicionalmente, se essas nano e/ou microesferas são associadas em grânulos que utilizam a própria quitosana ou outro excipiente de granulação, a sua capacidade de mucoadesão é aumentada, por contemplar tanto as propriedades de mucoadesão do polímero livre quanto na forma de nano e/ou microesferas, produzindo maior área superficial para a mucoadesão. Em conseqüência das propriedades acima descritas, esses grânulos realizam conjuntamente as funções de maior mucoadesão e liberação controlada, aumentando e prolongando a absorção de ativos. A quitosana é um polímero 9/27 natural, cujo uso em dietas alimentares é bem difundido, assegurando, portanto, biocompatibilidade mesmo na sua forma livre para uso oral e através da cavidade bucal. Outras vias de administração mucosais como a nasal, vaginal e ocular exigem controles da dose e concentração do polímero, o que pode ser obtido através das formulações das nano e/ou microesferas. Essas microesferas juntamente com excipientes são usadas na produção de grânulos através de extrusão e esferonização. O processo de produção desses grânulos funcionais é simples, esterilizável, escalonável e não utiliza solventes orgânicos. Pode operar de modo descontínuo ou semi-contínuo. Os grânulos produzidos podem também ser revestidos com polímeros gastrorresistentes, de modo a protegerem e manterem a atividade de ativos sensíveis ao pH, quando usados na administração por via oral.

Observando os problemas presentes no estado da técnica, os grânulos mucoadesivos descritos nesta invenção (grânulos heterogêneos) compostos de nano e/ou microesferas de quitosana e um excipiente de granulação, são capazes de incorporação e liberação controlada de ativos e apresentam diversas vantagens, tais como: incorporação/encapsulação de ativos de diversas naturezas; modulação e controle da encapsulação e liberação controlada de ativos; mucoadesão superior aos grânulos homogêneos e nano ou micropartículas usadas isoladamente; biocompatibilidade do produto; preservação da contaminação do produto com solventes orgânicos assim como o meio ambiente por utilização de meios aquosos na sua produção; facilidades de operação, controle e escalonamento do processo de produção; permitem o recobrimento com outros polímeros de modo a atender os requisitos da via de administração e preservação das propriedades do composto ativo.

Não há menção de desenvolvimento de grânulos compostos de domínios heterogêneos compostos por nano e/ou microesferas e um excipiente de granulação. As microesferas ou nanoesferas conferem proteção e controle da liberação sustentada do composto ativo, o que é muito desejável e não é observado nos grânulos hoje existentes. Além disto, por apresentarem quitosana em sua formulação, os grânulos produzidos nesta invenção apresentam propriedades mucoadesivas, ausente nas formulações descritas na literatura. Ressalta-se, para fins de esclarecimentos, que a literatura usual não faz distinção, em termos de nomenclatura, entre micropartículas e grânulos homogêneos de polímeros, cujas dimensões são muito superiores ao micrômetro (10-6 m). Portanto, tais grânulos são chamados de micropartículas, embora sejam constituídos apenas de uma mistura física do polímero com o fármaco e outros excipientes, que é devidamente umedecida, extrudada e esferonizada.

Neste contexto, a presente invenção descreve grânulos heterogêneos funcionais contendo microesferas de quitosana, os quais além de terem propriedades de mucoadesão mais intensas que os grânulos homogêneos também possuem essas propriedades moduladas tanto pela composição das microesferas quanto pela composição da quitosana livre ou outro excipiente de granulação usado na constituição dos grânulos. Adicionalmente, a presença das microesferas dota os grânulos de propriedades de liberação sustentada dos compostos ativos com maior flexibilidade de modulação e controle. O processo de produção desses grânulos deve ser esterilizável, escalonável, integrar operações unitárias simples e utilizar somente meios aquosos (livres de solventes orgânicos).

Os grânulos existentes são monolíticos ou também chamados de domínio homogêneo. Os grânulos produzidos na presente invenção são heterogêneos por apresentarem microesferas de quitosana em sua composição o que confere melhores propriedades.

Os grânulos da presente invenção têm tamanhos da ordem de milímetros e as nano ou microesferas que os compõem possuem diâmetros na faixa de nanômetros (10-9 m) e/ou micrômetros (10-6 m). Podem ser produzidos por processo esterilizável e passível de escalonamento e aplicação no setor industrial. Apresentam diferentes propriedades físico-químicas dependentes da formulação e das condições operacionais do processo de produção. Possuem várias aplicações nas áreas farmacêutica, médica/veterinária e alimentícia. Esses grânulos associam funções de mucoadesão e de liberação controlada, aumentando a eficiência de absorção de ativos através de mucosas. As propriedades mucoadesivas da quitosana, polímero natural presente nas nano/microesferas e como excipiente na constituição da matriz polimérica dos grânulos, aumentam o tempo de residência do sistema como um todo na superfície de mucosas. Adicionalmente, os grânulos contendo nano/microesferas são capazes de encapsularem e liberarem de modo mais lento e controlado quaisquer ativos comparados aos grânulos convencionais. Esses grânulos podem também ser revestidos com polímeros gastrorresistentes, de modo a protegerem e manterem a atividade de ativos sensíveis ao pH, quando usados na administração por via oral.

Portanto, esses grânulos heterogêneos compostos de nano/microesferas associados à quitosana livre ou outro excipiente de granulação, representam dispositivos funcionais mais eficazes para a administração oral de fármacos e nutracêuticos, quando comparados com as nano/microesferas ou os grânulos de matriz homogênea (ou grânulos monolíticos) usados individualmente.

