UNIVERSIDADE DE SO PAULO FACULDADE DE CINCIAS FARMACUTICAS

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO FACULDADE DE CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS DE RIBEIRÃO PRETO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS Sistema conservante Profa. Dra. Márcia E. S. Ferreira Bloco S – Sala 13 – Térreo – Ramal: 150265 mesfe@fcfrp. usp. br Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020

APLICAÇÃO DOS SISTEMAS CONSERVANTES Contaminação do produto: - fabricação - matéria-prima - material de acondicionamento - qualidade do ambiente - limpeza - operadores - estocagem BOAS PRÁTICAS DE FABRICAÇÃO MANUSEIO PELO PACIENTE/CONSUMIDOR Conservante – limitar o número de microrganismos antes e após chegar ao consumidor Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020

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

Ø Quando devo usar um conservante? v Preparações farmacêuticas não estéreis (formas líquidas e semi-sólidas) v Preparações estéreis injetáveis e oftálmicas (multidose) v Grande maioria dos cosméticos (base aquosa) Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020

CARACTERÍSTICAS DE UM CONSERVANTE IDEAL Amplo espectro de atividade Atividade em ampla faixa de p. H Possuir ação biocida Distribuir-se adequadamente em sistemas emulsionados Compatível componentes da formulação e material de acondicionamento Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020

CARACTERÍSTICAS DE UM CONSERVANTE IDEAL 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 Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020

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

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

FATORES QUE INFLUENCIAM A CONCENTRAÇÃO DO SISTEMA CONSERVANTE NA FASE AQUOSA Dissociação em função do p. H Partição do sistema conservante na fase oleosa Solubilização Ligações às macromoléculas Ligações ao material de acondicionamento Estabilidade dos conservantes: luz, temperatura Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020

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

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

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

TESTE DE DESAFIO - OBJETIVO Determinar o tipo de sistema conservante a ser utilizado Determinar a concentração do conservante para efeito satisfatório IMPORT NCIA 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

Inoculação do produto a ser testado com cargas microbianas conhecidas (105 a 107/g ou m. L de produto) Avaliações periódicas do produto quanto à carga de sobreviventes 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 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

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

CRITÉRIOS DE ACEITAÇÃO Intervalo de acompanhamento 0, 7 d, 14 d e 28 d - USP XL 0, 6 h, 24 h, 48 h, 7 d, 14 d, 21 d e 28 d - Farmacopéia Britânica 0, 1 -3 d, 7 d, 14 d, 21 d e 28 d - 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

CRITÉRIOS DE ACEITAÇÃO - USP XL Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020

CRITÉRIOS DE ACEITAÇÃO - USP XL Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020

FINALIDADE DO SISTEMA CONSERVANTE EM PREPARAÇÕES COSMÉTICAS E FARMACÊUTICAS 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 Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020

MECANISMO DE AÇÃO DOS CONSERVANTES PARABENOS ésteres do ácido p-hidroxibenzóico (metil, 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

p. H: 3, 0 -9, 5 Estabilidade: a estabilidade química diminui com o aumento do p. H 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

DERIVADOS FENÓLICOS 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 Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020

CLOROCRESOL (p. H 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

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 p. H) 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

ÁLCOOL etanol, bronopol, clorobutanol, álcool benzílico Ø Concentração utilizada como conservante varia com o tipo de álcool e a aplicação Ø Normalmente usado em altas concentrações MECANISMO DE AÇÃO - Rompimento da membrana por solubilização dos lipídios e possivelmente desnaturação de proteínas Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020

ETANOL (p. H 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 (p. H 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

ÁLCOOL BENZÍLICO (p. H > 5) Estabilidade: autoclavação, desidrata a p. H baixo Incompatível: agentes oxidantes Inativante: diluição e tensoativo não iônico Efetivo: bactérias Gram + Aplicações: conservantes em medicamentos injetáveis, produtos oftálmicos e líquidos orais BRONOPOL (p. H 5, 0 -7, 0) Estabilidade: solução aquosa a baixo valor de p. H Decomposição com luz, p. H 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

ÁCIDOS E SAIS ORG NICOS ácido benzóico, ácido sórbico ØUtilizados como conservantes em formulações com p. H < 5 ØForma 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 Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020

ÁCIDO BENZÓICO (p. H 2 -5) Estabilidade: estável em p. H baixo Compatibilidade: perda de atividade na presença de proteínas e glicerol, incompatível compostos não iônicos, quaternários e gelatina Inativante: p. H acima do p. Ka Aplicações: utilizado em produtos alimentícios e farmacêuticos (formas de dosagem oral) ÁCIDO SÓRBICO (p. H < 6, 5) Estabilidade: sensível à luz e exposição ao ar Incompatível: tensoativos não iônicos Inativante: p. H acima do p. Ka, 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

ISOTIAZOLINONAS clorometil isotiazolona, metil isotiazolona p. H ótimo: 4, 0 -8, 0 Estabilidade: instável em temperaturas elevadas e p. H 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 Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020

DOADORES DE FORMALDEÍDO 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 Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020

DIAZOLIDINIL URÉIA (estável em ampla faixa de p. H) 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 p. H) 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

DIMETILOLDIMETILHIDANTOÍNA (DMDM HINDANTOÍNA) – ampla faixa de p. H (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) – p. H 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

COMPOSTOS DE AMÔNIO QUATERNÁRIO MECANISMO DE AÇÃO - Solubiliza lipídios da membrana e outros lipídios por ação surfactante (destrói a integridade celular) - Desnatura proteínas Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020

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

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, 6 a. Ed. , ANVISA, 2019. - United States Pharmacopoeia. 40 th ed. Rockville: United States Pharmacopoeia Convention, 2017. - CTFA Cosmetic Compendium 3 rd Edition. Disciplina de Controle de Qualidade de Produtos Farmacêuticos e de Cosméticos Ribeirão Preto - 2020