Category Archives: Drug Design and Action

Solubilidad de JM-20: molécula con acción neuroprotectora

J Pharm Pharmacogn Res 8(2): 117-126, 2020.

Original Article

Solubilidad de equilibrio usando el método de agitación de matraces saturados de JM-20: molécula sintética con acción neuroprotectora

[Equilibrium solubility using shake-flask method of JM-20: a synthetic molecule with neuroprotective action]

Luis O. Martínez Álvarez1*, Pedro L. Alejo Cisneros1, Rionaldo Forte Mesa1, Livania Quiñones Hinojosa1, Abel Mondelo Rodríguez1, Lisandra García Borges1, Hugo Guerra Menéndez1, Ángela Tuero Iglesias1, Estael Ochoa Rodríguez2, Miguel A. Cabrera Pérez3

1Centro de Investigación y Desarrollo de Medicamentos. Ave 26, No. 1605, entre Boyeros y Puentes Grandes, C.P. 10600, La Habana, Cuba.
2Facultad de Química, Universidad de La Habana. Zapata s/n entre G y Carlitos Aguirre, C.P. 10400, La Habana, Cuba.
3Centro de Bioactivos Químicos, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, Carretera a Camajuaní Km 5 ½ , Santa Clara, Villa Clara, C.P.54830, Cuba.
Abstract

Context: Drug solubility is one of the most important physicochemical properties for the development of new pharmaceutical products, which, in our study, is a new synthetic molecule, which has been shown to have a potential neuroprotective effect in rat.

Aims: To evaluate the equilibrium solubility of JM-20 within the physiological pH range and aqueous chemical stability.

Methods: It was performed at pH 1.2, 4.5 and 6.8 at 37 ± 0.5°C for 27 h by the method of the saturated flasks. HPLC and FTIR were used for the study of aqueous stability and to evaluate the molecular structure of the non-ionized fraction by DSC/TGA.

Results: Concentrations calculated at pH 1.2 were higher than at pH 4.5 and pH 6.8. A retention time greater than pH 4.5 and 6.8 after 24 h was detected in the aqueous stability study at pH 1.2, in addition to other peaks in these chromatograms. Analyses by FT-IR and DSC/TGA demonstrated the absence of polymorphism in the dissociated fraction of saturated solutions.

Conclusions: The JM-20 presented at 6 hours its maximum steady state of solubility, being inferior to pH 4.5 and 6.8. It is corroborated by the qualitative analysis by HPLC, that the compound is chemically unstable from 24 h to pH 4.5 and 6.8. By FT-IR and DSC/TG it was elucidated that the fractions of the molecule not dissociated, did not undergo structural changes in it, and it is inferred that there is no polymorphism.

Keywords: polymorphs; saturation shake-flask method; solubility.

Resumen

Contexto: La solubilidad en fármacos es una de las propiedades fisicoquímicos más importantes para el desarrollo de nuevos productos farmacéuticos que, en nuestro estudio, se trata de una nueva molécula sintética que ha demostrado tener un efecto neuroprotector potencial en ratas.

Objetivos: Evaluar la solubilidad de equilibrio de JM-20 dentro del rango de pH fisiológico y la estabilidad química acuosa.

Métodos: Se realizó a pH 1,2; 4,5 y 6,8 a 37 ± 0,5°C por 27 h por el método de los matraces saturados. Para el estudio de la estabilidad acuosa se empleó HPLC y FTIR y para evaluar la estructura molecular de la fracción no ionizada DSC/TGA.

Resultados: Las concentraciones calculadas a pH 1,2 fueron mayores que a pH 4,5 y pH 6,8. En el estudio de estabilidad acuosa a pH 1.2 se detectó un tiempo de retención mayor que a pH 4,5 y 6,8 después de las 24 h, además de detectarse otros picos en dichos cromatogramas. Los análisis por FT-IR y DSC/TGA demostraron la ausencia de polimorfismo en las fracciones no disociadas de las soluciones saturadas.

Conclusiones: El JM-20 presentó a las 6 horas su máximo estado estacionario de solubilidad, siendo inferiores a pH 4,5 y 6,8. Se corroboró por el análisis cualitativo por HPLC, que la molécula es inestable químicamente a partir de las 24 h a pH 4,5 y 6,8. Por FT-IR y DSC/TG se elucidó que las fracciones de la molécula no disociada no sufrieron cambios estructurales en ella, y se infiere que no hay polimorfismo.

Palabras Clave: matraces saturados; polimorfismos; solubilidad.

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Citation Format: Martínez LO    , Alejo P, Forte R, Quiñones L, Mondelo A, García L, Guevara H, Tuero A, Ochoa E, Cabrera MA (2020) Solubilidad de equilibrio usando el método de agitación de matraces saturados de JM-20: molécula sintética con acción neuroprotectora. [Equilibrium solubility using shake-flask method of JM-20: a synthetic molecule with neuroprotective action]. J Pharm Pharmacogn Res 8(2): 117–126.

© 2020 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Genéricos antihipertensivos e intercambiabilidad

J Pharm Pharmacogn Res 7(6): 408-412, 2019.

