Recomendados
Recomendados
Mais conteúdo relacionado
Semelhante a Sistema Conservante - aula slide anotada.ppt
Semelhante a Sistema Conservante - aula slide anotada.ppt (20)
Sistema Conservante - aula slide anotada.ppt
- 1. Sistema conservante Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020 UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO FACULDADE DE CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS DE RIBEIRÃO PRETO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS Profa. Dra. Márcia E. S. Ferreira Bloco S – Sala 13 – Térreo – Ramal: 150265 mesfe@fcfrp.usp.br
- 2. APLICAÇÃO DOS SISTEMAS CONSERVANTES Contaminação do produto: - fabricação - matéria-prima - material de acondicionamento - qualidade do ambiente - limpeza - operadores - estocagem MANUSEIO PELO PACIENTE/CONSUMIDOR Conservante – limitar o número de microrganismos antes e após chegar ao consumidor BOAS PRÁTICAS DE FABRICAÇÃO Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 3. Conservantes são substâncias adicionadas aos medicamentos e cosméticos para manter a integridade do produto durante o período de prateleira, bem como na fase de utilização pelo consumidor Objetivo: garantir a estabilidade e segurança de preparações farmacêuticas e cosméticas Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 4. Quando devo usar um conservante? Preparações farmacêuticas não estéreis (formas líquidas e semi-sólidas) Preparações estéreis injetáveis e oftálmicas (multidose) Grande maioria dos cosméticos (base aquosa) Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 5. CARACTERÍSTICAS DE UM CONSERVANTE IDEAL Amplo espectro de atividade Atividade em ampla faixa de pH Possuir ação biocida Distribuir-se adequadamente em sistemas emulsionados Compatível com componentes da formulação e material de acondicionamento Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 6. Atóxico e não irritante Custo aceitável Manter atividade antimicrobiana na presença de outros componentes da fórmula Não se decompor durante esterilização térmica Atividade conservante deve ser rápida Fácil inativação CARACTERÍSTICAS DE UM CONSERVANTE IDEAL Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 7. APLICAÇÃO DOS SISTEMAS CONSERVANTES Escolha dos conservantes - tarefa difícil Associação dos conservantes: incompatibilidade entre os conservantes Incompatibilidade entre o conservante e os componentes da formulação Falhas na conservação Adjuvantes: substrato para crescimento microbiano Inativadores do sistema conservante Proteger o consumidor Proteger o produto Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 8. ESCOLHA DO CONSERVANTE Amplo espectro (baixa concentração / temperatura de estocagem) Conhecer as características de partição no sistema bifásico Examinar a estabilidade, toxicidade e potencial sensibilizante Considerar os componentes da fórmula com nível significante de contaminantes EMBALAGEM Evitar o acesso de contaminantes Evitar inativação do agente conservante Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 9. Dissociação em função do pH Partição do sistema conservante na fase oleosa Solubilização Ligações às macromoléculas Ligações ao material de acondicionamento Estabilidade dos conservantes: luz, temperatura FATORES QUE INFLUENCIAM A CONCENTRAÇÃO DO SISTEMA CONSERVANTE NA FASE AQUOSA Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 10. EFICÁCIA DO SISTEMA CONSERVANTE DEPENDE composição embalagem grau inicial de pureza microbiana resistência do microrganismo forma de aplicação conteúdo de água nutrientes sistema conservante EFEITO SINÉRGICO alguns componentes podem evitar a proliferação microbiana ou aumentar a efetividade dos conservantes Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 11. AVALIAÇÃO DA EFICÁCIA ANTIMICROBIANA DE CONSERVANTES Métodos convencionais Método Turbidimétrico (uso de espectrofotômetro para detectar crescimento microbiano) Intumescimento de esporos Método radiométrico Microeletroforese de partículas Microcalorimetria de fluxo Filtração associada à epifluorescência Bioluminescência Método Elétrico Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 12. TESTE DE DESAFIO - TESTE DE EFICÁCIA ANTIMICROBIANA DE CONSERVANTES EM PRODUTOS Confirmar a segurança de produtos farmacêuticos e cosméticos Produtos aquosos Materiais anidros Estéreis multidose Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 13. TESTE DE DESAFIO - OBJETIVO Determinar o tipo de sistema conservante a ser utilizado Determinar a concentração do conservante para efeito satisfatório IMPORTÂNCIA Concentração baixa: crescimento microbiano Concentração alta: efeito tóxico, custo do produto Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 14. Organismo-teste (cepas padrão) USP XL Candida albicans Aspergillus brasiliensis Escherichia coli Pseudomonas aeruginosa Staphylococcus aureus CTFA (The Cosmetic, toiletry and Fragrance Association) Staphylococcus aureus Pseudomonas aeruginosa Aspergillus brasiliensis Penicillium luteum Escherichia coli Candida albicans Inoculação do produto a ser testado com cargas microbianas conhecidas (105 a 107/g ou mL de produto) Avaliações periódicas do produto quanto à carga de sobreviventes Mapear o perfil de resistência de cada cepa em relação ao produto Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 15. Critérios rígidos: principalmente para produtos cosméticos aplicados na região dos olhos (CTFA) Maior número de organismos desafiantes Redução de pelo menos 90% da população de leveduras e bolores no