A invenção descrita neste documento se refere a um grânulo mucoadesivo compreendendo um excipiente de granulação e um composto ativo incorporado em micro e/ou nanopartículas de quitosana. Diversos são os compostos ativos que podem ser incorporados nas micro e/ou nanopartículas de quitosana da presente invenção. Como composto ativo da presente invenção é utilizado, preferencialmente, um composto anti-retroviral. Dentre os compostos anti-retrovirais existentes, utiliza-se nesta invenção, preferencialmente, um inibidor de transcriptase reversa. Entre os inibidores de transcriptase reversa existentes, utiliza-se, preferencialmente, a didanosina. As micro e/ou nanopartículas presentes no grânulo mucoadesivo da presente invenção, possuem diâmetro médio de 100 nanômetros a 100 micrômetros. Além das micro e/ou nanopartículas, o grânulo mucoadesivo da presente invenção compreende, também, um excipiente de granulação que pode ser constituído de um agente aglutinante e/ou um agente de bioadesão. O agente (de) aglutinante utilizado na presente invenção é selecionado dentre amido, amido gelificado, amido pré-gelificado, carboximetilcelulose sódica, alginato, quitosana ou uma mistura entre os mesmos. Preferencialmente, o agente aglutinante utilizado na presente invenção é a quitosana. O agente de bioadesão utilizado na presente invenção é selecionado dentre quitosana, alginato, materiais bioadesivos ou mistura entre os mesmos. Preferencialmente, o agente de bioadesão utilizado na presente invenção é a quitosana. O grânulo mucodesivo da presente invenção pode ser, ainda, recoberto com polímeros gastroresistentes aumentando a proteção do princípio ativo e garantindo a sua liberação na região alvo. O presente invento se refere também a composições farmacêuticas compreendendo o grânulo mucoadesivo aqui descrito.

A invenção que trata este documento se refere, ainda, a um processo de obtenção do grânulo mucoadesivo , dito grânulos descrito anteriormente, compreendendo as etapas de: a)preparar uma solução A contendo quitosana; b)preparar uma solução B contendo, um composto ativo; c)obter uma mistura primária compreendendo micro e/ou nanopartículas de quitosana incorporadas com o composto ativo; d)misturar as micro e/ou nanopartículas de quitosana incorporadas com o composto ativo, com um excipiente de granulação formando uma mistura secundária; e e)obter o grânulo mucoadesivo a partir da mistura secundária.

Na etapa (a) do processo de obtenção dos grânulos mucoadesivos, a solução A contendo quitosana compreende, ainda, água e pelo menos um agente de ajuste de pH. O agente de ajuste de pH pode ser constituído de ácidos e/ou bases orgânicas e/ou inorgânicas e deve garantir a boa solubilização da quitosana bem como ser compatível com o pH de manutenção da atividade do princípio (composto) ativo a ser utilizado. O composto ativo descrito na etapa (b) do processo de obtenção dos grânulos mucoadesivos, compreende, preferencialmente, um composto anti-retroviral. Entre os compostos anti-retrovirais existentes, a presente invenção utiliza, preferencialmente, um inibidor de transcriptase reversa. Entre os inibidores de transcriptase reversa existentes, a presente invenção utiliza, preferencialmente, a didanosina. Na etapa (b) do processo de obtenção do grânulo mucoadesivo da presente invenção, a solução B pode compreender, ainda, além do composto ativo, pelo menos um agente reticulante e pelo menos um agente de ajuste de pH. O agente reticulante utilizado na solução B é selecionado dentre tripolifosfato de sódio, glutaraldeído, gliceraldeído, epicloridrina, genipina, alginato, compostos que se liguem aos grupos químicos disponíveis na molécula de quitosana ou mistura entre os mesmos. O agente de ajuste de pH pode ser constituído de ácidos e bases orgânicas e/ou inorgânicas e deve ser compatível com o pH de manutenção da atividade do princípio (composto) ativo a ser utilizado.

Na etapa (c) do processo de obtenção dos grânulos mucoadesivos, a obtenção de uma mistura primária compreendendo micro e/ou nanopartículas de quitosana incorporadas com o composto ativo, ocorre através da utilização de técnica selecionada dentre as técnicas de coacervação, gelificação ionotrópica, emulsão simples, emulsão múltipla, ou combinação entre as mesmas. A obtenção de uma mistura primária compreendendo micro e/ou nanopartículas de quitosana incorporadas com o composto ativo como descrito na etapa (c), pode ocorrer através da adição da solução B (etapa (b)) à solução A (etapa (a)). Preferencialmente, a solução B é adicionada lentamente à solução A. Também preferencialmente, a adição da solução B à solução A ocorre sob agitação da mistura formada (mistura primária). Durante ou após a adição da solução B à solução A ocorre a formação de micro e/ou nanopartículas de quitosana incorporadas com o composto ativo. A mistura formada contendo essas partículas é chamada de mistura primária. Após a formação da mistura primária contendo as micro e/ou nanopartículas de quitosana incorporadas com o composto ativo, a mistura pode ser submetida a processos de agitação, centrifugação e secagem visando a separação das micro e/ou nanopartículas do resto dos demais componentes da mistura. A secagem é realizada com a intenção de se obter micro e/ou nanopartículas de quitosana com um teor de umidade entre 0,01% a 80%. Preferencialmente, o teor de umidade dos grânulos de quitosana após a secagem varia de 70% a 80%.

Na etapa (d) do processo de obtenção do grânulo mucoadesivo, um excipiente de granulação é adicionado às micro e/ou nanopartículas de quitosana separadas da mistura primária através dos processos de agitação, centrifugação e secagem. Após a adição do excipiente de granulação às micro e/ou nanopartículas incorporadas com o composto ativo, é obtida uma mistura secundária. O excipiente de granulação utilizado pode ser constituído de um agente aglutinante e/ou um agente de bioadesão. O agente de aglutinante utilizado como excipiente de granulação na presente invenção é selecionado dentre amido, amido gelificado, amido pré-gelificado, carboximetilcelulose sódica, alginato, quitosana ou uma mistura entre os mesmos. Preferencialmente, o agente aglutinante utilizado na presente invenção é a quitosana. O agente de bioadesão utilizado como excipiente de granulação na presente invenção é selecionado dentre quitosana, alginato, materiais bioadesivos ou mistura entre os mesmos. Preferencialmente, o agente de bioadesão utilizado é a quitosana.