Letter to the Editor | Carta al Editor

Medicamentos genéricos antihipertensivos con requisitos terapéuticos de intercambiabilidad

[Generic antihypertensive medications with therapeutic interchangeability requirements]

Giulianna Gamero-Vega1*, Percy Ocampo-Rujel2

1Instituto de Investigación, Universidad Católica los Ángeles de Chimbote, Jr. Tumbes 247, Casco Urbano, Chimbote, Ancash, 02804, Perú.
2Escuela de Farmacia y Bioquímica, Universidad Católica los Ángeles de Chimbote, Chimbote, Ancash, Perú.
*E-mail: igamerov@uladech.edu.pe; ORCID:  0000-00025827-9599

 

Señor Editor:

La hipertensión arterial (HTA) es el factor de riesgo cardiovascular más prevalente y causa de muerte prematura a nivel mundial. Según Organización Mundial de la Salud (OMS) la HTA provoca 7,5 millones de muertes al año, que equivale al 13% del total de defunciones que se producen a nivel mundial. Entre el año 1980 y 2008 la incidencia de HTA se incrementó en 310 millones. A nivel de regiones, África presenta la mayor proporción de incidencia de HTA (46%), seguido de América con el 35% (OMS, 2013).  Se estima que para el año 2025 la prevalencia de esta enfermedad aumentará 60%, respecto al 2011 (Diaz, 2015).

El uso de medicamentos es esencial para controlar y contener daños mayores derivados de la HTA; en países en desarrollo estos medicamentos genéricos juegan un rol primordial dado su bajo costo y accesibilidad. Los medicamentos genéricos se comercializan bajo una denominación común del principio activo que lo contiene. Sin embargo para que sean intercambiables con los medicamentos innovadores  deben cumplir la condición de certificar la misma composición química del principio activo, forma farmacéutica (comprimido, jarabe, etc.), dosis, bioequivalencia y biodisponibilidad (Carrizo, 2000). Los medicamentos genéricos deben respaldar su calidad a través de certificados de Buenas Prácticas de Manufactura otorgados por las autoridades reguladoras de medicamentos. Además de certificados de control de calidad que aseguren la intercambiabilidad: bioequivalencia (intercambio de medicamentos con el mismo principio activo), biodisponibilidad (cantidad y velocidad de fármaco que llega en forma activa al torrente sanguíneo) y toxicidad (efectos adversos de los medicamentos) (DIGEMID, 2018).

El objetivo de esta investigación fue revisar la literatura científica referente a los ensayos clínicos de los medicamentos genéricos antihipertensivos que cumplieran las condiciones y requisitos de estudios terapéuticos que demuestren ser intercambiables. Para ello, se realizó una revisión de los artículos con diseño de ensayo clínico aleatorizado (ECA) que evaluaran medicamentos genéricos antihipertensivos tales como amlodipino, metildopa, enalapril, atenolol y un diurético concomitante hidroclorotiazida por ser los más utilizados para la HTA. La Fig. 1 representa el protocolo preparado para seleccionar dichos artículos. Además, se diseñó una estrategia de búsqueda (Tabla 1) para identificar los artículos publicados hasta 10 años de antigüedad. Se utilizó la base de datos PubMed con los términos de [(losartan OR amlodipine OR methyldopa OR hydrochlorothiazide OR enalapril OR captopril OR atenolol) AND (clinical trial OR clinical protocols) AND (therapeutic equivalency OR biological availability OR toxicity)]. La búsqueda fue realizada por dos investigadores de forma independiente, quienes, terminada la búsqueda, compararon los datos encontrados y resolvieron las discrepancias entre ellos. La base final fue revisada por todos los investigadores. Los criterios de inclusión y exclusión aparecen en la Tabla 2.

La búsqueda arrojó un total de 201 artículos con diseño ECA. En la fase de “selección”, después de utilizar los filtros, artículos publicados en los últimos 10 años y estudios realizados en humanos, se obtuvieron 56 artículos; en la fase de “extracción”, se revisó el título de cada uno de los 56 artículos incluidos en la fase selección, se incluyeron aquellos que en el título consideraron las variables principales de interés. Como resultado se consiguieron 45 artículos; y en la fase de “síntesis”, se revisaron los textos completos y se excluyeron 37 artículos dado que no cumplieron los criterios de inclusión.

Después de varias fases de evaluación y selección, finalmente se incluyeron 8 (7,6%) artículos. De ellos, se identificaron dos estudios que calcularon la biodisponibilidad en concentraciones plasmáticas, otros dos realizaron ayuno nocturno para luego administrar los medicamentos, y tres estudios utilizaron periodos de lavado durante dos a tres semanas, luego administraron medicamentos y recogieron muestra de sangre, todos los estudios fueron realizados en países asiáticos con pobladores sanos y enfermos (Tabla 3).

En los últimos diez años, los estudios clínicos y preclínicos sobre los medicamentos genéricos antihipertensivos que cumplan condiciones y requisitos de estudios de intercambiabilidad son deficientes. Dos de cada cuatro medicamentos cumplen los requisitos de estudios terapéuticos para que demuestren ser intercambiables. En ese sentido, existe un déficit en el cumplimiento de los requisitos terapéuticos de intercambiabilidad, ello refleja los escasos estudios de equivalencia terapéutica que garanticen la eficacia, seguridad y calidad de medicamentos. Resulta necesario emplear estrategias que permitan realizar estudios de investigación clínicos y preclínicos de medicamentos previamente a su prescripción, con el fin de que a través de estos estudios se realice la correcta aplicación y cumplimiento de los requisitos de intercambiabilidad, con el propósito de prescribir una menor cantidad de medicamentos, con mayor efecto en un menor tiempo, a costos razonables y mínimos efectos adversos.

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Citation Format: Gamero-Vega G, Ocampo-Rujel P (2019) Medicamentos genéricos antihipertensivos con requisitos terapéuticos de intercambiabilidad [Generic antihypertensive medications with therapeutic interchangeability requirements]. J Pharm Pharmacogn Res 7(6): 408-412.

© 2019 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Optimization of a chitosan ointment

J Pharm Pharmacogn Res 7(4): 297-309, 2019.