período de 7 dias (redução contínua até o final de teste) Redução de pelo menos 99,9% da população de bactérias em 14 dias (redução contínua até o final do teste) Atividade bacteriostática contra bactérias formadoras de esporos Maior quantidade de substâncias antimicrobianas aprovadas à disposição da indústria cosmética Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 16. CRITÉRIOS DE ACEITAÇÃO Intervalo de acompanhamento 0, 7d, 14d e 28d - USP XL 0, 6h, 24h, 48h, 7d, 14d, 21d e 28d - Farmacopéia Britânica 0, 1-3d, 7d, 14d, 21d e 28d - CTFA USP - XL Bactérias: redução ≥ 90% em 7 dias; redução ≥ 99,9% em 14 dias; pelo menos ação bacteriostática até o final do teste Fungos: pelo menos ação fungistática até o final do teste Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 17. CRITÉRIOS DE ACEITAÇÃO - USP XL Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 18. CRITÉRIOS DE ACEITAÇÃO - USP XL Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 19. Provocar nos microrganismos desafiantes efeitos inibitórios de crescimento ou efeitos letais Modificação da permeabilidade da membrana Lise e extravasamento de constituintes citoplasmáticos Coagulação irreversível dos constituintes citoplasmáticos Comprometimento da síntese de DNA, RNA e proteínas Inibição do metabolismo celular pela interferência nos sistemas enzimáticos ou inibição da síntese da parede celular; Oxidação dos constituintes celulares; Hidrólise FINALIDADE DO SISTEMA CONSERVANTE EM PREPARAÇÕES COSMÉTICAS E FARMACÊUTICAS Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 20. MECANISMO DE AÇÃO DOS CONSERVANTES PARABENOS ésteres do ácido p-hidroxibenzóico (metil, etil, propil, butil e benzil) – Nipagin e Nipazol MECANISMO DE AÇÃO - Alteração no potencial da membrana - Alteração no transporte pela membrana - Geração de energia - Perda dos componentes intracelulares Mecanismo de ação é reversível Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 21. pH: 3,0-9,5 Estabilidade: a estabilidade química diminui com o aumento do pH e temperaturas elevadas, sensível à exposição luz Compatibilidade: emulsões aniônicas e catiônicas Incompatibilidade: álcalis e sais de ferro, metilcelulose, polivinilpilorridona, polietilenoglicol Neutralizante: tensoativo não iônico (tween 80) e lecitina Espectro de atividade: bactérias Gram+ e fungos, bactérias G – Aplicações: indústria cosmética, farmacêutica e de alimento Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 22. fenoxietanol, o-fenilfenol, clorocresol, fenol O mecanismo de ação depende do tipo e da localização do grupo substituinte MECANISMO DE AÇÃO - Comprometimento da integridade da membrana (solubilização lipídeos) - Inibem fosforilação oxidativa nas mitocôndrias (geração de ATP) - Desnaturação de proteínas DERIVADOS FENÓLICOS Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 23. CLOROCRESOL (pH ácido) Estabilidade: solução aquosa torna-se amarela ao contato com ar e sob exposição à luz Compatibilidade: redução da atividade na presença de tensoativos não iônicos Soluções aquosas podem ser autoclavadas e as oleosas esterilizadas (160 °C por 1 hora) Inativante: diluição e tensoativo não iônico (tween 80) Aplicação: xampus com proteínas, cosméticos para bebês, anti séptico tópico e conservantes em produtos farmacêuticos Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 24. FENOL Estabilidade: exposição excessiva a luz e ar cataliza oxidação Soluções aquosas podem ser autoclavadas e as oleosas esterilizadas (150 °C por 1 hora) Incompatibilidade: com sais alcalinos, sais de ferro Inativante: diluição e tensoativo não iônico (tween 80) FENOXIETANOL (ampla faixa de pH) Estabilidade: soluções aquosas podem ser esterilizadas por autoclavação Compatibilidade: tensoativos aniônicos e catiônicos Inativante: diluição e tensoativo não iônico (tween 80) Usado em combinação com parabenos, ácido dehidroacético ou ácido sórbico Efetivos: bactérias e fungos Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 25. etanol, bronopol, clorobutanol, álcool benzílico Concentração utilizada como conservante varia com o tipo de álcool e a aplicação Normalmente usado em altas concentrações MECANISMO DE AÇÃO - Rompimento da membrana por solubilização dos lipídios e possivelmente desnaturação de proteínas ÁLCOOL Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 26. ETANOL (pH ácido) Estabilidade: solução aquosa estável a autoclavação em recipientes fechados Compatibilidade: usado como solvente em preparações cosméticas e farmacêuticas e como base em tinturas Inativante: diluição Efetivo: bactérias e fungos Aplicação: conservante – 15 a 20%; desinfetante e anti séptico - 60 a 70% CLOROBUTANOL (pH acima de 4,0) Estabilidade: decompõe-se em solução aquosa quando aquecido, especialmente sob condições alcalinas Incompatível: alguns tensoativos não iônicos e álcalis, absorvido por recipientes de polipropileno e polietileno Inativante: diluição e tensoativo não iônico (tween 80) Efetivo: bactérias e fungos Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 27. ÁLCOOL BENZÍLICO (pH > 5) Estabilidade: autoclavação, desidrata a pH baixo Incompatível: agentes oxidantes Inativante: diluição e tensoativo não iônico Efetivo: bactérias Gram + Aplicações: conservantes em medicamentos injetáveis, produtos oftálmicos e líquidos orais BRONOPOL (pH 5,0-7,0) Estabilidade: solução aquosa a baixo valor de pH Decomposição com luz, pH alcalino e altas temperaturas Instabilidade: solução anidra de glicerol Inativante: cisteína, tioglicolato