A obtenção do grânulo mucoadesivo objeto da invenção (etapa (e) do processo de obtenção do grânulo mucoadesivo), ocorre através de homogeneização, extrusão e secagem da mistura secundária obtida na etapa (d). A obtenção do grânulo mucoadesivo pode também ocorrer através da homogeneização, extrusão, esferonização e secagem da mistura secundária obtida na etapa (d). O grânulo obtido na etapa (e) pode, ainda, ser recoberto com polímero gastroresistente, o que permite uma maior resistência e, conseqüentemente, uma maior proteção ao princípio ativo garantindo sua liberação na região alvo.

A presente invenção é ilustrada através de exemplos que demonstram a maior mucoadesão dos grânulos heterogêneos compostos de microesferas de quitosana e quitosana como excipiente, sua liberação controlada e seu processo de produção. Nesse exemplo, foi feita a incorporação da didanosina, um fármaco anti-HIV da classe dos inibidores de transcriptase reversa, sensível ao pH do meio. Os exemplos aqui descritos devem ser interpretados como possibilidades de concretização da invenção e, portanto, não devem servir para restringir o escopo de proteção da mesma.

Os compostos incorporados nos grânulos, objeto da presente patente, têm composição quimicamente definida, não são tóxicos se ingeridos e são capazes de manter substâncias lábeis encapsuladas e/ou incorporadas. Os grânulos produzidos, quando administrados por via oral, podem ser revestidos com polímeros gastrorresistentes para proteção de fármacos lábeis ao pH ou fármacos de ação local no intestino.

O processo semi-contínuo de produção dos grânulos contendo excipiente de granulação de micro e/ou nanopartículas de quitosana incorporadas com o composto ativo foi realizado conforme as etapas detalhadas a seguir e visualizadas na Figura 1: inicialmente, a Solução A foi preparada pela solubilização da quitosana em 70% do volume total de água, seguida pela adição de ácido acético glacial. Após um intervalo de 24 horas sob agitação magnética, o restante da água foi adicionado com agitação contínua por mais 24 horas. O pH dessa solução deve ser próximo de 4,8 para garantir a solubilização da quitosana e a atividade do fármaco didanosina, e a sua obtenção depende da quantidade de ácido acético usada. Desta forma, a Tabela 1 apresenta a correlação entre a concentração de ácido acético necessário para solubilização de determinada concentração de quitosana e obtenção de pH final igual a 4,80. TABELA 1

Para a preparação da solução B, o fármaco foi misturado com o tripolifosfato de sódio (10,00 % em relação à massa de quitosana) e hidróxido de magnésio para manutenção do pH (30,00 % em relação à massa de quitosana) à temperatura ambiente e em solução aquosa. Submeteu-se essa solução à sonicação por 20 minutos.

Em etapa subseqüente, a solução B foi adicionada gota-à-gota à solução A sob agitação mecânica (4.500 rpm) para a produção das microesferas reticuladas e incorporação do fármaco. A mistura formada (mistura primária) continuou sendo agitada e, aós 90 minutos de agitação, a suspensão de partículas formada foi centrifugada por 20 minutos a 3.000 rpm, para separação das microesferas e do fármaco não incorporado. A quitosana usada foi fabricada pela Polymar S.A (Fortaleza-Ce), com grau de desacetilação, determinado por titulação potenciométrica, igual a 81,61 ± 1,05 % e massa molar, determinada por viscosimetria, igual a 105 kDa. O tripolifosfato de sódio foi da marca Synth e o hidróxido de magnésio da marca Sigma. O composto ativo testado foi a didanosina, um fármaco anti-HIV usado na terapia da AIDS, fornecido pela empresa Labojen S.A. (Indaiatuba-SP).

Após a separação por centrifugação, o sedimentado, contendo as micropartículas, foi seco em estufa a 40oC até 75 % de umidade residual, para a produção dos grânulos. Nessa etapa, o excipiente de granulação foi adicionado e misturado, formando uma massa semi-sólida de matriz heterogênea contendo o excipiente livre e as microesferas cahamada de mistura secundária. Essa massa (mistura secundária) foi então extrudada em dispositivo com furos da ordem de 1 mm e em seguida esferonizada em dispositivos convencionais. O rendimento e dimensões dos grânulos resultantes dependem das condições operacionais usadas nas operações de granulação e esferonização.

A umidade residual de 75 % deve ser ajustada em função dos excipientes e ativos usados. Em processos operando em batelada (descontínuo), a secagem das microesferas também pode ser realizada em liofilizador ou por atomização, o que garante a sua estabilidade durante a estocagem. A adição de água para obter uma massa úmida passível de extrusão e esferonização deve ser feita quando da utilização dessas microesferas para produção dos grânulos.

As propriedades físico-químicas das microesferas de quitosana podem ser moduladas através da composição da formulação e das condições operacionais de incorporação/encapsulação do ativo e reticulação. As variáveis da formulação incluem a concentrações de quitosana, agente de reticulação, ativo, grau de desacetilação e massa molar da quitosana, umidade residual, tipo e concentração de excipientes usados na produção dos grânulos. As condições operacionais que influenciam nas propriedades do produto são: a velocidade de agitação usada na produção das microesferas, tipo de dispositivo e condições de processamento durante a extrusão e esferonização dos grânulos.

Imediatamente após a incorporação/encapsulação, as partículas foram analisadas por microscopia óptica. As imagens obtidas foram tratadas com o software Image Tool 3.0 (The University of Texas Health Science Center in San Antonio). A partir desse tratamento de imagens, foram determinados o diâmetro médio das partículas e o histograma de distribuição de diâmetros. O diâmetro médio foi obtido em três micrografias diferentes, sendo que foram medidos os diâmetros de 400 a 500 partículas. O valor obtido foi muito próximo do obtido por LUBBEN e colaboradores (LUBBEN, I. M. V. D., VERHOEF, J. C., AELST, A. C. V., BORCHARD, G., JUNGINGER, H. E.,Biomaterials, v.22, p.687-694, 2001) para microesferas de quitosana preparadas por coacervação com sulfato de sódio.