Original Article | Artículo Original

Optimization, physical-chemical evaluation and healing activity of chitosan ointment

[Optimización, evaluación físico-química y actividad cicatrizante del ungüento de quitosana]

Dania Pérez1, Nilia de la Paz2, Mirna Fernández1*, Niurys Mantilla2, Mariela Peña1, Addis Menéndez2

 

1Instituto de Farmacia y Alimentos (IFAL). Universidad de La Habana. Calle 23 No. 21425 e/ 214 y 222. La Habana. Cuba.
2Centro de Investigación y Desarrollo de Medicamentos (CIDEM). Ave. 26 # 1605 e/ Puentes Grandes y Boyeros. La Habana, Cuba.

*E-mail: mirnafc@ifal.uh.cu

Abstract

Context: Chitosan has received attention as a functional, sustainably renewable, nontoxic and biodegradable biopolymer for pharmaceutical applications such as healing agent.

Aims: To design a semisolid pharmaceutical form (ointment), employing 1% chitosan as an active pharmaceutical ingredient.

Methods: The formulation was carried out through D-optimal mixing design, with a linear model. Variation components evaluated were the concentration of sodium hydroxide, water and anhydrous lanolin. Variables included those of response pH and extensibility. Three batches were produced, and the physical and chemical stability of the ointment was assessed through stress and shelf-life tests for 24 months. Physical-chemical parameters studied included organoleptic characteristics, chitosan content, rheological behavior, apparent viscosity, pH and extensibility. Wound healing activity was also tested for burns damage model in rats.

Results: The mixture design showed that the best formulation was the one containing 0.12% sodium hydroxide, 20.0% anhydrous lanolin and 40.0% water, with the mechanical-structural behavior characteristics of a semisolid product. This product had healing effects and showed adequate physical chemical stability during the time under study.

Conclusions: The results of this study suggest that 1% chitosan ointment design favors scarring in the second-degree burn damage model in rats skin applied for 14 days at the rate of daily administration.

Keywords: chitosan; D-optimal mixing design; healing effect; ointment.

Resumen

Contexto: La quitosana ha recibido gran atención al ser un biopolímero funcional, biodegradable, renovable y no tóxico con múltiples aplicaciones farmacéuticas, entre ellas como agente cicatrizante.

Objetivos: Diseñar una forma farmacéutica semisólida (ungüento), empleando quitosana al 1% como ingrediente farmacéutico activo.

Métodos: El diseño de formulación se llevó a cabo a través de un diseño de mezcla D-optimal, modelo lineal, evaluándose como componentes de variación la concentración de hidróxido de sodio, agua y lanolina anhidra y como variables respuesta el pH y la extensibilidad. Se elaboraron tres lotes y se evaluó la estabilidad la estabilidad física y química de los mismos durante 24 meses. Como parámetros fisicoquímicos se estudiaron las características organolépticas, concentración de quitosana, comportamiento reológico, viscosidad aparente, pH y extensibilidad. La actividad cicatrizante se evaluó mediante el modelo de daño por quemaduras en ratas.

Resultados: El diseño de mezclas arrojó que la mejor formulación resultó ser la que contenía 0,12% de hidróxido de sodio, 20,0% de lanolina anhidra y 40,0% de agua, coincidiendo con la formulación 6 del diseño, con un comportamiento mecánico-estructural característico de un producto semisólido, mostrando efecto cicatrizante y una adecuada estabilidad durante el tiempo de estudio.

Conclusiones: Los resultados de este estudio sugieren que el ungüento de quitosana al 1% diseñado favorece la cicatrización en quemaduras de segundo grado, al ser administrado en ratas durante 14 días.

Palabras Clave: diseño de mezcla D-optimal; efecto cicatrizante; quitosana; ungüento.

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Citation Format: Pérez D, de la Paz N, Fernández M, Mantilla N, Peña M, Menéndez A (2019) Optimization, physical-chemical evaluation and healing activity of chitosan ointment. J Pharm Pharmacogn Res 7(4): 297–309.

© 2019 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Development of ketoprofen lysine nanomedicine

J Pharm Pharmacogn Res 7(1): 47-58, 2019.

Original Article | Artículo Original

Development of nano-sized ketoprofen lysine incorporated Eudragit® S100 nanomedicine by double emulsion solvent evaporation and in vitro characterization

[Desarrollo de un nanofármaco de ketoprofeno lisina de tamaño nanométrico con Eudragit® S100 incorporado mediante doble evaporación del disolvente de emulsión y su caracterización in vitro]

A. Alper Öztürk1*, Nur İlge Çinar2, Evrim Yenilmez1

1Department of Pharmaceutical Technology, Faculty of Pharmacy, Anadolu University, Eskişehir, Turkey.
2Department of Pharmaceutical Technology, Graduation School of Health Sciences, Anadolu University, Eskişehir, Turkey.

*E-mail: aaozturk@anadolu.edu.tr

Abstract

Context: Pain has a very important effect on the biological, psychological, sociological and economic situation of a patient. Nanoparticles (NPs) are being extensively investigated as drug delivery systems worldwide for pharmaceutical applications.

Aims: To design and compare the release characteristics of sustained-release formulations of ketoprofen lysine (KL) NPs.

Methods: KL-Eudragit® S100 NPs were produced by double emulsion solvent evaporation method. The physicochemical characteristics of NPs were studied.

Results: Particle size of NPs prepared was in the range of 99 and 141 nm. Encapsulation efficiency (%) was obtained (76%) for NP formulations prepared. Weibull models were determined to be the most appropriate kinetic models for NP containing KL. KL-loaded NPs demonstrated nanostructural character and NPs showed extended release of KL.

Conclusions: NPs developed were found to be stable and representing a promising system for sustained delivery of KL.

Keywords: Eudragit® S100; ketoprofen lysine; nanoparticle.