e tiossulfato Espectro de ação: largo espectro, menos efetivo contra leveduras e bolores Aplicações: cremes para as mãos e face, xampus, máscaras e óleo de banho, produtos farmacêuticos e de limpeza Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 28. ácido benzóico, ácido sórbico Utilizados como conservantes em formulações com pH < 5 Forma não ionizada: permite penetração na membrana lipídica hidrofóbica MECANISMO DE AÇÃO - Destrói o balanço quimiosmótico da membrana citoplasmática - Rompimento do potencial elétrico da membrana - Desnaturação de proteínas ÁCIDOS E SAIS ORGÂNICOS Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 29. ÁCIDO BENZÓICO (pH 2-5) Estabilidade: estável em pH baixo Compatibilidade: perda de atividade na presença de proteínas e glicerol, incompatível com compostos não iônicos, quaternários e gelatina Inativante: pH acima do pKa Aplicações: utilizado em produtos alimentícios e farmacêuticos (formas de dosagem oral) ÁCIDO SÓRBICO (pH < 6,5) Estabilidade: sensível à luz e exposição ao ar Incompatível: tensoativos não iônicos Inativante: pH acima do pKa, diluição e tensoativo não iônico (tween 80) Aplicações: antifúngico para cremes e loções, conservantes em formas de dosagem oral em alimentos e vinhos Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 30. clorometil isotiazolona, metil isotiazolona pH ótimo: 4,0-8,0 Estabilidade: instável em temperaturas elevadas e pH alcalino Compatibilidade: tensoativos aniônicos, catiônicos e não-iônicos Inativante: diluição em caldo contendo proteína Atividade: largo espectro de ação contra bactérias, leveduras e fungos Aplicações: xampus, condicionadores e géis para cabelo, cremes e loções faciais MECANISMO DE AÇÃO - Inibe transporte ativo e oxidação da glicose (ATPase, gliceraldeído 3-fosfato-desidrogenase) - Reage com os grupos tióis das proteínas celulares - Desnaturação de proteínas ISOTIAZOLINONAS Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 31. Diazolidinil uréia, imidazolidinil uréia, dimetiloldimetilhidantoína (DMDM hindantoína), monometilol dimetilhidantoína (MDM hidantoína), dimetil oxazolidina LIBERAÇÃO DO FORMALDEÍDO Quantidade e local de liberação MECANISMO DE AÇÃO Desnatura proteínas por reagir com grupamentos amino da parede celular, membrana e citoplasma Não se sabe sítio específico: alquilar grupos amino DOADORES DE FORMALDEÍDO Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 32. DIAZOLIDINIL URÉIA (estável em ampla faixa de pH) Compatibilidade: tensoativo iônico e não iônico, proteínas Inativante: diluição e peptona Efetivo: largo espectro, especialmente Pseudomonas, leveduras e bolores Aplicações: em combinação com parabenos IMIDAZOLIDINIL URÉIA (ampla faixa de pH) Estabilidade: decompõe em temperaturas > 160 ºC, liberando formaldeído Compatibilidade: tensoativo iônico e não iônico, proteínas Inativante: diluição e peptona Efetivo: largo espectro, não muito efetivo contra leveduras e bolores Aplicações: em combinação com parabenos Usados em loções, cremes, condicionadores de cabelo, xampus e desodorantes Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 33. DIMETILOLDIMETILHIDANTOÍNA (DMDM HINDANTOÍNA) – ampla faixa de pH (3,5 a 10) Estabilidade: temperaturas < 90 ºC Compatibilidade: tensoativo iônico e não iônico, proteínas Inativante: diluição e peptona Efetivo: largo espectro, principalmente contra bactérias (combinação com parabenos) Aplicações: xampus, condicionadores, cremes para as mão e conservante em detergentes MONOMETILOL DIMETILHIDANTOÍNA (MDM HIDANTOÍNA) – pH 4,5-9,5 Estabilidade: temperatura abaixo de 85 ºC Compatibilidade: tensoativo iônico e não iônico, proteínas Inativante: diluição e peptona Efetivo: largo espectro, menos efetivo contra levedura Aplicações: xampus e como componente ativo em desodorantes Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 34. MECANISMO DE AÇÃO - Solubiliza lipídios da membrana e outros lipídios por ação surfactante (destrói a integridade celular) - Desnatura proteínas COMPOSTOS DE AMÔNIO QUATERNÁRIO Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 35. CLORETO DE BENZALCÔNIO Estabilidade: condições de autoclavação Incompatibilidade: com tensoativos aniônicos, sabões, citratos, iodetos, metais pesados, álcalis, absorvido por plásticos Inativante: lecitina e tensoativo não iônico Aplicações: condicionadores, em desodorante como antibacteriano, conservante em colírio, anti-séptico em pele queimada e machucada CLORETO DE CETILPIRIDÍNIO Estabilidade: condições de autoclavação Incompatibilidade: tensoativos aniônicos, não iônicos e proteínas Inativante: lecitina e tensoativo não iônico Aplicação: colírios Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
- 36. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS - Pinto, T.J.A.; Kaneko, T.M.; Pinto, A.F. Controle biológico de qualidade de produtos farmacêuticos, correlatos e cosméticos. 3. ed. Ateneu Editora, São Paulo, 2010. - Farmacopeia Brasileira, 6a. Ed., ANVISA, 2019. - United States Pharmacopoeia. 40th ed. Rockville: United States Pharmacopoeia Convention, 2017. - CTFA Cosmetic Compendium 3rd Edition . Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020
Notas do Editor
- O interesse em estudar substâncias com propriedades conservantes foi despertado após a descoberta de que eram os microrganismos os responsáveis pela degradação dos produtos. A ciência de conservação dos produtos farmacêuticos e cosméticos é relativamente nova e somente a partir de 1960 tem sido tratada de maneira científica.
