Desenvolvimento e caracterização de nanopartículas híbridas de lecitina/quitosana para liberação modificada da progesterona

dc.contributor.advisor-co1Campo , Patrícia Mazureki
dc.contributor.advisor-co1Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.contributor.advisor1Ferrari , Priscileila Colerato
dc.contributor.advisor1Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.contributor.instituicao-banca1Universidade Estadual Paulistapt_BR
dc.contributor.instituicao-banca2Universidade Estadual do Centro Oestept_BR
dc.contributor.referee1Chorilli , Marlus
dc.contributor.referee1Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.contributor.referee2Mainardes , Rubiana Mara
dc.contributor.referee2Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.creatorLopes , Brenda Alves
dc.creator.Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.date.accessioned2025-05-11T22:35:30Z
dc.date.accessioned2026-06-30T18:33:57Z
dc.date.available2025-05-11T00:00:00Z
dc.date.available2025-05-11T22:35:30Z
dc.date.issued2025-03-26
dc.description.abstractProgesterone (PG) is a steroid hormone that plays a crucial role in the female reproductive system. Although vaginal administration represents the most effective route, its therapeutic efficacy is limited by its instability in acidic pH, low aqueous solubility, and the self-cleaning mechanisms of the vaginal mucosa. To address these challenges, self-assembling nanoparticles based on lecithin (LC) and chitosan (CS) were developed as promising carriers for PG encapsulation, aiming at vaginal delivery.The nanoparticles were synthesized using the ethanol injection technique and optimized through a 3² factorial design to assess the influence of chitosan (factor A) and PG (factor B) concentrations on the physicochemical properties of the nanoparticles. The formulations were characterized by dynamic light scattering (DLS) and electrophoretic mobility, while encapsulation efficiency (EE) and PG content were determined by previously validated ultra-high-performance liquid chromatography (UHPLC) methods.The optimized formulation (NPPG) was further characterized using field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), X-ray diffraction (XRD), and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), in addition to stability studies conducted at different temperatures over a period of 120 days. In vitro drug release was evaluated at pH 4.0 and 7.5 using mathematical modeling to elucidate the release kinetics. Mucoadhesive properties were assessed in vitro by measuring binding efficiency (BE%) and analyzing physicochemical changes upon contact with varying concentrations of mucin.The results demonstrated that nanoparticles were successfully obtained using the proposed methodology. The optimized formulation, containing 25 mg of CS and 10 mg of PG, exhibited spherical morphology, a smooth and regular surface, and nanometric size, consistent with DLS findings, which indicated an average diameter of 256.03 nm, monodispersity (PDI = 0.335), a positive zeta potential of +19.93 mV, high encapsulation efficiency (98.51%), and PG content of 2.11% (equivalent to 20 mg/g). XRD analysis suggested that the encapsulation process resulted in PG amorphization, whereas FTIR analysis confirmed successful drug entrapment within the hybrid nanoparticles.Stability studies identified 4 °C as the most suitable storage condition, effectively preserving the physicochemical properties of NPPG (p > 0.05). In vitro release studies demonstrated a controlled release profile, with 73.94% and 48.56% of PG released at pH 4.0 and 7.4, respectively, after 12 hours. Release kinetics were best described by the Korsmeyer–Peppas model (R² = 0.9961 at pH 4.0; R² = 0.9732 at pH 7.4) and the Weibull model (R² = 0.9849 at pH 4.0; R² = 0.9267 at pH 7.4), indicating Fickian diffusion and parabolic release mechanisms (n < 0.45; b < 1) under both conditions. In vitro mucoadhesion assays confirmed the mucoadhesive potential of NPPG, attributed to the presence of chitosan, as evidenced by an increase in mean particle size and a shift from positive to negative surface charge upon exposure to mucin. The highest binding efficiency (27.97 ± 0.69%) was observed at a mucin concentration of 0.25 mg/mL. Collectively, the findings provide a robust experimental basis supporting the use of hybrid lecithin–chitosan nanoparticles as a viable, attractive, and innovative strategy for vaginal delivery of progesterone.pt_BR