Resumen

Contexto: El dolor tiene un efecto muy importante en la situación biológica, psicológica, sociológica y económica de un paciente. Las nanopartículas (NP) están siendo ampliamente investigadas como sistemas de administración de fármacos en todo el mundo para aplicaciones farmacéuticas.

Objetivos: Diseñar y comparar las características de liberación de formulaciones de liberación sostenida de NP de ketoprofeno lisina (KL).

Métodos: Las NP de KL-Eudragit® S100 se produjeron por el método de evaporación con doble emulsión de disolvente. Se estudiaron las características fisicoquímicas de las NP.

Resultados: El tamaño de partícula de las NP preparadas estaba en el intervalo de 99 y 141 nm. Se obtuvo la eficiencia de encapsulación (76%) para las formulaciones de NP preparadas. Se determinó que los modelos cinéticos de Weibull son los más apropiados para NP que contienen KL. Las NP cargadas con KL demostraron carácter nanoestructural y una liberación extendida de KL.

Conclusiones: Se encontró que las NP desarrolladas son estables y representan un sistema prometedor para la administración sostenida de KL.

Palabras Clave: Eudragit® S100; ketoprofeno lisina; nanopartícula.

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Citation Format: Öztürk AA, Çinar NI, Yenilmez E (2019) Development of nano-sized ketoprofen lysine incorporated Eudragit® S100 nanomedicine by double emulsion solvent evaporation and in vitro characterization. J Pharm Pharmacogn Res 7(1): 47–58.

© 2019 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Docking studies on novel analogs of quinolones

J Pharm Pharmacogn Res 6(5): 386-391, 2018.

Original Article | Artículo Original

Docking studies on novel analogs of quinolones against DNA gyrase of Escherichia coli

[Estudios de acoplamiento molecular de nuevos análogos de quinolonas a la ADN girasa de Escherichia coli]

Cristian Davila1, Lorena Llach2, Guillermo Salgado-Moran3, Rodrigo Ramirez-Tagle4*

1Escuela de Química y Farmacia, Universidad Andrés Bello, Republica 237, Santiago, Chile.
2Facultad de Salud, Universidad Bernardo O´Higgins, General Gana 1780, Santiago, Chile. 
 3Facultad de Ciencias Exactas, Departamento de Química, Universidad Andrés Bello, Autopista Concepción – Talcahuano 7100, Concepción, Chile.
4Facultad de Ingeniería, Ciencia y Tecnología, Universidad Bernardo O´Higgins, General, Av. Viel 1497, Santiago, Chile.

*E-mail: rramirez@ubo.cl

Abstract

Context: Bacterial resistance to antibiotics is the inevitable consequence of the use of antimicrobial agents. Thus, quinolones are an important class of antibacterials; these agents generally consist of a 1-subtituted-1,4-dihydro-4-oxopyridine-3-carboxylic acid moiety combined with an aromatic or heteroaromatic ring fused at the 5- and 6-position.

Aims: To determine the binding of quinolones to DNA gyrase of Escherichia coli.

Methods: An analysis was performed using an in silico approach to determine, by docking calculations and energy descriptors, the conformer of 4‐oxo‐1,4‐dihydroquinoline skeleton that forms the most stable complex with DNA gyrase of E. coli.

Results: The complex shows that the pose of the quinolones coincides with the amino acid residues Asp87, Thr88, Arg91 and Met92, which is expected to be critical in the binding of quinolones to DNA gyrase of E. coli. A series of quinolones were computationally designed, and the interactions between the quinolones and the amino acid residues of the DNA gyrase were calculated.

Conclusions: Among the designed compounds, compounds 105 and 115 exhibit higher binding energy values and interact with amino acids Asp87, Thr88, Arg91 and Met92.

Keywords: Arguslab; DNA gyrase; docking; Escherichia coli; quinolones.

[Supplementary Data]

Resumen

Contexto: La resistencia bacteriana a los antibióticos es la consecuencia inevitable del uso de agentes antimicrobianos. Por lo tanto, las quinolonas son una clase importante de antibacterianos; estos agentes generalmente consisten en un resto ácido 1-sustituido-1,4-dihidro-4-oxopiridina-3-carboxílico combinado con un anillo aromático o heteroaromático fusionado en las posiciones 5 y 6.

Objetivos: Determinar la unión de quinolonas a ADN girasa de Escherichia coli.

Métodos: Se realizó un análisis utilizando un enfoque in silico para determinar, mediante cálculos de unión y descriptores de energía, el confórmero del esqueleto de 4-oxo-1,4-dihidroquinolina que forma el complejo más estable con la ADN girasa de E. coli.

Resultados: El complejo muestra que la postura de las quinolonas coincide con los residuos de aminoácidos Asp87, Thr88, Arg91 y Met92, que se espera que sean críticos en la unión de quinolonas a ADN girasa de E. coli. Se diseñó computacionalmente una serie de quinolonas, y se calcularon las interacciones entre las quinolonas y los residuos de aminoácidos de la ADN girasa.

Conclusiones: Entre los compuestos diseñados, los compuestos 105 y 115 exhiben valores de energía de unión más elevados e interactúan con los aminoácidos Asp87, Thr88, Arg91 y Met92.

Palabras Clave: acoplamiento molecular; ADN girasa; Arguslab; Escherichia coli; quinolonas.

[Supplementary Data]

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Supplementary Data:

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Citation Format: Davila C, Llach L, Salgado-Moran G, Ramirez-Tagle R (2018) Docking studies on novel analogs of quinolones against DNA gyrase of Escherichia coli. J Pharm Pharmacogn Res 5(6): 386–391.