O histograma da distribuição de diâmetros das microesferas obtidas com 25 mg de didanosina/mL é apresentado na Figura 2. Observa-se que a distribuição apresenta o comportamento muito próximo de uma distribuição normal, com diâmetro médio 11,42 ± 4,35 μm. A Figura 3 apresenta uma micrografia analisada pelo software Image Tool 3.0 para determinação do diâmetro médio e distribuição de tamanhos de microesferas de quitosana preparadas pela técnica de gelificação ionotrópica utilizando tripolifosfato como agente de reticulação.

Além das microesferas, observa-se, na Figura 3, a presença de estruturas cristalinas do tipo agulha. Tais estruturas cristalinas ocorrem devido ao próprio fármaco não encapsulado que se incorpora à superfície dos grânulos e ao entorno das microesferas.

A Tabela 2 apresenta os efeitos da variação da concentração de TPP na eficiência de incorporação, grau de intumescimento e o carregamento de didanosina. Observa-se pela Tabela 2, que o aumento na concentração de didanosina promoveu um aumento na eficiência de incorporação e no carregamento de didanosina, sendo que para o carregamento de fármaco, o aumento foi maior que 100 %. O grau de intumescimento das microesferas praticamente não foi afetado pelo aumento da concentração de didanosina.TABELA 2

Os ensaios de liberação da didanosina das microesferas foram realizados através da suspensão de 60 mg de partículas em 10 mL de suco entérico simulado (SES) sem pancreatina sob agitação recíproca (150 rpm e 37oC). O SES foi preparado de acordo com a USP XXIII (United States Pharmacopea). Em intervalos de tempo pré-definidos amostras foram retiradas do meio de liberação para a quantificação da didanosina por espectrofotometria no comprimento de onda igual a 248 nm. Os dados experimentais foram ajustados através do modelo de difusão de solutos no interior de esferas sólidas, descrito pela lei de Fick, com solução analítica obtida por série de Taylor. No ajuste do parâmetro k foram utilizados 1.000 termos da série e o método de máxima verossimilhança descrito por DRAPER e SMITH (DRAPER, N. R., SMITH, H. Applied Regression Analysis, Second Edition, John Wiley & Sons, 1981). Este método leva em conta as incertezas de todas as medidas experimentais no ajuste.

No limite quando t tende a zero, a série é representada pela equação:

onde k é o parâmetro definido pela razão entre o coeficiente de difusão do fármaco na estrutura e o quadrado do raio das partículas (D/R2), M(t) é a massa de fármaco liberada em um determinado tempo t e M é a massa total liberada.

A Tabela 3 apresenta valores de k (razão entre o coeficiente de difusão do fármaco e o quadrado do raio das partículas, D/R2) ajustado pelo modelo para microesferas de quitosana com diferentes concentrações de didanosina e grânulos contendo as microesferas e quitosana como excipiente.

O aumento da concentração de didanosina promoveu uma pequena redução na constante k, como é observado pela Tabela 3 e confirmado pela Figura 4 que mostra o modelo ajustado aos dados experimentais. Observa-se boa concordância entre o modelo e os dados experimentais.TABELA 3

Os grânulos produzidos e analisados por microscopia eletrônica de varredura apresentaram estruturas esféricas sobre as suas superfícies (Figura 6). Deve-se considerar que após a centrifugação das microesferas no processo de sua preparação, o pellet contendo as microesferas não foi lavado para remoção de didanosina não encapsulada, a qual, nessas condições tende a se cristalizar sobre a superfície das partículas no processo de secagem anterior à extrusão e esferonização. Essa cristalização faz com que os diâmetros das microesferas se tornem maiores quando comparados aos obtidos nas micrografias das microesferas isoladas (Figuras 3 e 6).

A Tabela 4 compara parâmetros geométricos de grânulos contendo microesferas e 4,8 % de quitosana como excipiente, grânulos sem excipientes e grânulos de Videx® EC (grânulos comerciais com matriz polimérica homogênea e revestimento entérico que veiculam o fármaco didanosina). Os valores dos parâmetros geométricos foram calculados pelo software UTSHCSA Image Tool 3.0 a partir de fotografias digitais dos grânulos espalhados sobre uma superfície negra.TABELA 4

A Figura 7 mostra algumas fotografias utilizadas para este propósito. Observa-se que não há diferenças significativas entre os grânulos obtidos com os vários excipientes usados. Os valores de esferocidade foram maiores que 0,80, o que é considerado satisfatório. Os diâmetros de Feret foram muito próximos de 1 mm que é adequado para encher cápsulas de gelatina. Os grânulos contendo 4,8 % de quitosana apresentaram diâmetros de Feret maior que 1 mm e os grânulos sem excipiente apresentaram valor menor que 1 mm, sugerindo que o aumento do diâmetro se deve ao excipiente adicionado. Os parâmetros geométricos também foram muito semelhantes aos resultados para o grânulo de Videx® EC, que são grânulos gastrorresistentes de didanosina produzidos pela Bristol-Myers Squibb (Princeton - USA), a menos da forma cilíndrica dos grânulos usados neste exemplo.

Para controle, foram obtidos grânulos contendo uma mistura física homogênea da didanosina, cuja composição total de quitosana era igual à contida nas microesferas e grânulos com 4,8 % de quitosana como excipiente. Em um recipiente foi realizada a mistura dos seguintes compostos em pó: quitosana, hidróxido de magnésio, tripolifosfato de sódio e didanosina (quantidade baseada na eficiência de incorporação do ensaio na qual as microesferas foram preparadas). A homogeneização dos pós foi realizada em agitador recíproco por 30 minutos a 500 rpm. Em seguida, adicionou-se água destilada até a obtenção de uma massa úmida passível de extrusão. Não foi possível realizar a esferonização devido à plasticidade da massa úmida, e dessa forma foram obtidos grânulos cilíndricos somente extrudados. A Figura 5 apresenta os perfis de liberação dos grânulos cilíndricos da mistura física (Figura 5a), grânulos esféricos contendo microesferas de quitosana e 4,8 % de quitosana como excipiente (Figura 5b) e grânulos esféricos contendo microesferas sem qualquer excipiente. Observa-se que a formulação e processo de formação prévia das microesferas é muito importante tanto na obtenção dos grânulos esféricos quanto na liberação da didanosina. A liberação completa da didanosina a partir dos grânulos de mistura física ocorreu muito rapidamente (em 10 minutos praticamente toda didanosina foi liberada) ao passo que para os grânulos contendo as microesferas de quitosana, a liberação completa ocorreu em torno de 100 minutos. Deve- se considerar que o modelo desenvolvido para esferas, também apresentou boa concordância com os dados experimentais, quando ajustado ao perfil de liberação dos grânulos cilíndricos (Figura 5a), mostrando pouca sensibilidade à geometria, no nível de esferocidade 0,86-0,89.