dc.description.resumoA progesterona (PG) é um hormônio esteroide essencial para o sistema reprodutor feminino. Embora a aplicação vaginal seja a via mais eficaz, sua eficácia é limitada pela instabilidade em pH ácido, baixa solubilidade em água e pelos mecanismos de autolimpeza da mucosa vaginal. Para superar esse problema, desenvolveu-se nanopartículas automontáveis à base de lecitina (LC) e quitosana (QS) como carreadores promissores para a encapsulação de PG objetivando a sua aplicação vaginal. As nanopartículas foram sintetizadas utilizando a técnica de injeção etanólica, seguindo um planejamento fatorial 3² para avaliar a influência da concentração de QS(A) e PG (B) nas características físico-química das nanopartículas. As formulações foram caracterizadas por espalhamento dinâmico de luz (DLS) e mobilidade eletroforética, e a Eficiência de encapsulação (EE) e teor de PG obtidos por Cromatografia Líquida de Ultra-alta Eficiência (CLUE) previamente validado. A nanopartícula otimizada (NPPG) foi analisada por Microscopia eletrônica de varredura acoplado com emissão de campo (MEV-FEG), difração de raio X (DRX) e Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), além de estudos de estabilidade em diferentes temperaturas durante 120 dias. O mecanismo de liberação in vitro foi analisado por modelos matemáticos em pH 4,0 e 7,5. A mucoadesão in vitro foi avaliada pela eficiência de ligação (EElig%) e pela alterações físico-químicas após o contato com diferentes concentrações de mucina. Os resultados mostraram que as nanopartículas foram obtidas com sucesso pelo método proposto. A nanopartícula otimizada (NPPG) que possuía 25 mg de QS e 10 mg de PG apresentou formato esférico, superfície lisa e regular com tamanho nanométrico, em conformidade com os resultados obtidos por DLS, que indicaram nanopartículas com 256,03 nm de diâmetro, monodispersas (IPD= 0,335), potencial zeta de + 19,93 mV, EE de 98,51% e teor de PG de 2,11% (20 mg/g). A análise de DRX sugeriu que o processo de encapsulação levou à amorfização da PG, enquanto o FTIR sugeriu o encapsulamento bem-sucedido do fármaco nas nanopartículas híbridas. O estudo de estabilidade indicou 4 °C como a melhor condição de armazenamento, pois conseguiu preservar melhor as características da NPPG (p>0,05). Ensaios in vitro demonstraram liberação controlada do fármaco, com liberação de 73,94% e 48,56% no pH 4,0 e pH 7,4, respectivamente após 12 horas. A cinética de liberação pode ser explicada pelos modelos de Korsmeyer-Peppas (Raj= 0,9961 em pH 4,0; Raj= 0,9732 em pH 7,4) e Weibull (Raj= 0,9849 em pH 4,0; Raj= 0,9267 em pH 7,4), que caracterizaram o transporte por difusão Fickiana e liberação parabólica com n<0,45 e b<1 em ambos pHs. Os estudos de mucoadesão in vitro evidenciaram que a NPPG possui boa capacidade mucoadesiva atribuída a quitosana, com aumento do diâmetro médio, inversão de cargas positivas para negativas após o contato com diferentes concentrações de mucina, com eficiência de ligação maior de 27,97 ± 0,69 % para a concentração de 0,25 mg. mL -1 de mucina. Dessa maneira, os resultados obtidos fornecem uma base experimental que viabiliza o uso de nanopartículas híbridas de lecitina e quitosana como uma alternativa viável, atrativa e inovadora para aplicação da progesterona pela via vaginal.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.identifier.citationLOPES, Brenda Alves. Desenvolvimento e caracterização de nanopartículas híbridas de lecitina/quitosana para liberação modificada da progesterona. Dissertação (Mestrado em Ciências Farmacêuticas) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttps://ri.uepg.br/handle/123456789/3538
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Estadual de Ponta Grossapt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Ciências Farmacêuticaspt_BR
dc.publisher.initialsUEPGpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Farmaceuticaspt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectnanotecnologiapt_BR
dc.subjectmucosa vaginalpt_BR
dc.subjectmucosa vaginalpt_BR
dc.subjectnanopartículas híbridaspt_BR
dc.subjecthormônio esteroidept_BR
dc.subjectnanotechnologypt_BR
dc.subjectvaginal mucosapt_BR
dc.subjectfactorial designpt_BR
dc.subjecthybrid nanoparticlespt_BR
dc.subjectsteroid hormonept_BR
dc.subject.cnpqFarmacêuticaspt_BR
dc.titleDesenvolvimento e caracterização de nanopartículas híbridas de lecitina/quitosana para liberação modificada da progesteronapt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

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