seminaris de recerca facultat de farmÀcia 2 doctubre...
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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
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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
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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.
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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
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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
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Micropalanca flexible
Fuerzainteraccióninteracción
Superficie muestra
Adaptado de: http://www.mf.mpg.de/en/abteilungen/dosch/barrena/spm-principle_en.shtml
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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)
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MODO de TAPPINGMODO de CONTACTO
Caracterización de muestrasCaracterización Caracterización de muestras biológicas (muestras blandas)
Caracterizaciónde materiales
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2 μm 500 nm2 μm 500 nm
Microscopía electrónica de barrido
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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
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=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