© 2018 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Characteristics of erythropoietin-alginate microsphere

J Pharm Pharmacogn Res 6(4): 250-259, 2018.

Original Article | Artículo Original

Influence of crosslinker concentration on the characteristics of erythropoietin-alginate microspheres

[Influencia de la concentración de reticulante en las características de las microesferas de eritropoyetina y alginato]

Dewi M. Hariyadi*, Tutiek Purwanti, Safira Adilla

Department of Pharmaceutics, Faculty of Pharmacy, Universitas Airlangga Jl. Dharmawangsa Dalam 60286 Surabaya, East Java, Indonesia.

*E-mail: dewi-m-h@ff.unair.ac.id

Abstract

Context: Microspheres have several advantages including protecting proteins from degradation and clearance after administration and produce a long-term therapeutic effect. Erythropoietin as a neuroprotectant agent has protein-like properties, which are susceptible to degradation and have low in vivo bioavailability. Microspheres formulations is one of potential drug delivery system for erythropoietin.

Aims: To evaluate the effect of CaCl2 concentration on the characteristics (particle size, morphology, swelling index, and yield) of erythropoietin-alginate microspheres.

Methods: Erythropoietin-alginate microspheres prepared by ionotropic gelation method with aerosolization technique using sodium alginate as polymer and CaCl2 as crosslinker were dried using freeze drying method with maltodextrin as lyoprotectant. The concentrations of alginate used were 2%, and CaCl2 concentrations were 0.5 M(F1), 0.75 M(F2) and 1 M(F3).

Results: Results showed smooth and spherical microspheres for all formula with average particle size were 3.23 ± 0.05 μm (F1); 2.99 ± 0.07 μm (F2); and 2.86 ± 0.03 μm (F3). Mass swelling index at 24 h were 1.25 ± 0.10 (F1), 1.18 ± 0.11 (F2), and 1.11 ± 0.10 (F3); at 30 h were 2.00 ± 1.25 (F1), 1.85 ± 0.14 (F2), and 1.72 ± 0.15 (F3) while particle size swelling index at 24 h were 1.15 ± 0.10 (F1), 1.11 ± 0.10 (F2), and 0.97 ± 0.10 (F3); at 30 h were 1.81 ± 0.09 (F1), 1.73 ± 0.15 (F2), and 1.54 ± 0.14 (F3). Respectively yield percentages were 77.76 ± 6.49, 80.01 ± 3.53, and 82.97 ± 4.22. By using One Way ANOVA, it was found that there were significantly differences between three formulas.

Conclusions: The particle size of formulas decreased by increasing concentration of CaCl2, whereas no significant difference on swelling index and yield from microspheres with increasing CaCl2 concentration simultaneously.

Keywords: Ca-alginate microspheres; characterization; erythropoietin; ionotropic gelation.

Resumen

Contexto: Las microesferas tienen varias ventajas, incluyendo la protección de las proteínas contra la degradación y el aclaramiento después de la administración, y producen un efecto terapéutico a largo plazo. La eritropoyetina como un agente neuroprotector tiene propiedades tipo proteína, que son susceptibles de degradación y tienen baja biodisponibilidad in vivo. Las formulaciones de microesferas es uno de los posibles sistemas de administración de fármacos para la eritropoyetina.

Objetivos: Evaluar el efecto de la concentración de CaCl2 sobre las características (tamaño de partícula, morfología, índice de hinchamiento y rendimiento) de las microesferas de eritropoyetina y alginato.

Métodos: Las microesferas de eritropoyetina-alginato preparadas por el método de gelificación ionotrópica con técnica de aerosolización que usa alginato de sodio como polímero y CaCl2 como reticulante se secaron usando el método de liofilización con maltodextrina como lioprotector. Las concentraciones de alginato usadas fueron del 2%, y las concentraciones de CaCl2 fueron 0.5 M (F1), 0.75 M (F2) y 1 M (F3).

Resultados: Los resultados mostraron que las microesferas lisas y esféricas para todas las fórmulas con un tamaño de partícula promedio eran 3.23 ± 0.05 μm (F1); 2.99 ± 0.07 μm (F2); y 2.86 ± 0.03 μm (F3). El índice de hinchazón masivo a las 24 h fue 1.25 ± 0.10 (F1), 1.18 ± 0.11 (F2) y 1.11 ± 0.10 (F3); a las 30 h fue 2.00 ± 1.25 (F1), 1.85 ± 0.14 (F2) y 1.72 ± 0.15 (F3) mientras que el índice de hinchamiento del tamaño de partícula a las 24 h fue de 1.15 ± 0.10 (F1), 1.11 ± 0.10 (F2) y 0.97 ± 0,10 (F3); a las 30 h fue 1,81 ± 0,09 (F1), 1,73 ± 0,15 (F2) y 1,54 ± 0,14 (F3). Respectivamente los porcentajes de rendimiento fueron de 77.76 ± 6.49, 80.01 ± 3.53 y 82.97 ± 4.22. Los valores presentaron diferencias estadísticamente significativas entre las tres fórmulas.

Conclusiones: El tamaño de partícula de las fórmulas disminuyó al aumentar la concentración de CaCl2, mientras que no hubo una diferencia significativa en el índice de hinchamiento y el rendimiento de las microesferas con el aumento de la concentración de CaCl2 simultáneamente.

Palabras Clave: caracterización; eritropoyetina; gelificación ionotrópica; microesferas de alginato de Ca.

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Citation Format: Hariyadi DM, Purwanti T, Adilla S (2018) Influence of crosslinker concentration on the characteristics of erythropoietin-alginate microspheres. J Pharm Pharmacogn Res 6(4): 250–259.

