Development and characterization of niosomes as new drugs delivery systems

Trabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, 2020, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia.A utilização de niossomas para a veiculação de medicamentos, tem recebido muita atenção devido à potencial ação selectiva destas nanovesículas. Os niossomas são nanovesículas que se formam de forma espontânea, através da hidratação de tensioativos sintéticos. As propriedades dos niossomas são determinadas pelo seu tamanho, forma e pelas propriedades físico-químicas da sua superfície, sendo capazes de modificar a biodistribuição do medicamento e consequentemente a farmacocinética do fármaco por ele veículado. Este trabalho começa por rever a literatura atualmente disponível sobre estas nanovesículas, relativamente aos diferentes componentes que são utilizados no seu desenvolvimento, métodos de preparação, fatores que afetam a sua formação, bem como metodologias utilizadas para a sua caracterização e principais aplicações. O presente trabalho de investigação está integrado num projecto que tem como objectivo o desenvolvimento e caracterização de niossomas funcionalizados com receptores de manose, para a veiculação de fármacos anti-tumorais. O trabalho realizado corresponde apenas a um dos primeiros objetivos deste projecto, o qual se focou no desenvolvimento e caracterização de niosomas vazios, tendo em vista a avaliação do impacto dos diferentes métodos de produção, bem como das diferentes proporções dos componentes da formulação nas propiedades físico-químicas destes sistemas. Foram testados três métodos diferentes para a produção de niossomas (TLE-Paddle, TLE-Vortex e Reverse Phase) e 6 proporções dos componentes dos niossomas (Span®60, colesterol e Solulan). O tamanho, a dispersão de tamanhos (PDI), e o potencial dos niossomas foram determinados de forma a averiguar o impato das variáveis acima referidas. Os resultados apresentados permitem concluir que apenas o diferente rácio molar da formulação testada teve impacto nas características dos niossomas, uma vez que as propriedades dos niossomas não foram afetadas pelos métodos de produção. De entre as formulações de niossomas testadas, a proporção 50:25:25 de Span®60:Colesterol:Solulan permitiu produzir niossomas com as características desejadas, relativamente ao tamanho (inferior a 200 nm) e PDI (inferior a 0,2), sendo seguido pelo sistema produzido utilizando Span®60:Colesterol:Solulan na proporção 40:35:25. 4 Futuramente, os niossomas serão funcionalizados com o recetor de manose à superfície, será selecionado do fármaco antitumoral a veicular, far-se-á a preparação, produção e caracterização destes sistemas, bem como a avaliação da sua ação biológica. Os niossomas constituem sistemas promissores para a veiculação direcionada de substâncias ativas. No entanto, há algumas limitações associadas à sua utilização, nomeadamente a sua translação para uso clínico e o custo de produção.The use of niosomes for the delivery of medicines has received much attention due to the potential selective action of these nanovesicles. Niosomes are self-assembled vesicular nanocarriers obtained by hydration of synthetic surfactants. The properties of niosomes are determined by their size, shape and physico-chemical characteristics of their surface, being able to modify the drug's biodistribution and consequently the pharmacokinetics of the entrapped drug. As a background of the present work, a literature review was made on niosomes: their formulation components, methods of preparation, factors affecting their formation, physicochemical characterization and major applications. This research work is part of a project that aims to develop and characterize functionalized niosomes for mannose-targeted antitumoral drug delivery. The work carried out corresponds only to one of the first objectives of this project: development and characterization of empty niosomes, produced by different methods and using different proportions of the formulation. Three different methods have been explored for vesicle preparation (TLE-Paddle, TLE-Vortex and Reverse Phase method) and 6 proportions of the main excipients have been tested for niosomes formulation (Span®60, cholesterol and Solulan). Niosomes were characterized, in terms of particle size, homogeneity (polydispersity index PDI) and zeta potential. The results obtained indicate that only the molar ratio composition had an impact on the characteristics of niosomas, since the properties of niosomes were not affected by the production methods. Among the tested niosome formulations, the 50:25:25 ratio of Span®60:Cholesterol:Solulan allowed to produce niosomes with the targeted characteristics, namely size (less than 200nm) and PDI (less than 0.2), followed by niosomes produced using Span®60:Colesterol:Solulan in the ratio 40:35:25. In the future, the niosome surface will be functionalized with the mannose receptor and loaded with a selected antitumoral drug. The physicochemical properties of these vesicles will be characterized and their biological effect will be evaluated. Niosomes constitute promising targeted drug delivery systems. However, there are some limitations associated with their use, namely their translation for clinical use and the cost of production