- A contaminação do produto pode ocorrer durante a fabricação do produto, durante a estocagem em condições inadequadas ou em decorrência do manuseio, sem cuidados de higiene, pelo usuário ou consumidor. Durante a fabricação, a contaminação pode ocorrer de diferentes maneiras, em diversos locais da planta, a saber: provenientes da matéria-prima, material de acondicionamento, ambiente não controlado, limpeza não adequada, operadores sem o devido treinamento e estocagem de modo incorreto. A contaminação decorrente de tais problemas pode ser minimizada pela adoção das boas práticas de fabricação. Por outro lado, a extensão da contaminação que ocorre durante o uso do produto pelo paciente/consumidor, em comparação àquela durante a fabricação, não é fácil de acessar, pois o ambiente e o modo pelo qual o produto é empregado também deve ser considerado. Deste modo, o uso de conservantes nos produtos farmacêuticos ou cosméticos visa limitar o número de microrganismos antes e após esse produto chegar ao consumidor. Lembrando, sempre, que a solução para problemas de contaminação consiste mais em medidas preventivas, que no processamento dos produtos contaminados.
- Conservantes são substâncias adicionadas aos medicamentos e cosméticos para manter a integridade do produto durante o período de prateleira, bem como na fase de utilização pelo consumidor, porém não devem ser utilizados como substitutos das boas práticas de fabricação, pois a presença de microrganismos, ainda que mortos, é indesejável em função das reações adversas que esses ou seus metabólitos podem causar. Sendo assim, o objetivo dos conservantes é garantir a estabilidade e segurança das preparações farmacêuticas e cosméticas com relação à pureza microbiana.
- Quando devo usar um sistema conservante? - Em preparações farmacêuticas não estéreis, onde as preparações líquidas e semi-sólidas, em base aquosa, são particularmente importantes. - Em preparações estéreis injetáveis e oftálmicas, pois a maioria das preparações estéreis injetáveis e oftálmicas também possuem base aquosa e o principal objetivo do conservante é manter a esterilidade inicial quando de repetidas remoções de recipientes multidose. - Na grande maioria dos cosméticos que, embora não pertençam à classe de medicamentos, são formulados em base aquosa necessitando, portanto, de um sistema conservante adequado.
- As características de um sistema conservante ideal incluem: Amplo espectro de atividade, em baixa concentração Atividade em ampla faixa de pH, durante a meia vida do produto Possuir preferencialmente ação biocida, pois ação biostática pode favorecer o desenvolvimento de resistência ao sistema conservante Distribuir-se adequadamente em sistemas emulsionados Compatível com componentes da formulação e material de acondicionamento sem interferir com a cor, sabor ou fragrância do produto
- Além das qualidades já mencionadas, um sistema conservante também deve: - Ser atóxico e não irritante, não provocando reações de hipersensibilidade no paciente/consumidor Ter custo aceitável Manter a atividade antimicrobiana na presença de outros componentes da fórmula Não se decompor durante esterilização térmica. Muitos dos compostos usados como conservantes são termoestáveis, a ponto de permitir que sejam autoclavados a 120°C, durante por 30min. Possuir atividade conservante rápida para garantir que qualquer contaminação introduzida pelo consumidor seja eliminada no período entre os usos. Ser de fácil inativação quando da necessidade de se realizar um ensaio para verificar a qualidade microbiana desse produto A probabilidade de um conservante agregar todos esses requisitos é baixa. Consequentemente o farmacêutico depara-se com a dificuldade de seleção de um ou mais insumos que, de forma conjunta aos componentes da fórmula, constituam um sistema conservante efetivo.
- A escolha do sistema conservante para formulações farmacêuticas e cosméticas complexas é extremamente difícil e não pode ser aleatória, tendo por base exclusivamente a economia aparente. Devido à grande disparidade entre resultados de testes laboratoriais e aqueles nos produtos terminados, existe a necessidade de sempre testar o sistema conservante nas formulações específicas. A associação dos conservantes deve ser feita de modo a evitar incompatibilidade entre os conservantes ou a incompatibilidade entre o conservante e os componentes da formulação, o que acarretará em falhas na conservação do produto Falhas na conservação resultará no crescimento de microrganismos e o que isso pode ocasionar no produto? Descoloração, formação de odores e gases, alterações das propriedades reológicas dos compostos e desestabilização de emulsões. Talvez o produto contaminado que não demonstre evidência visível de deterioração microbiológica envolva risco maior ao consumidor, uma vez que sua utilização pode causar infecção, particularmente se aplicado em queimaduras ou epitélio lesado. Diversos adjuvantes que surgiram no mercado nos últimos 30 anos se constituem, por vezes, em excelente substrato para o crescimento microbiano, inativadores do sistema conservante ou, ainda, como ambos. Há portanto duas principais razões para controlar o número e o tipo de microrganismos em produtos farmacêuticos ou cosméticos: - proteger o consumidor de qualquer dano a saúde decorrente do uso de preparações contendo microrganismos; - proteger o próprio produto, embora não menos importante seja a preservação da reputação da empresa que produz o produto.