© 2018 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Pharmacokinetics and pharmacodynamics of two novel PEGylated rHuEPO

J Pharm Pharmacogn Res 6(3): 179-190, 2018.

Original Article | Artículo Original

A comparative pharmacokinetic and pharmacodynamic study of two novel Cuban PEGylated rHuEPO versus MIRCERA® and ior®EPOCIM

[Estudio comparativo farmacocinético y farmacodinámico de dos nuevas rHuEPO PEGiladas cubanas versus ior®EPOCIM y MIRCERA®]

Gledys Reynaldo1*, Leyanis Rodríguez1, Roberto Menéndez2, Joaquín Solazábal3, Daniel Amaro3, María de los A. Becquer4, Yamila Colom5, Haydee Gil5, Juan C. Polo1, Gilberto Castañeda6, Braulio Jiménez-Vélez7, Jorge Duconge8, Eduardo M. Fernández-Sánchez1,4

1Department of Pharmacy, Institute of Pharmacy & Foods, University of Havana, 222 St. and 23 Av. La Coronela, La Lisa, 13600, Havana, Cuba.
2Center of Neurosciences of Cuba, 190 St between 25 and 27, Cubanacan, Playa, 11600, Havana, Cuba.
3Center of Molecular Immunology, 216 St. and 15 St. Atabey, Playa. 11600, Havana, Cuba.
4Center for Research and Biological Evaluation, Institute of Pharmacy & Foods, University of Havana, 222 St. and 23 Av. La Coronela, La Lisa, 13600, Havana, Cuba.
5National Institute of Oncology and Radiobiology (INOR), 29 St. and F, Vedado, Plaza de la Revolución, 10400, Havana, Cuba.
6Department of Pharmacology, CINVESTAV-IPN, Av. IPN N0. 2508, Col. San Pedro Zacatenco, 07360, Delegación Gustavo A Madero, Mexico City, Mexico.
7University of Puerto Rico Medical Sciences Campus, Department of Biochemistry, School of Medicine, PO Box 365067, 00936-5067, San Juan, Puerto Rico.
8University of Puerto Rico Medical Sciences Campus, Department of Pharmaceutical Sciences, School of Pharmacy, PO Box 365067, 00936-5067, San Juan, Puerto Rico.

*E-mail: gledysrf@ifal.uh.cu

Abstract

Context: The recombinant human erythropoietin (rHuEPO) stimulates the erythropoiesis process. Because this glycoprotein has a short half-life, it needs to be administrated two to three times a week. One of the technics to solve this issue is the PEGgilation.

Aims: To evaluate the pharmacokinetics (PK) and pharmacodynamics of two new branched PEGylated erythropoietins (i.e., an asymmetric 32 kDa-PEG2-rHuEPO and a symmetric 40 kDa-PEG2-rHuEPO molecule) compared to non-PEGylated ior®EPOCIM and MIRCERA®.

Methods: Serum concentrations of both PEGylated and non-PEGylated erythropoietins were measured at various time points in order to determine PK parameters using non-compartmental analysis approach. The reticulocyte (%), erythrocyte count and hemoglobin levels were ascertained in order to compare the effect of these molecules after administrating a single intravenous dose (10 μg/kg) of each product in male New Zealand rabbits.

Results: Both branched PEGylated erythropoietin forms exhibited half-lives that were significantly longer than ior®EPOCIM (p<0.05), but not statistically different to MIRCERA®. The mean elimination half-life increased from 4 h (ior®EPOCIM) to 131 h for the 32 kDa-PEG2-rHuEPO and 119 h for the 40 kDa-PEG2-rHuEPO. Conversely, MIRCERA® exhibits a half-life of 64 h. Both PEGylated erythropoietin products significantly enhanced the stimulating effect on reticulocytes and erythrocytes formation, as well as on hemoglobin levels, when compared to ior®EPOCIM treatment up to 42 days post-dose.

Conclusions: The PEGylation strategy employed in this study is an effective method to modify the pharmacokinetics and pharmacodynamics of rHuEPO molecule achieving higher half-lives and, therefore, longer in vivo bioactivity. Both of the branched PEGylated-EPO forms tested are promising candidates for human testing.

Keywords: erythropoietin; non-compartmental analysis; PEGylated EPO; pharmacodynamics; pharmacokinetics; reticulocytes.

Resumen

Contexto: La eritropoyetina humana recombinante (rHuEPO) estimula la formación de eritrocitos en la medula ósea. Esta glicoproteína terapéutica presenta rápida eliminación en el organismo. Una de las estrategias tecnológicas para resolver esta problemática es la PEGgilación.

Objetivos: Evaluar la farmacocinética y la farmacodinámica de dos nuevas eritropoyetinas PEGiladas ramificadas (una asimétrica de 32 kDa-PEG2-rHuEPO y otra simétrica de 40 kDa-PEG2-rHuEPO) en comparación con ior®EPOCIM y el producto de referencia MIRCERA®.

Métodos: Se midieron las concentraciones séricas de eritropoyetina PEGilada y no PEGilada, a diferentes tiempos, para determinar los parámetros farmacocinéticos usando el método de análisis no compartimental. Se determinaron los % de reticulocitos, los niveles de eritrocitos y hemoglobina para comparar el efecto de estas moléculas después de administrar a dosis única 10 μg/kg por vía intravenosa en conejos Nueva Zelanda machos.

Resultados: Las eritropoyetinas PEGiladas ramificadas presentaron semividas significativamente superiores a ior®EPOCIM (p<0,05), pero no fueron estadísticamente diferentes a MIRCERA®. El t1/2 aumentó de 4 h (ior®EPOCIM) a 131 h para la 32 kDa-PEG2-rHuEPO y 119 h para la 40 kDa-PEG2-rHuEPO, respectivamente. Ambas eritropoyetinas PEGiladas mejoraron significativamente el efecto estimulante sobre la formación de reticulocitos y eritrocitos, así como los niveles de hemoglobina, en comparación con ior®EPOCIM hasta 42 días después de la dosis.