A Tabela 3 mostra que constante k foi quase 10 vezes maior para os grânulos cilíndricos da mistura física com altura 3 mm, comparado com as microesferas.

A mucoadesividade in vitro dos grânulos foi determinada pelo método desenvolvido por HE e colaboradores [HE, P., DAVIS, S.S., ILLUM, L., International Journal of Pharmaceutics, v.166, p.75-68, 1998], através de isotermas de adsorção de mucina em microesferas de quitosana. A concentração de mucina foi medida através do método colorimétrico PAS (Periodic Acid/Schiff). Utilizou-se este método para o estudo da mucoadesão devido às seguintes razões: (i) a adsorção mimetiza o processo in vivo; (ii) possibilita a obtenção de dados quantitativos; e (iii) simplicidade e reprodutibilidade. De acordo com o método, cerca de 20 mg de partículas em contato com 5 mL de solução de mucina (Tipo III de porcos com 1 % de ácido siálico, da Marca Sigma) em diferentes concentrações. Após 3,5 h de contato sob agitação recíproca (150 rpm e 37oC), dosou-se a quantidade de mucina no sobrenadante desta suspensão. Os experimentos foram realizados em triplicata para cada concentração de solução de mucina. A quantidade de mucina adsorvida é dada pela diferença entre a quantidade inicial de mucina na solução e a quantidade de mucina na solução após o contato com as partículas.

A mucina foi dosada pelo método espectrofotométrico PAS (Periodic Acid/Schiff ou Ácido Periódico/Schiff) descrito por MANTLE e ALLEN [MANTLE, M., ALLEN, A., Biochemical Society Transactions, vol. 6, pp. 607-609, 1978]. O método baseia-se na medida de polissacarídeos que são oxidados pelo periodato. Consiste na oxidação dos grupos 1-2 glicol, produzindo aldeídos. Estes aldeídos reagem com a fucsina descorada, chamada de reagente de Schiff, dando um composto de coloração rosa vivo que é medido no comprimento de onda igual a 555 nm.

A partir da quantificação da mucina foi possível calcular a concentração de mucina em equilíbrio na fase líquida e a concentração da mucina em equilíbrio adsorvida nas partículas. Graficando-se a concentração da mucina nas partículas em função da concentração da mucina na fase líquida, ambas no equilíbrio, obtém-se a isoterma de adsorção da mucina. Os dados experimentais foram ajustados ao modelo de Langmuir. A equação (2) representa o modelo de Langmuir:

onde, q* é a concentração de soluto em equilíbrio na fase sólida (neste caso, mg de mucina/mg de partículas), qMAX é a quantidade máxima de soluto adsorvido pelas partículas (em mg de mucina/mg de partículas), C* é a concentração de soluto em equilíbrio na fase líquida (em mg de mucina/mL de solução) e KD é a constante de Langmuir (em mg de mucina/mL de solução).

Todos os grânulos produzidos apresentaram bom ajuste ao modelo de Langmuir. A Tabela 5 mostra os coeficientes das isotermas de adsorção determinados para as partículas estudadas. Verifica-se que os grânulos contendo microesferas apresentaram valores de qMAX (capacidade máxima de adsorção) da mesma ordem de grandeza (de 0,40 a 0,80 mg de mucina/mg de partículas), da mesma ordem de grandeza das microesferas liofilizadas (0,52 mg de mucina/mg de partículas) evidenciando que a adsorção se deve às microesferas, ou seja, o processo de esferonização e a adição do excipiente não alteraram significantemente a quantidade máxima adsorvida.

Os valores obtidos para os coeficientes de regressão (r) foram tão bons quantos os valores obtidos por HE e colaboradores (1998). Por outro lado, a comparação entre os valores dos coeficientes dos modelos (qMAX e KD) se torna difícil porque neste trabalho a unidade de medida da concentração de soluto na fase sólida (q*, neste caso, mg de mucina / mg de partículas) é diferente da unidade de medida apresentada por HE e colaboradores (1998), dada em (μg de mucina)/(cm2 de área das microesferas).

O coeficiente KD, que expressa a afinidade do adsorvente pela mucina, apresentou variações relevantes decorrentes da esferonização e da adição dos excipientes. Quanto maior o coeficiente KD, menor a afinidade da mucina pelo adsorvente e vice-versa. Ao esferonizar as microesferas sem excipientes, houve um aumento significativo do coeficiente KD, de 5,18 para 18,42 mg de mucina/mL de solução o que mostrou uma redução da afinidade da mucina pelo adsorvente. Este fenômeno pode ser explicado pela geometria das partículas. As microesferas individuais apresentam uma área superficial de contato muito maior do que os seus grânulos. A resistência à difusão da mucina no interior dos grânulos até os sítios de adsorção das microesferas promoveu redução na sua afinidade. Por outro lado, observou-se que a adição de 4,8 % de quitosana, promoveu um aumento significativo na afinidade, ou seja, uma redução no coeficiente KD. A mucina é composta por ácido siálico que apresenta carga negativa em sua estrutura e as interações eletrostáticas destas com as cargas positivas das cadeias adicionais de quitosana promovem o aumento da afinidade da mucina pelas partículas, reduzindo o valor de KD. A Figura 8 mostra as isotermas de adsorção e seus respectivos modelos ajustados. A Tabela 5 apresenta os coeficientes do modelo de Langmuir para a isoterma de adsorção da mucina nas microesferas isoladas, nos grânulos contendo microesferas sem excipientes e nos grânulos contendo microesferas e 4,8 % de quitosana como excipiente. Os coeficientes de regressão dos modelos ajustados (r) apresentaram valores que variaram de 0,94 a 0,99 (Tabela 5). TABELA 5