- Com a variedade de conservantes disponíveis e o grande número de adjuvantes em uso nas formulações farmacêuticas e cosméticas, interações de diferentes naturezas são possíveis no sentido de inativar a ação antimicrobiana do sistema conservante. Vários aspectos devem ser considerados durante o desenvolvimento do produto e a escolha do sistema conservante não pode se dar com base exclusivamente teórica. - O conservante deve apresentar largo espectro de atividade em baixa concentração e a temperaturas prováveis de estocagem. - Conhecer as características de partição no sistema bifásico que, por sua vez, é em função do pH - Examinar a estabilidade, toxicidade e potencial sensibilizante do produto Considerar os componentes da fórmula com nível significante de contaminantes, assim como aqueles que podem atuar como substrato para desenvolvimento microbiano. Além disso, algumas preocupações também devem ser levadas em consideração quando pensamos na escolha da embalagem. Ela deve ser planejada para evitar o acesso de contaminantes durante o uso do produto, além de proteger contra agentes físicos como luz e ar e também evitar que haja a perda de componentes por evaporação. A embalagem, ainda, deve evitar a inativação do agente conservante por absorção, adsorção ou ambas, o que resultaria em diminuição da concentração antimicrobiana efetiva. Levando-se em consideração o tipo de material de acondicionamento, existe uma classificação quanto à proteção do produto envazado em: Baixo risco: aqueles hermeticamente fechados; Moderado: aqueles de uso múltiplo, que apresentam proteção à entrada de água ou contato direto com o usuário e; Alto risco: aqueles de uso múltiplo, sem proteção contra a entrada de água e contato direto. Sendo assim, a escolha da embalagem pode ajudar na conservação do produto.
- A seguir discutiremos alguns fatores que podem influenciar a concentração do sistema conservante na fase aquosa: Dissociação em função do pH: os conservantes são, em principio, ativos na forma não dissociada. Sendo assim, os amônios quaternários são mais ativos em pH alcalino enquanto os conservantes ácidos fracos, como os ácidos benzóico e sórbico, são ativos na forma não ionizada, que ocorre em ph baixo. Partição do sistema conservante na fase oleosa: em geral a atividade antimicrobiana de um conservante em uma emulsão é principalmente atribuída à concentração livre deste, na fase aquosa. Assim, o conservante incorporado em determinada emulsão sofre migração parcial para a fase oleosa, enquanto parte interage com o tensoativo e o restante se mantém na fase aquosa do produto, na forma livre. Portanto, a concentração livre do conservante na fase aquosa é dependente do coeficiente de partição óleo-água do antimicrobiano e do grau de interação deste com os tensoativos. Solubilização do sistema conservante na fase aquosa Ligações às macromoléculas, pois o conservante deve estar livre na fase aquosa Ligações ao material de acondicionamento, diminuindo a concentração livre do mesmo - Há que se considerar, também, as reações de degradação ocasionadas ou potencializadas por aspectos físicos. Diversos compostos orgânicos sofrem decomposição se expostos à luz, e os conservantes não são exceção. É possível eliminar a ação dos raios ultravioleta pela escolha de materiais de acondicionamento adequados. Muitos dos compostos usados como conservantes são termoestáveis. Deve-se lembrar que a volatilidade de conservantes não significa que sejam termolábeis, pois podem ser autoclavados em recipientes selados, como ampolas, sem perdas por evaporação.
- Sendo assim, em preparações farmacêuticas e cosméticas, a eficácia do sistema conservante depende de muitos fatores: - Da composição da preparação - Do tipo de embalagem, material e vedação - Do grau inicial da contaminação microbiana Da resistência dos microrganismos contaminantes - Da forma de aplicação do produto - Da atividade de água, ou seja, da quantidade de água livre - Da quantidade e qualidade dos nutrientes presentes na formulação Do sistema conservante utilizado Alguns componentes podem evitar a proliferação microbiana ou aumentar a efetividade dos conservantes, exercendo, assim, um efeito sinérgico. Devido à complexa natureza das fórmulas farmacêuticas e cosméticas, frequentemente é necessária, para a proteção destes produtos contra a contaminação microbiana, a incorporação de, no mínimo, duas substâncias antimicrobianas. Tais associações podem ser preparadas ou adquiridas prontas no mercado.