Conclusiones: La estrategia de PEGilación, empleada en este estudio, es un método efectivo para modificar la farmacocinética y farmacodinamia de moléculas de eritropoyetinas. Esta tecnología permitió aumentar la semivida de estas moléculas, así como prolongar su bioactividad in vivo. Ambas formas ramificadas de rHuEPO PEGiladas son candidatos prometedores para su uso clínico.

Palabras Clave: análisis no compartimental; eritropoyetina; eritropoyetina PEGilada; farmacocinética; farmacodinámica; reticulocitos.

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Citation Format: Reynaldo G, Rodríguez L, Menéndez R, Solazabal J, Amaro D, Becquer MA, Colom Y, Gil H, Polo JC, Castañeda G, Jiménez-Vélez B, Duconge J, Fernández-Sánchez EM (2018) A comparative pharmacokinetic and pharmacodynamic study of two novel Cuban PEGylated rHuEPO versus MIRCERA® and ior®EPOCIM. J Pharm Pharmacogn Res 6(3): 179–190.

© 2018 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Neuroprotective effect of JM-20 against brain ischemia

J Pharm Pharmacogn Res 4(4): 153-158, 2016.

Short Communication | Comunicación Corta

Therapeutic potential of the novel hybrid molecule JM-20 against focal cortical ischemia in rats

[Potencial terapéutico de la nueva molécula híbrida JM-20 frente a la isquemia cortical focal en ratas]

Yanier Núñez Figueredo1, Jeney Ramírez-Sanchez1, Gisele Hansel2, Gilberto L. Pardo-Andreu3*, Nelson Merino1, Guillermo Aparicio1, Rene Delgado-Hernández3, Laura García-Pupo1, Estael Ochoa-Rodríguez4, Yamila Verdecia-Reyes4, Diogo O. Souza2

1Centro de Investigación y Desarrollo de Medicamentos. Ave 26, No. 1605 Boyeros y Puentes Grandes, CP 10600, La Habana, Cuba.
2Departamento de Bioquímica, PPG em Bioquímica, Instituto de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Rua Ramiro Barcelos, 2600 Anexo, Porto Alegre, RS, 90035-003, Brasil.
3Centro de Estudio para las Investigaciones y Evaluaciones Biológicas, Instituto de Farmacia y Alimentos, Universidad de La Habana. Calle 222, N° 2317 e/23 y 31, La Coronela, La Lisa, CP 13600, La Habana, Cuba.
4Laboratorio de Síntesis Orgánica, Facultad de Química, Universidad de La Habana. Zapata s/n entre G y Carlitos Aguirre, Vedado Plaza de la Revolución, CP 10400, La Habana, Cuba.

*E-mail: gpardo@ifal.uh.cu

Abstract

Context: Despite the great mortality and morbidity of stroke, treatment options remain limited. We previously showed that JM-20, a novel synthetic molecule, possessed a strong neuroprotective effect in rats subjected to transient middle cerebral artery occlusion. However, to verify the robustness of the pre-clinical neuroprotective effects of JM-20 to get good prognosis in the translation to the clinic, it is necessary to use other experimental models of brain ischemia.

Aims: To evaluate the neuroprotective effects of JM-20 following the onset of permanent focal cerebral ischemia induced in rats by thermocoagulation of blood into pial blood vessels of cerebral cortices.

Methods: Ischemic lesion was induced by thermocoagulation of blood into pial blood vessels of primary motor and somatosensory cortices. Behavioral performance was evaluated by the cylinder testing for a period of 2, 3 and 7 days after surgery, and was followed by histopathological study in brain cortex stained with hematoxylin- eosin.

Results: Ischemic injury resulted in impaired function of the forelimb evidenced by high asymmetry punctuation, and caused histopathological alterations indicative of tissue damage at cerebral cortex. JM-20 treatment (4 and 8 mg/kg) significantly decreased asymmetry scores and histological alterations with a marked preservation of cortical neurons.

Conclusions: The effects of permanent brain ischemia were strongly attenuated by JM-20 administration, which expands and improves the current preclinical data of JM-20 as neuroprotector against cerebral ischemia, and strongly support the examination of its translation to the clinic to treat acute ischemic stroke.

Keywords: Cerebral ischemia; cylinder test; JM-20; neuroprotection; thermocoagulation.

Resumen

Contexto: A pesar de la enorme mortalidad y morbilidad del infarto cerebral, las opciones terapéuticas son limitadas. Recientemente se ha demostrado que JM-20, nueva molécula sintética, ejerce efecto neuroprotector en ratas sometidas a una oclusión transitoria de la arteria cerebral media. Sin embargo, se hace necesario utilizar otros modelos experimentales de isquemia cerebral.

Objetivos: Evaluar el efecto neuroprotector del JM-20 luego del comienzo de una isquemia cerebral focal y permanente en ratas, inducida por termocoagulación de la sangre en los vasos piales de la corteza cerebral.

Métodos: La lesión isquémica se indujo por termocoagulación de la sangre en los vasos piales de la corteza primaria motora y somato sensorial. El desempeño comportamental se evaluó por medio de la prueba del cilindro a los 2, 3 y 7 días después de la cirugía. Posteriormente se realizaron estudios histopatológicos en corteza cerebral por medio de la tinción con hematoxilina-eosina.

