Syntesis and charactherization of celecoxib-loaded nanomicellar topical formulation on diabetic retinopathy

Abstract

Uma das áreas mais desafiadoras da tecnologia farmacêutica é o desenvolvimento de sistemas liberação de fármacos oftálmicos. Este facto deve-se à complexa anatomia e fisiologia do globo ocular. Essa complexidade leva a que muitos dos sistemas desenvolvidos sejam ineficazes, principalmente quando o objetivo é o tratamento de doenças do segmento posterior do globo ocular. A retinopatia diabética (DR) e o edema macular diabético (DME), são duas dessas doenças responsáveis pela maioria dos casos de cegueira na população ativa. Estes dois distúrbios são causados por uma expressão exagerada do fator de crescimento endotelial vascular (VEGF), em paralelo com a indução de processos inflamatórios. Atualmente, os tratamentos da DR e do DME são terapias invasivas, que têm demonstrado vários efeitos colaterais associados. Assim, é necessário desenvolver novas abordagens terapêuticas, mais seguras. O celecoxib é um anti-inflamatório não-esteroide (NSAIDs) com efeitos anti-VEGF e antiproliferativos. Este fármaco tem demonstrado ser uma alternativa promissora para o tratamento da DR e do DME. O objetivo deste estudo foi desenvolver uma formulação nanomicelar (NMF), tópica, límpida que apresentasse um tamanho nanomicelar pequeno e uma elevada eficiência de aprisionamento de celecoxib. A aplicação tópica de NMF no saco conjuntival, permite que as nanomicelas atravessem os canais da esclera e alcancem os tecidos oculares posteriores (retina/coróide), libertando neles o celecoxib. As NMFs foram preparadas pela mistura dos seguintes surfactantes poliméricos: succinato de D-α-tocoferol polietilenoglicol-1000 (Vitamin E TPGS) e Pluronic F-127 (PF 127), utilizando o método de evaporação do solvente. As NMFs foram analisadas ​​quanto ao tamanho, índice de polidispersão (PDI), potencial zeta, eficiência do aprisionamento (EE%), encapsulamento do fármaco (DL%) e clareza óptica. Os resultados mostram que as NMFs apresentaram um tamanho que varia de 44 a 49 nm, um PDI aceitável (0,090-0,150) e um potencial zeta negativo. As NMF carregadas com celecoxib mostraram excelentes EE %, DL% e clareza óptica. A formulação F apresentou o tamanho menor (44,17 ± 0,12) nm e a eficiência de aprisionamento mais elevada (EE% 92,02%).

One of the most challenging areas of pharmaceutical technology is development of ocular drug delivery systems. This is due to the complex anatomy and physiology of the eye. This complexity leads to many of the developed systems being ineffective, especially, when the aim is to treat posterior segment diseases. Diabetic retinopathy (DR) and diabetic macular edema (DME) are two of these diseases and are a leading cause of blindness in working-age populations. These two disorders are caused by an exaggerated expression of vascular endothelial growth factor (VEGF), in parallel with the induction of inflammatory processes. Currently DR and DME treatments are invasive therapies, that have demonstrated several associated side effects. Thus, it is necessary to develop new, safer therapeutic approaches. Celecoxib is a non-steroidal anti-inflammatory drug (NSAIDs) with anti-VEGF and antiproliferative effects. It has been shown to be a promising alternative for the treatment of DR and DME. The purpose of this study was to develop a clear topical nanomicellar formulation (NMF) that presents a small nanomicellar size and a high entrapment efficiency of celecoxib. The topical application of NMF in the conjunctival sac, allows the nanomicelles to cross the sclera channels and reach the posterior ocular tissues (retina/choroid), releasing celecoxib in both.NMFs were prepared by blending of the following polymeric surfactants: D-α-tocopherol polyethylene glycol-1000 succinate (Vitamin E TPGS) and Pluronic F-127 (PF 127) using the solvent evaporation method. NMFs were analyzed for size, polydispersity index (PDI), zeta potential, entrapment efficiency (EE%), drug loading (DL%) and optical clarity.The results show that NMFs presented a size ranging from 44 to 49 nm, an acceptable PDI (0.090-0.150) and a negative zeta potentials. The celecoxib-loaded NMF showed EE%, DL% and optical clarity excellent. The formulation F presented the smallest size (44.17±0.12) nm and hight EE% (92.02%).