- O modo de ação dos agentes antimicrobianos é conhecido na literatura, permitindo seu grupamento de acordo com o tipo de atividade. Entretanto, é necessário verificar a sua eficiência antimicrobiana no próprio produto e, para isso, é preciso um mecanismo seguro para avaliar a ação dos conservantes, frente a diferentes microrganismos, nas formulações desenvolvidas e nas condições de uso. Vale a pena ressaltar que o tempo de incubação, de 24 a 48h para bactérias e de 4 a 7 dias para fungos, pode ser consideravelmente ampliado em função do efeito inibitório provocado pelo conservante em análise. Tendo em vista o fator tempo, nos últimos anos tem sido desenvolvidas técnicas que detectam rapidamente a resposta microbiana. Isto é possível pela seleção de algum índice de desenvolvimento celular que ocorre precocemente no ciclo de crescimento e é susceptível a agentes antimicrobianos. Tal desenvolvimento, embora não detectado macroscopicamente, pode ser acuradamente medido por uma variedade de recursos, no período de horas ao invés de dias, como nos métodos convencionais. Métodos convencionais são aqueles descritos nos compêndios oficiais que utilizam meios de cultivo em placas, e crescimento dos microrganismos para visualização das colônias - Método Turbidimétrico: lança mão do uso de espectrofotômetro para detectar crescimento microbiano, quando não é possível sua evidencia à vista desarmada. A primeira indicação de desenvolvimento celular, e portanto de não inibição pelo sistema conservante, é detectada em cerca de 1 hora para bactérias e 3 a 6 horas para leveduras e bolores. A demora é minimizada pelo uso de meio nutriente pré-aquecido e incubação em banho sob agitação. - Intumescimento de esporos, que é um indício primário do desenvolvimento de esporos de fungos e bactérias e que compreende duas fases: uma inicial que é insensível a conservantes (simples hidratação ou fenômeno osmótico) e uma segunda, suprimida pelos conservantes. Pode-se utilizar tubos de hematócritos para medir o volume dos esporos. Esta técnica pode ser utilizada para a investigação rápida da ação dos conservantes. - No método radiométrico, o baixo índice de desenvolvimento celular pode ser detectado pelo metabolismo de microrganismos em meio de crescimento contendo materiais radioativos, liberando, por exemplo, CO2 14 (radioativo), que pode ser medido. - Microeletroforese de partículas: muitos agentes químicos afetam a carga superficial e a motilidade microbiana. Sendo assim, a motilidade eletroforética das células é medida antes e após contato com o conservante, com resultado obtido em 10 minutos. Lembrando que é necessário validar o método, mostrando o quanto a alteração na motilidade irá resultar na inativação microbiana. - Microcalorimetria de fluxo: como todos os organismos liberam calor durante o seu metabolismo, a microcalorimetria pode ser usada no seu dimensionamento Filtração associada à epifluorescência: os microrganismos são concentrados pela filtração em membranas coradas com alaranjado de acridina, que reage com o ácido nucleico das células viáveis revelando a fluorescência alaranjada. Técnica simples e rápida (menos de 1 hora). Porém pode ocorrer dificuldade na diferenciação entre células viáveis e não viáveis pela cor da fluorescência. Fluorescência verde quando ligado ao DNA (que pode permanecer íntegro mesmo após a morte do microrganismo) e vermelha quando ligado ao RNA (é degradado rapidamente após a morte do microrganismo). Limitação do método: amostras com viscosidade elevada, difíceis de serem filtradas. - Bioluminescência: este método baseia-se na determinação quantitativa de ATP (principal composto armazenador de energia em todos os tipos de células) do microrganismo. Este método envolve a detecção de luz emitida pela reação do ATP da célula com a luciferina e luciferase. Esta técnica pode ser influenciada por vários fatores como a natureza dos componentes da amostra, o meio de cultura, agitação etc. - Método Elétrico: Dentre os métodos rápidos, a aplicação deste método tem sido considerada a perspectiva mais promissora para a avaliação da eficácia antimicrobiana dos conservantes. O crescimento microbiano, em um dado meio, provoca alterações elétricas que podem ser avaliadas determinando-se os valores de impedância, de condutância, resistência e capacitância.
- As limitações inerentes às metodologias rápidas, citadas anteriormente, têm concentrado a sua aplicação, no caso de produtos farmacêuticos e cosméticos, na avaliação da eficácia de conservantes Entretanto, o teste do desafio, uma metodologia convencional que demanda de maior tempo, tem sido frequentemente utilizado para verificar a eficácia do sistema conservante em um determinado produto farmacêutico ou cosmético, de modo a garantir a segurança desses produtos. Todos os produtos estão sujeitos à contaminação por microrganismos; entretanto, o crescimento dos mesmos depende de diversos fatores químicos e físicos, incluindo a disponibilidade de água, a composição do produto, a temperatura de estocagem e a presença ou não de substâncias químicas antimicrobianas. Quando houver água suficiente, os produtos irão permitir o crescimento de microrganismos a não ser que conservantes adequados estejam presentes. Sendo assim, produtos aquosos multidoses geralmente irão possuir um sistema conservante. Materiais anidros como óleo mineral, sombra para os olhos e pós são sujeitos à contaminação no uso repetido, mas não irão dar suporte ao crescimento de organismos, a menos que haja a presença de água. Para os produtos estéreis multidoses, o conservante deve possuir capacidade auto-esterilizante, pois se admite violação de esterilidade em função da abertura do frasco e das repetidas administrações. Nas formulações não estéreis, os conservantes são incluídos para reduzir o crescimento no produto aquoso e para reduzir a chance de sobrevivência de microrganismos nas preparações anidras.
- A avaliação da eficácia antimicrobiana pelo teste de eficácia do conservante (teste do desafio) é essencial para substanciar a segurança de produtos multidose. Este teste é feito para: - Determinar o tipo de sistema conservante a ser utilizado em uma determinada formulação Determinar a concentração do conservante para efeito satisfatório Este teste é importante para a aceitação de um produto para consumo porque uma concentração baixa de conservante irá permitir o crescimento microbiano, que poderá alterar os atributos do produto (cor, odor, viscosidade), tornando-o inadequado ao uso. Por outro lado, uma concentração alta poderá resultar em efeito tóxico, como a irritação de pele, levando à insatisfação do consumidor. Além disso, irá aumentar o custo do produto, que será repassado ao consumidor. O teste de eficácia do sistema conservante é uma ferramenta importante na determinação da concentração ideal do conservante, protegendo o produto e tornando-o seguro de um lado, e reduzindo efeitos tóxicos e custos desnecessários de outro.