Os grânulos heterogêneos foram submetidos ao ensaio do intestino invertido para comparação da permeação da ddI na sua forma farmacêutica comercial e nos grânulos heterogêneos sem excipiente e contendo 4,8 % de quitosana como excipiente. A técnica do intestino invertido apresenta algumas vantagens como simplicidade, rapidez, boa reprodutibilidade e baixo custo. Como desvantagem cita-se a natureza in vitro do ensaio, no qual o modelo animal não reflete os resultados de absorção real obtidos com humanos. Outras desvantagens são decorrentes do papel dos parâmetros fisiológicos, tais como tempo de trânsito ou presença de alimentos, a influência da irrigação e do sistema nervoso. O papel desses parâmetros na absorção pode ser estudado in situ com modelos in vivo.

Nos ensaios do intestino invertido utilizou-se o tampão TC-199 como meio de incubação. Para um litro de água deionizada, adicionou-se nesta seqüência 8,470 g de cloreto de Sódio, 0,340 g cloreto de Potássio, 0,126 g de cloreto de cálcio, 0,595 g de fosfato de sódio dibásico e 1,801 g de glicose. De acordo com BARTHE e colaboradores [BARTHE, L., WOODLEY, J., HOUIN, G., Fundamental and Clinical Pharmacology, v. 13, p. 154-168, 1999] esta solução é capaz de manter as células viáveis por até 2 horas.

Ratos machos adultos da raça Wistar, pesando entre 250 e 300 g, foram anestesiados com éter etílico e o intestino delgado imediatamente dissecado, lavado com solução de TC-199 mantida a 10oC. O intestino delgado foi gentilmente invertido com auxílio de uma haste flexível (~ 2,5 mm de diâmetro) com sua extremidade protegida por um tecido fino de seda. Em seguida, o intestino delgado foi dividido em 3 segmentos de 8 cm. O primeiro segmento foi medido a partir do piloro (duodeno proximal), o segundo segmento foi medido a partir do ângulo duodeno-jejunal (jejuno proximal) e o terceiro segmento foi medido acima do ceco (íleo distal). Cada segmento teve uma das extremidades fechadas com fio de sutura e foram imediatamente preenchidos com TC- 199 sem adição de glicose. A outra extremidade do segmento intestinal foi fechada da mesma maneira, de forma que o saco intestinal ficasse com 6 cm de comprimento. Cada segmento intestinal 1 foi separadamente incubado (Figura 9) em um sistema contendo TC-199 com glicose 2 e o fármaco (0,0875 mg/mL) nas diferentes formas de apresentação. O meio foi mantido à 37oC sob oxigenação (O2 : CO2 - 95 : 5) 3 e agitação suave (Figura 9). Após os intervalos de tempo pré-determinados, os segmentos intestinais eram removidos do meio de incubação, cuidadosamente lavados e o conteúdo filtrado. A concentração de didanosina permeada através da membrana intestinal 4 foi determinada por espectrofotometria de UV (X = 248 nm). A quantidade de didanosina no meio externo (não permeada através da membrana) também foi determinada por espectrofotometria. Os intervalos de tempo estudados foram 5, 10, 20, 40, 80, e 120 minutos. Para cada tempo foram utilizados três animais (n = 3). Os resultados representam a média ± desvio padrão.

Foram comparadas três formas farmacêuticas descritas a seguir: •Fármaco comercial livre (Marca Farmanguinhos): comprimidos tamponados contendo 100 mg de didanosina. A massa de cada comprimido é de aproximadamente 850 mg, ou seja, cerca de 750 mg correspondem a excipientes dos quais o tampão é o principal deles. Os comprimidos foram triturados em gral para a utilização no teste; •Grânulos esféricos contendo microesferas de quitosana, sem qualquer excipiente; •Grânulos esféricos contendo microesferas de quitosana e 4,8 % de quitosana como excipiente.

Para garantir que nenhum composto presente no meio interferisse na análise da didanosina, também foram realizados experimentos para o intervalo de tempo de 120 minutos, utilizando os três segmentos intestinais de três animais (n = 3), na ausência de qualquer forma farmacêutica. Não foram observados interferentes no comprimento de onda utilizado para a leitura da didanosina (248 nm).

A escolha da concentração de didanosina adicionada ao meio de incubação foi baseada nas seguintes informações: •a dose do fármaco comercial, Videx® EC (enteric-coated) é de 400 mg/dia, que para um indivíduo de 75 kg correspondem a 5,33 mg/Kg de massa corporal. •a bula do medicamento comercial relata que para uma dose de 7,00 mg/Kg de massa corporal, a absorção é de 33 % em humanos adultos. Optou-se por esta dosagem que para um rato de aproximadamente 250 g corresponde a 1,75 mg do fármaco. Desta forma também teríamos um dado de absorção para efeito de comparação.

As Figuras 10 a 12 mostram os perfis de permeação do fármaco pelos segmentos intestinais. Apesar do pequeno número de animais utilizados nos experimentos foi possível verificar que os desvios foram relativamente pequenos em se tratando de ensaios in vivo.

