seminaris de recerca facultat de farmÀcia 2 doctubre...

SEMINARIS DE RECERCA. FACULTAT DE FARMÀCIA

2 D’OCTUBRE DE 2012

MIREIA OLIVA I HERRERAMIREIA OLIVA I HERRERADEPARTAMENT DE FARMÀCIA I TECNOLOGIA FARMACÈUTICA

2009 SGR 2772009 SGR 277

2009 SGR 2772009 SGR 277

Fausto Sanz Pau Gorostiza

Marina Giannotti Ismael Díez

Fernanda Andrade Montse Enjuanes

NANOPARTÍCULESPOLISACÀRIDS

AUTOORDENACIÓ (SELF ASSEMBLING)AUTOORDENACIÓ (SELF‐ASSEMBLING)ALLIBERACIÓ CONTROLADAALLIBERACIÓ CONTROLADA

2009 SGR 2772009 SGR 277

NANOPARTÍCULESPOLISACÀRIDS

AUTOORDENACIÓ (SELF ASSEMBLING)AUTOORDENACIÓ (SELF‐ASSEMBLING)ALLIBERACIÓ CONTROLADAALLIBERACIÓ CONTROLADA

2009 SGR 2772009 SGR 277

N h ti l M t i t Nanospheres o nanoparticles: Matrix systems

Nanocapsules: Vesicles

NCsNCs NPsNPs

PolymericyMembrane

Core (liquid or solid)( q )

2009 SGR 2772009 SGR 277

O i tiO i ti C il bl kC il bl k

Particle aggregation

OpsonizationOpsonization Capilar blockCapilar block

Capilar block

Particle size

1μm 4 μm

2009 SGR 2772009 SGR 277

NANOPARTÍCULESPOLISACÀRIDS

AUTOORDENACIÓ (SELF ASSEMBLING)AUTOORDENACIÓ (SELF‐ASSEMBLING)ALLIBERACIÓ CONTROLADAALLIBERACIÓ CONTROLADA

2009 SGR 2772009 SGR 277

NATURALLY EXTRACTED : “Biopolymers”“Biopolymers” NATURALLY‐EXTRACTED : “Biopolymers”“Biopolymers”Polisaccharides: celulose derivatives, chitosans, carrageenans, 

xantan gumxantan gum, ...

Monodisperse: low toxicity

Water soluble: no need for organic solvents GREEN PROCESSESWater‐soluble: no need for organic solvents  GREEN PROCESSES

SYNTHETICALLY OBTAINED:

PMMA, PLA, PGA, PLGA, PEG, etc.

Polydisperse: unknown toxicityPolydisperse: unknown toxicity

Water‐unsoluble: use of organic solvents

2009 SGR 2772009 SGR 277

NANOPARTÍCULESPOLISACÀRIDS

AUTOORDENACIÓ (SELF ASSEMBLING)AUTOORDENACIÓ (SELF‐ASSEMBLING)ALLIBERACIÓ CONTROLADAALLIBERACIÓ CONTROLADA

2009 SGR 2772009 SGR 277

MANUFACTURINGMANUFACTURINGSimple technologies

L t ( ti ll )XY=36.8±5.5 nm

Z=4,1±0,4 nm

Low-cost processes (energetically)

STABILITY Z 4,1±0,4 nm

Long term stability

Enough stability to allow freeze-dryingEnough stability to allow freeze-drying

2009 SGR 2772009 SGR 277

NANOPARTÍCULESPOLISACÀRIDS

AUTOORDENACIÓ (SELF ASSEMBLING)AUTOORDENACIÓ (SELF‐ASSEMBLING)ALLIBERACIÓ CONTROLADAALLIBERACIÓ CONTROLADA

2009 SGR 2772009 SGR 277

DRUG RELEASE   Conventional release Conventional release

Modified release 

Delayed release

Regulated release:  ‐ Repeated releaseC t ll d l‐ Controlled release 

2009 SGR 2772009 SGR 277

DRUG RELEASE  Conventional release Conventional release

Modified release 

Delayed release

Regulated release:   ‐ Repeated release

C ll d l‐ Controlled release 

“The release rate is controlled by the deliveryThe release rate is controlled by the delivery system itself and not by the external conditions”

2009 SGR 2772009 SGR 277

DRUG RELEASE   Conventional releaseModified release  Delayed release Delayed release Regulated release:   ‐ Repeated release

‐ Controlled release

DRUG TARGETINGh b d l hBringing the active substance directly to the 

site/organ of action.