- O teste do desafio é realizado inoculando-se a formulação (com determinado sistema conservante a ser testado) com cargas microbianas conhecidas (diferentes bactérias ou fungos em suspensão, para atingirem uma concentração de 10 a 5 - 10 a 7 organismos/mL ou g de produto) e avaliando-se a formulação, periodicamente, quanto à carga de microrganismos sobreviventes. Tanto os métodos USP quanto CTFA para testes de eficácia de conservantes indicam as cepas padrão de organismos a serem utilizados. O uso de cepas padrão permite abrangência morfológica e metabólica de bactérias, leveduras e bolores que estão largamente distribuídos na natureza e que tenham sido associados a problemas de contaminação microbiana ou desenvolvimento de resistência aos sistemas conservantes utilizados. Os microrganismos indicados pela USP para a realização do teste do desafio são culturas puras de: Candida albicans – um microrganismo de ocorrência natural e representante das leveduras. Pode ser patogênica e pode representar resistência em sistemas preservados. Aspergillus brasiliensis – um microrganismo representante dos fungos filamentosos. A maior causa de decomposição é a contaminação por fungos filamentosos. Em 2007 a cepa ATCC 16404 de Aspergillus niger foi reclassificada como Aspergillus brasiliensis. Escherichia coli - é uma bactéria Gram negativa e indicador de contaminação fecal. Como a maioria dos coliformes, pode facilmente desenvolver resistência ao sistema conservante. Pseudomonas aeruginosa - é uma bactéria Gram negativa e patógeno bem conhecido, que mostra alta resistência a muitos conservantes. Staphylococcus aureus – é uma bactéria Gram positiva e organismo comumente encontrado na pele. Ele é utilizado em testes de desafio por tratar de um contaminante comum de produtos farmacêuticos e cosméticos de uso tópico. De forma contrastante à maioria das recomendações oficiais, que orientam a utilização de cepas isoladas, o CTFA recomenda o emprego de culturas mistas: bactérias G+, bactérias G-, leveduras e bolores, para avaliar o efeito inibitório do conservante no cosmético. Os microrganismos sugeridos pelo CTFA são: Staphylococcus aureus Pseudomonas aeruginosa Aspergillus brasiliensis Penicillium luteum – fungo filamentoso Escherichia coli Candida albicans O uso de bactéria formadora de esporo é considerado opcional, porém CTFA recomenda o uso de Bacillus cereus ou Bacillus subtilils. O uso de culturas puras de microrganismos permite mapear o perfil de resistência de cada microrganismo em relação ao produto testado e também permite a comparação de sistemas conservantes, em diferentes produtos.
- The Cosmetic, toiletry and Fragnance Association (CTFA) propõe critérios mais rígidos para produtos aplicados na área dos olhos quando comparados aos critérios estabelecidos pela USP, no que se refere a produtos oftálmicos. São eles: - Maior número de organismos desafiantes - Redução de pelo menos 90% (1 log) da população de leveduras e bolores no período de 7 dias e redução contínua até o final do teste - Redução de pelo menos 99,9% (3 log) da população de bactérias em 14 dias e redução contínua até o final do teste, até atingir carga não detectável no final do período de teste - Atividade bacteriostática contra bactérias formadoras de esporos Necessidade de pelo menos um redesafio Este contraste pode ser justificado, pelo menos em parte, pela maior quantidade de substâncias antimicrobianas legalmente aprovadas à disposição da indústria cosmética, quando comparada à indústria farmacêutica, especialmente aquelas produtoras de oftálmicos.
- Após desafiar a formulação com uma grande carga de microrganismos, os dados de sobreviventes microbianos devem ser submetidos à avaliação, de acordo com os critérios de aceitação. Para isso, alíquotas do produto são retiradas de tempos em tempos e a contagem dos microrganismos viáveis é feita. Se a exigência da USP diz respeito ao acompanhamento semanal até completar 28 dias, outras estão voltadas para determinações a intervalos menores, durante os primeiros dias, para posteriormente efetuar avaliações semanais. Segundo a USP (<51> Antimicrobial Effectiveness Testing), o produto desafiado deve ser analisado no tempo 0h e após 7, 14 e 28 dias quanto à carga microbiana que ainda permanece viável. Para a categoria mais exigente de medicamentos (categoria 1), a redução no número de bactérias deverá ser ≥ 90% em 7 dias (pelo menos 1 log); redução ≥ 99,9% em 14 dias (pelo menos 3 log); pelo menos ação bacteriostática até o final do teste. Com relação aos fungos (filamentosos e leveduriformes), deverá ter pelo menos ação fungistática até o final do teste (número de fungos não deve aumentar).
- Esta tabela se encontra no capítulo <51> da USP (Antimicrobial Effectiveness Testing). Nela, podemos verificar que os produtos farmacêuticos são classificados em 4 categorias, sendo a categoria 1 (injeções e outros parenterais incluindo emulsões, produtos óticos, produtos nasais estéreis, e produtos oftálmicos em veículos aquosos), a mais exigente quanto à capacidade antimicrobiana do sistema conservante. Dependendo da categoria em que o produto se encontra, o sistema conservante deverá cumprir alguns critérios para ser considerado adequado.
- Nesta tabela encontramos os critérios de aceitação para o sistema conservante, nas diferentes categorias dos produtos farmacêuticos. Podemos verificar que para que um sistema conservante possa ser utilizado na categoria 1 de produtos farmacêuticos, no teste do desafio ele deverá promover a redução de pelo menos 90% (1 log) no número de bactérias em 7 dias; redução de pelo menos 99,9% (3 log) em 14 dias; pelo menos ação bacteriostática até o final do teste (nenhum aumento no número de bactérias do 14° dia ao 28° dia). Com relação aos fungos (filamentosos e leveduriformes), deverá ter pelo menos ação fungistática até o final do teste, ou seja, não deve permitir o aumento no número de fungos, do início ao fim do teste do desafio. Por outro lado, para que um sistema conservante seja considerado adequado para ser utilizado na categoria menos exigente, ou seja, na categoria 4 dos produtos farmacêuticos (antiácidos preparados em base aquosa), ele precisa apenas garantir que não haverá aumento no número de bactérias, fungos leveduriformes e filamentosos do início ao fim do teste do desafio. Lembrando que o teste do desafio deverá ser realizado na formulação final, contendo o sistema conservante a ser testado, frente a diferentes microrganismos (bactérias G+ e G-, fungos leveduriformes e filamentosos).