Observa-se pela Figura 10 que as absorções do fármaco pelo duodeno em 120 minutos foram cerca de 34, 20 e 16 %, respectivamente, para os grânulos contendo 4,8 % de quitosana como excipiente, grânulos sem excipiente e fármaco comercial livre (comprimidos triturados). Estes resultados mostraram que os grânulos heterogêneos contendo as microesferas promoveram aumento na absorção da ddI, devido à sua mucoadesividade. É importante mencionar que após a adição dos grânulos ao TC-199 com o saco intestinal, foi possível observar a adesão dos grânulos na parede do saco intestinal. A permeação do fármaco comercial livre no decorrer do tempo atingiu um patamar na qual a porcentagem de absorção se tornou praticamente constante. Por outro lado, a absorção do fármaco contido nos grânulos com 4,8 % de quitosana não atingiram um patamar, evidenciando uma tendência de aumento na absorção mesmo após 120 minutos. É provável que a absorção do fármaco tenha sido ainda maior para um período maior que 120 minutos, no entanto, o maior tempo utilizado nos estudos cinéticos foi 120 minutos para garantir a viabilidade das células do segmento intestinal. Os grânulos sem excipiente também mostraram esta tendência de aumento da absorção após 120 minutos, mas em proporções menores que os grânulos contendo 4,8% de quitosana.

Também se observa na Figura 10 que até 20 minutos a absorção da ddI foi mais lenta para os grânulos. O teste Tukey mostrou que até 40 minutos não há diferenças significativas entre as curvas, no entanto para 80 e 120 minutos, os grânulos contendo 4,8 % de quitosana como excipiente apresentaram diferenças significativas em relação ao comprimido triturado de didanosina e aos grânulos sem excipiente, demonstrando a sua maior mucoadesividade.

De acordo com GUO e colaboradores (GUO, J., PING, Q., JIANG, G., DONG, J., QI, S., FENG, L., LI, C., International Journal of Pharmaceutics, v.278, p.415-422, 2004), a quitosana aumenta a absorção do fármaco porque atua na abertura das junções estreitas entre as células.

KOTZÉ e colaboradores [KOTZÉ, A.F., LUEβEN, H.L., LEEUW, B.J., BOER, A.B.G., VERHOEF, J.C., JUNGINGER, H.E., Journal of Controlled Release, v.51, p.35-46, 1998] compararam o efeito de diferentes sais de quitosana e cloreto de N-trimetil- quitosana na permeabilidade de células epiteliais (Caco-2). Assim como GUO e colaboradores (2004), também verificaram que a quitosana é capaz de abrir as junções estreitas das células epiteliais facilitando a permeação de fármacos hidrofílicos.

As Figuras 11 e 12 mostraram que não houve diferenças significativas na absorção da didanosina pelo jejuno e íleo de acordo com o teste Tukey. As curvas de absorção estão praticamente sobrepostas para cada forma de apresentação da didanosina. Também se verificou que nas mesmas condições, a permeação através da membrana duodenal foi superior a permeação através das membranas do jejuno e do íleo. Este fato pode estar relacionado ao maior número de vilosidades e microvilosidades das membranas duodenais.

Esses dados são coerentes com as informações da bula do medicamento comercial que menciona que a absorção em humanos é baixa, somente 33 % da quantidade administrada.

A comparação da absorção da ddI na mesma forma farmacêutica, nos três segmentos intestinais mostraram que o duodeno apresentou maior absorção do que o jejuno e íleo. SINKO e colaboradores (SINKO, P.J., PATEL, N.R., HU, P.D., International Journal of Pharmaceutics, v.109, n.2, p.125-133, 1994) utilizaram a técnica de perfusão intestinal em ratos e também verificaram que a absorção da didanosina reduz a cada porção subseqüente do intestino.

SINKO e colaboradores (SINKO, P.J., SUTYAK, J.P., LEESMAN, G.D., HU, P.D., MAKHEY, V.D., YU, H.S., SMITH, C.L., Biopharmaceutics & Drug Disposition, v.18, n.8, p. 697-710, 1997) também estudaram a absorção da didanosina em cães através da administração injetável da didanosina diretamente nas porções intestinais. Eles também verificaram que a absorção da didanosina em cães reduz a cada porção subseqüente do intestino.

As Figuras de 13 a 15 mostram a liberação da didanosina nos meios de incubação para cada forma de apresentação. A análise dos dados demonstrou que os grânulos heterogêneos contendo microesferas promoveram a liberação mais lenta da ddI. A utilização de 4,8 % de quitosana como recipiente retardou ainda mais a sua liberação. As Figuras mostram que a porcentagem de didanosina foi um pouco menor para o meio em que se encontra o duodeno, devido à maior absorção neste segmento. Por outro lado, o jejuno e o íleo apresentaram menor absorção e em conseqüência disso a porcentagem da didanosina disponível no meio foi maior.

No caso do duodeno (Figura 13), o teste Tukey mostrou que somente os grânulos contendo 4,8 % de quitosana apresentaram diferenças significativas em todo o período estudado, isto porque a absorção pelo duodeno é maior, o que faz com que a concentração de didanosina no meio seja menor.

O teste Tukey para o jejuno e íleo (Figuras 14 e 15) mostrou que há diferença significativa entre as curvas nos pontos iniciais, até 40 minutos. A geometria dos grânulos fez a diferença com relação às microesferas, tornando a liberação mais lenta. Deste tempo em diante, não houve diferenças significativas e as curvas se sobrepõem, isto porque as intensidades de absorção por estes segmentos foram praticamente iguais para as formas farmacêuticas.

Portanto, o segmento duodenal apresentou maior absorção da didanosina em relação aos outros segmentos (jejuno e íleo). A absorção neste segmento foi maior porque a quantidade de microvilosidades é maior e permite maior adesividade e bioadesão. Os grânulos contendo 4,8 % de quitosana apresentaram maior absorção pelo segmento duodenal. Segundo alguns autores como GUO e colaboradores (2004); KOTZÉ e colaboradores (1998) e DODANE e colaboradores [DODANE, V., KHAN, M.A., MERWIN, J.R,. International Journal of Pharmaceutics, v.182, p.21-32, 1999], tal fato pode ser atribuído à presença da quitosana que favorece a absorção de fármacos através da abertura das junções estreitas da membrana intestinal.

Claims

1.Grânulo mucoadesivo caracterizado pelo fato de que compreende: (a)um composto ativo anti-retroviral inibidor de transcriptase reversa, selecionado dentre didanosina incorporado em micro e /ou nanopartículas de quitosana; e (b)um excipiente de granulação.