Resultados: El daño isquémico resultó en un impedimento funcional de las extremidades anteriores de las ratas evidenciado por una elevada asimetría y originó alteraciones histopatológicas indicativas de daño en la corteza cerebral. El tratamiento con JM-20 (4 y 8 mg/kg) disminuyó significativamente los porcientos de asimetría y las alteraciones histopatológicas con una marcada preservación de las neuronas corticales.

Conclusiones: Los efectos de la isquemia cerebral permanente fueron fuertemente atenuados por la administración del JM-20, lo que enriquece y mejora su data experimental pre-clínica como neuroprotector contra la isquemia cerebral y apoya la consideración de su traslado a la clínica para tratar el infarto cerebral.

Palabras Clave: Isquemia cerebral; prueba del cilindro; JM-20; neuroprotección; termocoagulación.

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Citation Format: Núñez Figueredo Y, Ramírez-Sanchez J, Hansel G, Pardo-Andreu GL, Merino N, Aparicio G, Delgado-Hernández R, García-Pupo L, Ochoa-Rodríguez E, Verdecia-Reyes Y, Souza DO (2016) Therapeutic potential of the novel hybrid molecule JM-20 against focal cortical ischemia in rats. J Pharm Pharmacogn Res 4(4): 153-158.
This article has been cited by:
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Fonseca-Fonseca LA, Nuñez-Figueredo Y, Ramírez Sánchez J, Wong Guerra M, Ochoa-Rodríguez E, Verdecia-Reyes Y, Delgado Hernádez R, Menezes-Filho NJ, Silva Costa TC, Alcântara de Santana W, Oliveira JL, Segura-Aguilar J, Amaral da Silva, Lima Costa S (2018) KM-34, a novel antioxidant compound, protects against 6-hydroxydopamine-induced mitochondrial damage and neurotoxicity. Neurotox Res (2018): 1-13. DOI: 10.1007/s12640-017-9851-5

© 2016 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

C 004: THE DISCREET FASCINATION OF THE DRUGS

J Pharm Pharmacogn Res 2(Suppl. 1): S19, 2014

Special supplement with the abstract book of LATINFARMA 2013

Conference

C 004: THE DISCREET FASCINATION OF THE DRUGS

Pérez J.

Ministerio de Salud Pública, La Habana, Cuba.
Abstract

This paper is an analysis of the current situation of the Global Pharmaceutical Industry. The analysis includes the global pharmaceutical market and its growing in the last ten years, the distribution of these markets around the world. The paper identifies the top ten pharmaceutical industries and the top ten drugs selling last year. The analysis embraces the megamerger industries and the specialization of the manufacturers. Development and research drugs, the control of the knowledge and scientific information, the functioning of the national and the international regulatory authorities, international trade and intellectual property rights and the challenge of the future in this area are other subjects for discussing.

Nanocarriers for skin delivery of cosmetic antioxidants

J Pharm Pharmacogn Res 2(4): 73-92, 2014.

Review | Revisión

Nanocarriers for skin delivery of cosmetic antioxidants.

[Nanovehículos para la liberación en piel de cosméticos antioxidantes]

Lucia Montenegro

Department of Drug Sciences, University of Catania, V.le A. Doria 6, 95125 Catania, Italy.
*E-mail: lmontene@unict.it
Abstract

The demand of natural skin care products is steadily growing since consumers perceive them as safe. Currently, cosmetic manufacturers are focusing their efforts on developing innovative natural products to address skin-aging signs, thus meeting consumers’ needs of healthy appearance and well-being. To prevent or treat skin aging, topical supplementation with antioxidant is regarded as one of the most promising strategies. However, most antioxidants presently used in skin care formulations show unfavorable physicochemical properties such as excessive lipophilicity or hydrophilicity, chemical instability and poor skin penetration that actively limit their effectiveness after topical application. Therefore, nanocarriers such as liposomes, niosomes, microemulsions and nanoparticles have been widely investigated as delivery systems for antioxidants to improve their beneficial effects in the treatment of skin aging. In this article, the antioxidants most commonly used in anti-aging cosmetic products will be reviewed along with the nanocarriers designed to improve their safety and effectiveness.

Keywords: Anti-aging; antioxidant; cosmetic; nanocarrier; topical delivery system.

Resumen

La demanda de los productos naturales para el cuidado de piel es cada vez mayor ya que los consumidores los perciben como seguros. En la actualidad, los fabricantes de cosméticos centran sus esfuerzos en el desarrollo de productos naturales innovadores para abordar los signos de envejecimiento de la piel y, por tanto, satisfacer las necesidades de apariencia saludable y el bienestar de los consumidores. La suplementación con antioxidantes tópicos está considerada como una de las estrategias más prometedoras para prevenir o tratar el envejecimiento de la piel. Sin embargo, la mayoría de los antioxidantes que se utilizan actualmente en las formulaciones de cuidado de la piel muestran propiedades fisicoquímicas desfavorables como lipofilia o hidrofilia excesivas, inestabilidad química y escasa penetración de la piel, que limita su eficacia después de la aplicación tópica. Por lo tanto, nanovehículos tales como liposomas, niosomas, microemulsiones y nanopartículas han sido ampliamente investigados como sistemas de liberación para antioxidantes, para mejorar sus efectos beneficiosos en el tratamiento de envejecimiento de la piel. En este artículo serán revisados los antioxidantes más utilizados en productos cosméticos en la lucha contra el envejecimiento, junto con los nanovehículos diseñados para mejorar la seguridad y la eficacia.

Palabras Clave: Antienvejecimiento; antioxidante; cosmético; nanovehículo; sistema de liberación tópica.

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Citation Format: Montenegro L (2014) Nanocarriers for skin delivery of cosmetic antioxidants. J Pharm Pharmacogn Res 2(4): 73-92.
This article has been cited by:
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© 2014 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)