- A finalidade do sistema conservante nas preparações farmacêuticas e cosméticas é provocar nos microrganismos desafiantes efeitos inibitórios de crescimento ou efeitos letais, interferindo no crescimento, multiplicação e metabolismo dos mesmos. Isso pode ser feito por um ou mais dos seguintes mecanismos: Modificação da permeabilidade da membrana, com perda da seletividade da mesma; Lise e extravasamento de constituintes citoplasmáticos; Coagulação irreversível dos constituintes citoplasmáticos (por exemplo, precipitação de proteínas); Comprometimento da síntese de DNA, RNA e proteínas - Inibição do metabolismo celular pela interferência nos sistemas enzimáticos ou inibição da síntese da parede celular; - Oxidação dos constituintes celulares; - Hidrólise. Embora não seja o foco da aula, nos próximos slides apresentarei exemplos de alguns conservantes, seus prováveis modos de ação, bem como algumas de suas características.
- Os parabenos são assim denominados por serem ésteres derivados do ácido p-hidroxibenzóico. Os derivados mais utilizados são metil, etil, propil, butil e benzilparabeno. A sua solubilidade em água, decresce quando aumenta-se a cadeia, porém sua potencialidade germistática aumenta com o aumento da cadeia. O consórcio de dois ou mais parabenos tornou-se prática comum, com isto, a ação antimicrobiana aumenta. Nipagin (metilparabeno) é mais polar e, portanto, mais solúvel em água. Sua proporção geralmente é maior para proteger a fase aquosa de uma emulsão. Nipazol (propilparabeno) possui maior cadeia do grupo alquila, maior atividade antimicrobiana, porém menor solubilidade em água. A mistura dos dois conservantes garante melhor efeito conservante em um sistema bifásico. Os parabenos foram muito utilizados, porém, hoje, seu uso está diminuindo. Segundo levantamentos do FDA realizados em 1990, metilparabeno (MP) e propilparabeno (PP) representaram mais que o dobro do uso dos demais biocidas na década de 80 a 90. Possuem atividade estrogênica e podem estar envolvidos no aumento do número de câncer de mama. Mecanismo de Ação: Disrupção do potencial da membrana, interferindo com o mecanismo de transporte da membrana celular e a bioenergética. Algumas células perdem o conteúdo celular mas mostraram-se capaz de regenerar, indicando possível atividade bacteriostática.
- Tipo de composto: éster Solubilidade variável em água ou em óleo. pH ótimo varia de 3 a 9,5. À medida que o pH aumenta, dissocia-se na forma (inativa) de sais. O pH mais alto, com alguma atividade antimicrobiana, é o pH 8. Por isto, os parabenos são raramente usados em pH>6. Os parabenos são inativados (parcialmente ou completamente) por fortes ligantes de hidrogênio, tais como os compostos altamente etoxilados, como os polissorbatos e outros compostos, como os derivados de celulose, proteínas e lecitinas Os parabenos são na maioria ativos contra fungos. Apresentam atividade contra bactérias Gram positivas, mas são considerados fracos contra bactérias Gram negativas. Aplicação: conservante para produtos farmacêuticos, cosméticos e alimentos
- As isotiazolinonas (tanto a clorometil- como a metil-isotiazolinona) são compostos muito efetivos para a utilização como conservantes. Porém apresenta reações alérgicas e intolerâncias por serem compostos muito irritantes. O seu uso é permitido nos produtos que são enxaguados, e a dosagem está restrita pela ANVISA. Tipo de composto: mistura de 2 tipos de isotiazolinonas e sais de Mg inorgânico Características: Líquido não viscoso, âmbar claro, altamente solúvel em água, alcoóis e glicóis, pH ótimo 4 a 8, estabilidade reduzida em sistemas mais alcalinos. Compatível com tensoativos e emulsificantes. Aplicação 0,035% a 0,15% em xampus e condicionadores, géis de cabelo e corpo, solução de tintura, cremes de corpo e loções, máscara. Usado em óleos de corte. Modo de ação: Inibe o mecanismo de transporte ativo e oxidação de glicose nas membranas das células, pela reação com os grupos tiólicos de proteínas como a ATPase e Gliceraldeido-3-fosfato, desnaturando-as.
- A exposição a altas concentrações revelou-se irritante para pele, olhos e o sistema respiratório. Também é um alergênico em potencial. Em concentrações baixas, através de exposição doméstica, há risco de comprometimento respiratório por modo não específico, exatamente como encontrado para outros poluentes comuns. Estudos sugerem que a exposição doméstica do formaldeído aumenta o risco de asma brônquica na infância e aumenta o risco de sensibilização alérgica para alergênicos comuns do ar. É mutagênico, e quando inalado em altas concentrações é carcinogênico em ratos. Em reavaliação pela IARC (International Agency for Research on Cancer), formaldeído foi classificado como substância carcinogênica para humanos.