2.Grânulo mucoadesivo de acordo com a reivindicação1 caracterizado pelo fato de que as micro e/ou nanopartículas de quitosana possuem diâmetro médio de 100 nanômetros a 100 micrômetros.

3.Grânulo mucoadesivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2 caracterizado pelo fato de que o excipiente de granulação compreende um agente aglutinante e/ou um agente de bioadesão.

4.Grânulo mucoadesivo de acordo com a reivindicação 3 caracterizado pelo fato de que o agente aglutinante é selecionado dentre amido, amido gelificado, amido pré-gelificado, carboximetilcelulose sódica, alginato, quitosana ou mistura entre os mesmos.

5.Grânulo mucoadesivo de acordo com a reivindicação 4 caracterizado pelo fato de que o agente aglutinante é a quitosana.

6.Grânulo mucoadesivo de acordo com a reivindicação qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de que o agente de bioadesão é selecionado dentre quitosana, alginato, materiais bioadesivos ou mistura entre os mesmos.

7.Grânulo mucoadesivo de acordo com a reivindicação 6 caracterizado pelo fato de que o agente de bioadesão é a quitosana.

8.Grânulo mucoadesivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7 caracterizado pelo fato de que é recoberto com polímeros gastroresistentes.

9.Composição farmacêutica caracterizada pelo fato de que compreende grânulo mucoadesivo conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.

10.Processo de obtenção de grânulo mucoadesivo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: a)preparar uma solução A contendo quitosana; b)preparar uma solução B contendo, um composto ativo anti-retroviral inibidor de trancriptase reversa, selecionado dentre didanosina c)obter uma mistura primária compreendendo micro e/ou nanopartículas de quitosana incorporadas com o composto ativo; d)misturar as micro e/ou nanopartículas de quitosana incorporadas com o composto ativo, com um excipiente de granulação formando uma mistura secundária; e e)obter o grânulo mucoadesivo a partir da mistura secundária.

11.Processo de obtenção de grânulo mucoadesivo de acordo com a reivindicação 10 caracterizado pelo fato de que na etapa (a), a solução contendo quitosana compreende ainda, água e pelo menos um agente de ajuste de pH.

12.Processo de obtenção de grânulo mucoadesivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 11 caracterizado pelo fato de que, na etapa (b), a solução contendo um composto ativo compreende ainda, pelo menos um agente reticulante e pelo menos um agente de ajuste de pH.

13.Processo de obtenção de grânulo mucoadesivo de acordo a reivindicação 10 caracterizado pelo fato de que o agente reticulante é selecionado dentre tripolifosfato de sódio, glutaraldeído, gliceraldeído, epicloridrina, genipina, alginato, compostos que se liguem aos grupos químicos disponíveis na molécula de quitosana ou mistura entre os mesmos.

14.Processo de obtenção de grânulo mucoadesivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13 caracterizado pelo fato de que na etapa (c), a mistura primária é preparada por técnica selecionada dentre coacervação, gelificação ionotrópica, emulsão simples, emulsão múltipla, ou combinação entre as mesmas.

15.Processo de obtenção de grânulo mucoadesivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14 caracterizado pelo fato de que, na etapa (c), a obtenção da mistura primária ocorre através da adição da solução B à solução A.

16.Processo de obtenção de grânulo mucoadesivo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a adição da solução B à solução A se dá sob agitação.

17.Processo de obtenção de grânulo mucoadesivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 ou 16 caracterizado pelo fato de que a solução B é adicionada lentamente à solução A.

18.Processo de obtenção de grânulo mucoadesivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 17 caracterizado pelo fato de que a mistura primária obtida na etapa (c) é agitada, centrifugada e seca.

19.Processo de obtenção de grânulo mucoadesivo de acordo com a reivindicação 18 caracterizado pelo fato de que a secagem ocorre até a obtenção de micro e/ou nanopartículas com teor de umidade entre 0,01% a 80%.

20.Processo de obtenção de grânulo mucoadesivo de acordo com a reivindicação 18 caracterizado pelo fato de que a secagem ocorre até a obtenção de micro e/ou nanopartículas com teor de umidade entre 70% a 80%.

21.Processo de obtenção de grânulo mucoadesivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 20, caracterizado pelo fato de que, na etapa (d), o excipiente de granulação compreende um agente aglutinante e/ou um agente de bioadesão.

22.Processo de obtenção de grânulo mucoadesivo de acordo com a reivindicação 21 caracterizado pelo fato de que o agente aglutinante é selecionado dentre amido, amido gelificado, amido pré-gelificado, carboximetilcelulose sódica, alginato, quitosana ou mistura entre os mesmos.

23.Processo de obtenção de grânulo mucoadesivo de acordo com a reivindicação 22 caracterizado pelo fato de que o agente aglutinante é a quitosana.

24.Processo de obtenção de grânulo mucoadesivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 23 caracterizado pelo fato de que o agente de bioadesão é selecionado dentre quitosana, alginato, materiais bioadesivos.ou mistura entre os mesmos.

25.Processo de obtenção de grânulo mucoadesivo de acordo com a reivindicação 24 caracterizado pelo fato de que o agente de bioadesão é a quitosana.

26.Processo de obtenção de grânulo mucoadesivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 25 caracterizado pelo fato de que, na etapa (e), a obtenção do grânulo mucoadesivo ocorre através de homogeneização, extrusão e secagem da mistura secundária obtida na etapa (d).

27.Processo de obtenção de grânulo mucoadesivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 25 caracterizado pelo fato de que na etapa (e), a obtenção do grânulo mucoadesivo ocorre através de homogeneização, extrusão, esferonização e secagem da mistura secundária obtida na etapa (d).

28.Processo de obtenção de grânulo mucoadesivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 27 caracterizado pelo fato de que grânulo mucoadesivo obtido na etapa (e) é recoberto com polímero gastroresistente.

29.Composição farmacêutica caracterizada pelo fato de que compreende grânulo mucoadesivo obtido por processo descrito em qualquer uma das reivindicações 10 a 28