Trabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, 2020, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia.Uma tarefa desafiadora para a indústria farmacêutica tem sido a melhoria da solubilidade de fármacos pouco solúveis em água. A produção de dispersões sólidas amorfas constitui uma das estratégias mais promissoras para aumentar a solubilidade, velocidade de libertação e biodisponibilidade destes fármacos. Este estudo propõe a produção de dispersões sólidas amorfas com fármacos de classe II do Sistema de Classificação Biofarmacêutica, através da extrusão a quente, tecnologia que permite o aumento da solubilidade em água, usando um polímero natural e biodegradável, o amido. Os fármacos em estudo, Ibuprofeno e Carbamazepina, classificados como fármacos de classe II (baixa solubilidade e elevada permeabilidade), foram formulados com amido de milho e amido de milho glutinoso. O amido é constituído por dois biopolímeros, amilose, uma macromolécula linear, e amilopectina, uma macromolécula altamente ramificada. O Ibuprofeno e a água foram usados pelos seus efeitos plastificantes. Primeiro, a mistura das formulações foi feita num misturador de tambor. A calorimetria diferencial de varrimento foi usada para determinar a temperatura de transição vítrea dos amidos. Durante a extrusão, a água foi adicionada ao extrusor de duplo parafuso co-rotativo através de uma bomba. Depois, as amostras foram secadas em estufa a 40°C durante ±12h e a moagem foi feita em almofariz e num moinho de bolas. Apresenta-se uma visão geral dos métodos de caracterização, a Calorimetria diferencial de varrimento e a Difração de Raios-X, para uma melhor compreensão das dispersões sólidas à base de amido. Os dados apresentados sugerem que a maiores rotações e com mais água, os produtos extrudados tornaram-se mais amorfos. Visualmente, a maioria das amostras exibia uma cor branca opaca homogénea, característica de um material cristalino. Os resultados da difratometria das dispersões sólidas de Ibuprofeno e Carbamazepina indicam que permaneceram na sua forma cristalina. Os termogramas, que exibem um pico endotérmico, indicam de que o Ibuprofeno permaneceu cristalino. Este trabalho permitiu uma melhor compreensão do processo de extrusão a quente, dos métodos de caracterização do estado sólido e do comportamento de amido extrudado com fármacos. Comparando os dois tipos de amidos, o amido de milho revelou-se uma melhor escolha para a produção de dispersões sólidas amorfas.A challenging task for the pharmaceutical industry remains the effort to improve the solubility of poorly water-soluble drugs. The production of amorphous solid dispersions is one of the most promising strategies to enhance the drug release rate and bioavailability of these active pharmaceutical ingredients. The current study explored the production of amorphous solid dispersions with Biopharmaceutical Classification System class II drugs via hot-melt extrusion, an aqueoussolubility enhancement technology, using a natural and eco-friendly polymer such as starch. As model drugs, Ibuprofen and Carbamazepine, categorized as class II drugs (low solubility, high permeability) were formulated with two different starch types, Maize Corn Starch and Waxy Corn Starch. Starch is made of two biopolymers, amylose, a linear macromolecule, and the highly branched amylopectin. Ibuprofen and the addiction of water had plasticizing effects. Prior to extrusion, the physical mixtures were mixed in a tumble blender and Differential Scanning Calorimetry was used to assess the glass transition temperature of both starches. During the extrusion, water was fed into the co-rotating twin-screw with a pump. Then, the samples were dried in an oven at 40°C for ±12h, and grinding was performed through hand grinding and a ball mill. An overview of the solid-state characterization methods, Differential Scanning Calorimetry and X-Ray Powder Diffraction, is put together for a better comprehension of the extrudates’ solid-state. The data presented suggest that at a higher rotation and with more water, the extrudates became more amorphous. The visual evaluation shows most samples exhibited a white opaque homogeneous colour, characteristic of a crystalline material. The diffractograms showed that Ibuprofen and Carbamazepine were embedded in the starch matrix in their crystalline form. The thermograms of Ibuprofen solid dispersions exhibited a single sharp endothermic peak, indicating that the drug remained crystalline. This work allowed for a better insight into the hot-melt extrusion process, the characterization methods and further understanding of the thermodynamic behaviour of hotmelt extruded starches with incorporated drugs. Comparing both starches, Maize Corn Starch revealed itself a better choice to produce amorphous solid dispersions.Com o patrocínio do Department of Pharmaceutical Technology, University of Bonn, German
