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Type: Dissertação
Title: Nanoemulsões de óleo essencial de Baccharis dracunculifolia: desenvolvimento, caracterização e potencial para cicatrização da pele
Author: Ponciano, Carolina Sousa
First Advisor: Vilela, Fernanda Maria Pinto
Co-Advisor: Barradas, Thais Nogueira
Referee Member: Bazzo, Yris Maria Fonseca
Referee Member: Braz, Wilson Rodrigues
Resumo: Alquil poliglicosídeos (APG) são surfactantes não iônicos provenientes de fontes renováveis, com propriedades ecotoxicológicas favoráveis e alta biodegradabilidade, tornando-os atrativos para o desenvolvimento de formulações farmacêuticas seguras e sustentáveis. O óleo essencial de B. dracunculifolia (BDO), rico em compostos bioativos como β-cariofileno e t-nerolidol, possui propriedades antimicrobianas e anti-inflamatórias, conferindo-lhe potencial para aplicações tópicas voltadas para cicatrização de feridas. Neste contexto, este estudo objetivou desenvolver uma nanoemulsão inovadora livre de polietilenoglicóis (PEG), usando um surfactante APG para encapsular o BDO, caracterizando sua estabilidade, propriedades físico-químicas e potencial segurança. Adicionalmente, o estudo investigou o comportamento pH-dependente dos surfactantes APG e sua influência na estabilidade e uniformidade das nanoemulsões, um aspecto pouco explorado na ciência farmacêutica até hoje. Este estudo analisou ainda os teores de t-nerolidol e β-cariofileno no BDO, avaliou sua toxicidade em células de fibroblastos humanos e o seu efeito na migração celular. A determinação dos teores de t-nerolidol e β-cariofileno no óleo essencial por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), revelou a presença de 13,84% de t-nerolidol e 2,68% de β-cariofileno. Testes de citotoxicidade mostraram que o BDO não apresentou toxicidade até concentrações de 500 μg/mL, e os ensaios de migração celular demonstraram seu potencial para a cicatrização, com taxas de fechamento de feridas significativamente superiores ao controle: cerca de 71% e 78% em 24 e 48 horas, respectivamente, em comparação a 43% e 51% no mesmo intervalo, indicando o seu potencial para a reparação da pele. Através da construção de um diagrama de fases ternário, quatro formulações foram selecionadas e processadas no ultrassom, resultando em aspecto translúcido característico de suspensões coloidais nanométricas. As formulações foram avaliadas quanto ao diâmetro hidrodinâmico médio das gotículas, índice de polidispersão (PdI), potencial zeta (PZ) e condutividade durante 90 dias. As nanoemulsões produzidas com a proporção surfactante:BDO de 1:1, produziram gotículas menores que 60 nm e baixa polidispersidade (PdI < 0,2). O pH inicial das formulações foi elevado (pH > 11), devido ao APG. Após ajustes para pH 6,5, observou-se um aumento no diâmetro das gotas para 78 nm e o PdI para 0,3, sugerindo uma alteração na atividade interfacial do surfactante. Após 90 dias, a nanoemulsão com pH 6,5 estabilizou-se com diâmetro de gota em torno de 120 nm e PdI < 0,3, indicando um sistema monodisperso. A nanoemulsão em pH 11,5 apresentou instabilidade precoce, com PdI > 0,3 após 21 dias, sugerindo coalescência. As análises espectroscópicas confirmaram alterações conformacionais no APG e no BDO relacionadas às variações de pH, apoiando a hipótese de mudanças conformacionais dependentes de pH no APG. Além disso, o teste HET-CAM indicou menor escore de irritação (IS 3,0 ± 0,0) para nanoemulsão em pH 6,5 comparado ao 11,5 (IS 3,6 ± 1,15), reforçando a importância do controle do pH para a segurança de formulações tópicas. Este trabalho enfatiza o potencial das nanoemulsões baseadas em APG em produtos farmacêuticos mais seguros e sustentáveis, destacando o comportamento sensível ao pH deste sistema.
Abstract: Alkyl polyglucosides (APG) are nonionic surfactants derived from renewable sources, with favorable ecotoxicological properties and high biodegradability, making them attractive for the development of safe and sustainable pharmaceutical formulations. The essential oil of Baccharis dracunculifolia (BDO), rich in bioactive compounds such as β-caryophyllene and t-nerolidol, possesses antimicrobial and anti-inflammatory properties, granting it potential for topical applications aimed at wound healing. In this context, this study aimed to develop an innovative polyethylene glycol (PEG)-free nanoemulsion using an APG surfactant to encapsulate BDO, characterizing its stability, physicochemical properties, and potential safety. Additionally, the study investigated the pH-dependent behavior of APG surfactants and their influence on the stability and uniformity of nanoemulsions, an aspect scarcely explored in pharmaceutical science to date. This study also analyzed the contents of t-nerolidol and β-caryophyllene in BDO, evaluated its toxicity in human fibroblast cells, and assessed its effect on cell migration. High-performance liquid chromatography (HPLC) analysis revealed the presence of 13.84% t-nerolidol and 2.68% β-caryophyllene in the essential oil. Cytotoxicity tests showed that BDO exhibited no toxicity up to concentrations of 500 μg/mL, and cell migration assays demonstrated its potential for wound healing, with wound closure rates significantly higher than the control: approximately 71% and 78% at 24 and 48 hours, respectively, compared to 43% and 51% in the same intervals, indicating its potential for skin repair. Through the construction of a ternary phase diagram, four formulations were selected and processed by ultrasound, resulting in the translucent appearance characteristic of nanometric colloidal suspensions. The formulations were evaluated for mean hydrodynamic droplet diameter, polydispersity index (PdI), zeta potential (ZP), and conductivity over 90 days. Nanoemulsions prepared with a surfactant:BDO ratio of 1:1 produced droplets smaller than 60 nm with low polydispersity (PdI < 0.2). The initial pH of the formulations was high (pH > 11) due to the APG. After adjustments to pH 6.5, an increase in droplet size to 78 nm and PdI to 0.3 was observed, suggesting alterations in the interfacial activity of the surfactant. After 90 days, the nanoemulsion at pH 6.5 stabilized with a droplet size of approximately 120 nm and PdI < 0.3, indicating a monodisperse system. Conversely, the nanoemulsion at pH 11.5 exhibited early instability, with PdI > 0.3 after 21 days, suggesting coalescence. Spectroscopic analyses confirmed conformational changes in the APG and BDO related to pH variations, supporting the hypothesis of pH-dependent conformational changes in APG. Moreover, the HET-CAM test indicated a lower irritation score (IS 3.0 ± 0.0) for the nanoemulsion at pH 6.5 compared to pH 11.5 (IS 3.6 ± 1.15), reinforcing the importance of pH control for the safety of topical formulations. This work highlights the potential of APG-based nanoemulsions for safer and more sustainable pharmaceutical products, emphasizing the pH-sensitive behavior of this system.
Keywords: Tensoativos biodegradáveis
Estabilidade dependente do pH
Estabilidade coloidal
Aplicações tópicas
Cicatrização de feridas
Biodegradable surfactants
PH-dependent stability
Colloidal stability
Topical applications
Wound healing
CNPq: CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::FARMACIA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Farmácia
Program: Programa de Pós-graduação em Ciências Farmacêuticas
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/18055
Issue Date: 28-Nov-2024
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