Trabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2017The skin or integument is the largest organ in the human body, covering an average area of 1.7 m2, acts as a barrier to protect the human body against unwanted substances. It comprises two main layers: the epidermis, the outermost layer, followed by the dermis.
Stratum corneum, the most external layer in the epidermis, is the major responsible for everything that gets inside or outside of the skin due to its unique constitution.
Hyaluronan is a GAG present in the skin, composed of N-acetylglucosamine and Glucuronic Acid as subunits. It has a great potential as a therapeutic agent for osteoarthritis and in cosmetics.
The aim of this study was to understand N-acetylglucosamine, which is a hydrophilic molecule, is a suitable material for topical release and permeation by using Franz Cells and two different membranes: Tuffryn® Membrane Filters and Strat-M® Membrane Filters.
Using the formulation for efficacy theory, eight solvents were tested as CPEs in regard to the solubility of the N-acetylglucosamine in each one of them. From the eight solvents, three were selected to proceed with the study: water, glycerol and propylene glycol.
Different formulations using those solvents in different proportions were manufactured and analysed, firstly using the Tuffryn® Membrane Filters for the release study and then using the Strat-M® Membrane Filters for the permeation study.
The results obtained were promising; it was proved that the formulation comprised of the three solvents, water, glycerol, and propylene glycol in a proportion of 1:1:1 was the one where the release and permeation of N-acetylglucosamine had better results. Although the other formulations’ results were not as good, all of them showed release and permeation rates that deserve further attention.A pele ou integumento é o maior órgão do corpo humano cobrindo uma área média de 1,7m2 que atua como uma barreira, de forma a proteger o organismo de substâncias indesejáveis, ao mesmo tempo que impede a passagem de substâncias essenciais à vida para o exterior do corpo.
É constituído por duas camadas principais, a epiderme e a derme, sendo a primeira a principal responsável por esta proteção, através do estrato córneo, o qual constitui a camada mais externa da epiderme, e que, com a sua composição única em corneócitos e uma camada dupla de lípidos, é o responsável maioritário por este controlo. O estrato córneo tem também como principal função o controlo da perda de água através da pele, de forma a evitar a desidratação do corpo humano, mas que também é um fator indicativo de problemas dermatológicos e de comprometimento da função de barreira da pele.
Os glicosaminoglicanos são polissacáridos complexos formados através da combinação de vários dissacáridos, de forma a formar longas cadeias. Estes glicosaminoglicanos são carregados negativamente, permitindo que se repelem e deslizem uns sobre os outros. Além disso, têm a capacidade de sofrer expansão ou compressão aquando da inserção ou remoção de água.
Dentro do grupo dos glicosaminoglicanos podem considerar-se seis diferentes tipos de glicosaminoglicanos, sendo eles a heparina, o heparan sulfato, as condroitinas 4 e 6-sulfato, o sulfato de dermatana, o ácido hialurónico e o sulfato de queratana.
Por sua vez, o ácido hialurónico, é um glicosaminoglicano cujas unidades básicas são o ácido glucurónico e a N-acetilglucosamina, sendo a ultima molécula o foco desta dissertação. O ácido hialurónico, enquanto molécula ativa, é um potencial agente terapêutico e cosmético de grande relevância e importância.
No que diz respeito à passagem de substâncias através da pele, esta pode ocorrer de três formas, seja por meio intracelular, por meio transcelular ou por meio de folículos, podendo uma ou mais destas vias ser utilizada em simultâneo.
Relativamente à passagem de moléculas através da pele, a utilização de “chemical penetration enhancers” tem sido uma técnica muito utilizada de forma a aumentar a quantidade de ativo que consegue passar através da pele, a partir de uma formulação, e assim exercer a sua função no local certo e na quantidade necessária. Vários compostos têm sido classificados como “chemical penetration enhancers”, no entanto, não existe nenhum que se aproxime da noção de composto ideal para exercer esta função. Por isso, é comum associar mais que um destes compostos de forma a obter o efeito desejado e uma maior eficácia.
Alguns “chemical penetration enhancers” bastante utilizados nos dias de hoje são compostos como a água, glicóis, álcoois de cadeia curta, ácidos gordos e ésteres.
O principal objetivo deste estudo era perceber se a N-acetilglucosamina, a qual é uma molécula hidrofílica, teria bons resultados na cedência e permeação através da pele utilizando células de Franz para o efeito com duas membranas diferentes: Membranas Tuffryn® e Membranas Strat-M®.
Utilizando como base a teoria de “formulation for efficacy”, baseada na capacidade de partição de um ativo desde o veículo até à sua entrada na pele, oito solventes foram testados como potenciais “chemical penetration enhancers”, testando para isso a solubilidade do ativo, a N-acetilglucosamina, em cada um desses solventes. Dos oitos solventes testados, apenas três mostraram ter os requisitos necessários e foram selecionados para continuar em estudo. Foram eles a água, o glicerol e o propilenoglicol.
Para testar a cedência e permeação da N-acetilglucosamina, oito formulações foram elaboradas e analisadas. Estas formulações eram constituídas por um, dois ou três solventes em simultâneo em diferentes proporções de forma a perceber qual a influência que diferentes quantidades de cada solvente tinham no ativo.
A análise foi primeiramente efetuada utilizando as membranas Tuffryn® para os estudos de cedência, no qual os resultados foram promissores, com valores entre os 10-15% após 4h de ensaio, permitindo que o estudo prosseguisse para os ensaios de permeação.
Relativamente aos ensaios de permeação, estes foram então realizados utilizando as membranas Strat-M®. Nestes ensaios, como já era expectável, a percentagem de N-acetilglucosamina que sofreu permeação diminuiu comparativamente com os ensaios de cedência. No entanto, esta diminuição não foi muito acentuada, sendo que ao final de 4h de ensaio os valores de permeação se encontravam entre os 7-8%.
Através dos resultados foi também possível verificar que a formulação que apresentou melhores resultados para a permeação de N-acetilglucosamina foi a formulação constituída por água, glicerol e propilenoglicol numa proporção de solventes de 1:1:1