2009 SGR 2772009 SGR 277

TARGETTARGETACTIVE SUBSTANCEACTIVE SUBSTANCE TARGETTARGET

Cheng J et al. 2007. Biomaterials 28:869-76

2009 SGR 2772009 SGR 277

ESTRUCTURAMOLECULAR

CONFORMACIÓ TRIDIMENSIONAL

INTERACCIONS INTERACCIONS MOLECULARS

PERFIL D’ALLIBERACIÓ

2009 SGR 2772009 SGR 277

Caracterización estructural Superficie:pMicroscopía de Fuerza Atómica Perfilometría interferométrica

MMasa: Difracción de rayos X

Caracterización química Caracterización química Superficie: Espectroscopía de fotoelectrones Espectrometría de masas de iones secundarios Espectroscopía infrarroja por reflexión total atenuada

Masa:Masa: Espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier Espectroscopía Raman por transformada de Fourier

2009 SGR 2772009 SGR 277

Caracterización estructural Superficie:pMicroscopía de Fuerza Atómica Perfilometría interferométrica

MMasa: Difracción de rayos X

Caracterización química Caracterización química Superficie: Espectroscopía de fotoelectrones Espectrometría de masas de iones secundarios Espectroscopía infrarroja por reflexión total atenuada

Masa:Masa: Espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier Espectroscopía Raman por transformada de Fourier

2009 SGR 2772009 SGR 277

Micropalanca flexible

Fuerzainteraccióninteracción

Superficie muestra

Adaptado de: http://www.mf.mpg.de/en/abteilungen/dosch/barrena/spm-principle_en.shtml

2009 SGR 2772009 SGR 277

LáserFotodiodo

ibl Lásersensible a la posición

Micropalanca

ESCÁNERTubo piezoeléctricoTubo piezoeléctrico

Adaptado de: www3.physik.uni-greifswald.de/method/afm/eafm.htm

2009 SGR 2772009 SGR 277

2009 SGR 2772009 SGR 277

RESOLUCIÓN VERTICAL:

ÅÅ 0,5 0,5 ÅÅ Depende de:

Ruido ambiental

Calidad del tubo piezoeléctrico  precisión.

RESOLUCIÓN LATERAL:

10 10 nmnm Depende del radio de la punta:

Radio nominal

Adhesión de material (muestras blandas)

2009 SGR 2772009 SGR 277

MODO de TAPPINGMODO de CONTACTO

Caracterización de muestrasCaracterización Caracterización de muestras biológicas (muestras blandas)

Caracterizaciónde materiales

2009 SGR 2772009 SGR 277

2 μm 500 nm2 μm 500 nm

Microscopía electrónica de barrido

2009 SGR 2772009 SGR 277

200 nm 50 nm

AFM en medio líquido: dispersión en agua

2009 SGR 2772009 SGR 277

2009 SGR 2772009 SGR 277

Profundidad de análisis: ~5 nm ( = 45º) Valores %: nº de átomos, no masa. Espectro general: Composición (%)atómica superficial (excepto H). Espectro de alta resolución: Distribución (%) de grupos funcionales.

Haz de Rayos XHaz de Rayos X

10 nm

d it ió 1 1 2

=15°

area de excitación ~1x1 cm2

2009 SGR 2772009 SGR 277

=45°

=90°

10 nm10 nm

10 nm

2009 SGR 2772009 SGR 277

Ti d C b D l i E í d l ( V)

ASIGNACIÓN DE ENERGÍAS DE ENLACEASIGNACIÓN DE ENERGÍAS DE ENLACE

Tipo de Carbono Desplazamiento Energía de enlace (eV)

Alifático, alicíclico y aromático 0 284,8 a N (alifático y piridínico)β a Cl (aromático)Hidroxílico

0,7 285,5

a Cl (aromático) a carboxilo (etilénico)

1,5 286,3

Éter 2,3 287,1Carboxílico

4 288 8Éster sulfato

4 288,8

D. Briggs y J.T. Grant, Eds. Surface Analysis by Auger and X‐Ray Photoelectron Spectroscopy.2ª ed., IM Publications: Chichester, UK. 2003.

2009 SGR 2772009 SGR 277

Estudio de las interacciones entre λ‐carragenano y fármacos b d L ibases de Lewis:

Ensayos de microdiálisis: máxima capacidad de enlace.

C fí lí id hid f bi id d Cromatografía líquida: hidrofobicidad. 

MÁXIMA

HIDROFOBICIDAD CAPACIDADENLACE

Bonferoni MC, Rossi S, Ferrari F, Oliva M, Caramella C. Interactions between ‐d l ó

ENLACE

Carrageenan and some Basic Drugs in Aqueous Solution.      III Congreso AsociaciónEspañola de Docentes de Farmacia Galénica. Tenerife, 1997. pp.201‐2.

2009 SGR 2772009 SGR 277

Formulación de matrices hidrofílicas de maleato de f λdexclorfeniramina y λ‐carragenano:

Liberación controlada del fármaco durante 24h.

Perfil  de  liberación  independiente  del  pH  del medio y de la agitación.

ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA DEL SISTEMA A 

ESCALA NANOMÉTRICAESCALA NANOMÉTRICA

2009 SGR 2772009 SGR 277

2009 SGR 2772009 SGR 277

t = 0 hourst = 2 hourst = 4 hourst = 6 hourst = 8 hourst = 10 hourst = 13 hourst = 14 hourst = 16 hourst = 17 hours

XY=36.8±5.5 nm

Z=4,1±0,4 nmZ 4,1±0,4 nm

25 nm Z (10 nm)25 nm Z (10 nm)25 nm Z (10 nm)25 nm Z (10 nm)25 nm Z (10 nm)25 nm Z (10 nm)25 nm Z (10 nm)25 nm Z (10 nm)25 nm Z (10 nm)25 nm Z (10 nm)

Oliva M et al. J. Pharm. Sci. 2003. 92:77.

25 nm Z (10 nm)25 nm Z (10 nm)25 nm Z (10 nm)25 nm Z (10 nm)25 nm Z (10 nm)25 nm Z (10 nm)25 nm Z (10 nm)25 nm Z (10 nm)25 nm Z (10 nm)25 nm Z (10 nm)

2009 SGR 2772009 SGR 277

XY=36.8±5.5 nmZ=4,1±0,4 nm

200 nm

2009 SGR 2772009 SGR 277

50 nm25 nm

25 nm

50 nm

Z range 50 nm

25 nm

g

2009 SGR 2772009 SGR 277

50 nm25 nm50 nm

Z range 25 nm2 nm1 nm

25 nm

2009 SGR 2772009 SGR 277

Z range 25 nm2 nm1 nm

DCFMDCFM CarragCarrag.. NANA NBNB

Tipo deTipo de carbono EE  (eV) % EE  (eV) % EE  (eV) % EE  (eV) %

AlifáticoAlicíclico 284 74 41 56 284 74 12 42 284 83 18 86 284 86 13 66AlicíclicoAromático

284,74 41,56 284,74 12,42 284,83 18,86 284,86 13,66

a Nβ lβ a ClHidroxílico

285,45 33,98 285,58 27,46 285,67 46,1 285,97 46,19

a Cl286 27 15 34 286 72 5 08 286 91 3 37

a carboxilo286,27 15,34 ‐ ‐ ‐ ‐ 286,72 5,08 286,91 3,37

Éter ‐ ‐ ‐ ‐ 287,07 47,41 288,93 11,72 287,25 28,74

CarboxílicoÉster sulfato

288,64 10,13 288,66 12,71 289,59 18,24 288,92 8,04

2009 SGR 2772009 SGR 277

25 nm25 nm

Z range 5 nm

2009 SGR 2772009 SGR 277

DCFMDCFM CarragCarrag.. NANA NBNB NCNC

Tipo deTipo de carbono EE  (eV) % EE  (eV) % EE  (eV) % EE  (eV) % EE  (eV) %

AlifáticoAlicíclico 284 74 41 56 284 74 12 42 284 83 18 86 284 86 13 66 284 96 18 71AlicíclicoAromático

284,74 41,56 284,74 12,42 284,83 18,86 284,86 13,66 284,96 18,71

a Nβ lβ a ClHidroxílico

285,45 33,98 285,58 27,46 285,67 46,1 285,97 46,19 285,86 41,71

a Cl286 27 15 34 286 72 5 08 286 91 3 37 286 53 4 94

a carboxilo286,27 15,34 ‐ ‐ ‐ ‐ 286,72 5,08 286,91 3,37 286,53 4,94

Éter ‐ ‐ ‐ ‐ 287,07 47,41 288,93 11,72 287,25 28,74 287,15 24,93

CarboxílicoÉster sulfato

288,64 10,13 288,66 12,71 289,59 18,24 288,92 8,04 288,86 9,7

2009 SGR 2772009 SGR 277

www.nanofabry.catwww.nanofabry.cat

2009 SGR 2772009 SGR 277

ÀPOLISACÀRID POLIELECTROLÍTIC

α-GALACTOSIDASA A

2009 SGR 2772009 SGR 277

2009 SGR 2772009 SGR 277

Giannotti M. I., et al.  Biomacromolecules 2011.

2009 SGR 2772009 SGR 277

LIOFILITZACIÓLIOFILITZACIÓ

FD1 FD2 FD3

T entrada producte(ºC) ‐40 ‐40 +4

T congelació (ºC) ‐40 ‐40 ‐40

T sublimació (ºC) +30 +25 +20

T fi l (ºC) 37 30 30T final (ºC) +37 +30 +30

T condensador (ºC) ‐80 ‐80 ‐80

Límit de buit (µmHg) 300 300 300Límit de buit (µmHg) 300 300 300

Total duration (h) 30 48 18

Secondary drying (h) 4 12 10Secondary drying (h) 4 12 10

Temperature holds No Yes No

2009 SGR 2772009 SGR 277

mireia_oliva@ub.edumireia_oliva@ub.edu

2009 SGR 2772009 SGR 277