UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
ESCOLA DE FARMCIA
PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM CIENCIAS FARMACUTICAS
Patrcia Leme Goto
DESENVOLVIMENTO DE NANOPARTCULAS
POLIMRICAS POR POLIMERIZAO IN SITU A
PARTIR DE NANOEMULSES PRODUZIDAS POR
INVERSO DE FASES
OURO PRETO/MG
2011
UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
ESCOLA DE FARMCIA
PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM CIENCIAS FARMACUTICAS
PATRICIA LEME GOTO
DESENVOLVIMENTO DE NANOPARTCULAS
POLIMRICAS POR POLIMERIZAO IN SITU A PARTIR
DE NANOEMULSES PRODUZIDAS POR INVERSO DE
FASES
Dissertao apresentada ao programa de Ps-
graduao em Cincias Farmacuticas da
Universidade Federal de Ouro Preto, para
obteno do ttulo de Mestre em Cincias
Farmacuticas.
Orientador: Prof. Dr. Orlando David Henrique dos Santos
OURO PRETO/MG
2011
Catalogao: [email protected]
G684d Goto, Patrcia Leme.
Desenvolvimento de nanopartculas polimricas por polimerizao in situ a
partir de nanoemulses produzidas por inverso de fases [manuscrito] / Patrcia
Leme Goto 2011.
xi, 108 f.: il. color., grafs., tabs.
Orientador: Prof. Dr. Orlando David Henrique dos Santos.
Dissertao (Mestrado) - Universidade Federal de Ouro Preto. Escola de
Farmcia. Programa de Ps-Graduao em Cincias Farmacuticas.
rea de concentrao: Estudos e Desenvolvimento de Medicamentos.
1. Nanotecnologia - Teses. 2. Nanocpsulas - Teses. 3. Polimerizao - Teses. 4. Inverso de fases - Teses. I. Universidade Federal de Ouro Preto. II.Ttulo.
CDU: 615.451.3:65.095.26
mailto:[email protected]
COLABORAO
Este trabalho contou com a colaborao de:
Prof. Dra. Maria Irene Yoshida e de seus alunos do laboratrio de Anlise Trmica
do Departamento de Qumica da Universidade Federal de Minas Gerais nas
realizaes das anlises trmicas de DSC.
Pesquisador Dr. Jos Mario Carneiro Vilela do Setor de Tecnologia Metalrgica da
Fundao Centro Tecnolgico de Minas Gerais na realizao das anlises de
microscopia por fora atmica.
Prof. Dr Sidney Augusto Vieira Filho, ou melhor, Bibo, do Departamento de
Farmcia da Universidade Federal de Ouro Preto nas anlises e discusses de FTIR e
RMN.
Prof. Me. Lliam Teixeira Oliveira do Laboratrio Multiusurio da Universidade
Federal de Ouro Preto nas anlises e discusses dos testes de CLAE
AGRADECIMENTOS
Deus pela proteo e por iluminar meu caminho.
Ao meu orientador Prof. Dr. Orlando David Henrique dos Santos, pela oportunidade
de desenvolver este trabalho. Obrigada pela orientao, confiana, pacincia, otimismo e
respeito, que tornaram possvel esta realizao. Levarei para sempre seu exemplo de
profissional, serenidade, sucesso.
Aos meus pais Carlos e Rosngela e minha irm Renata por participarem de mais
esta conquista em minha vida, com apoio, incentivo e amor incondicionais. Obrigada pela
compreenso nos momentos que tive que me ausentar do nosso convvio familiar para dedicar
este tempo ao mestrado e pela confiana que sempre depositam em mim. Amo vocs!
Ao Juber, pessoa batalhadora e exemplar, meu amigo e meu amor. Agradeo o
carinho, o incentivo, por me alegrar em momentos ruins, por acreditar em mim e
principalmente, por estar sempre ao meu lado. Obrigada por participar da minha vida
tornando-a mais bela.
Prof. Dra. Maria Irene Yoshida pela realizao das anlises e pela pronta ajuda
sempre que precisei.
Ao Vilela, sou muito grata no s por me ajudar a fazer as anlises de MFA, mas pela
pacincia de ensin-las e discuti-las. Sei que foram vrios dias dedicados ao meu trabalho e
mesmo assim voc sempre me incentivou e demonstrou bastante interesse. Obrigada pelo
otimismo, confiana e timas idias. Agradeo tambm pesquisadora Dra. Margareth
Spangler Andrade por ter disponibilizado os microscpios para as anlises e Ivone pela
alegria que aquecia os dias frios no laboratrio
Ao Bibo, muito obrigada pela ajuda nas discusses tcnicas e pela pacincia. Suas
sugestes foram de grande valia.
s famlias Leme, Goto e Ferrari, pelo apoio e preocupao, em especial tia Marina
que me ajudou bastante no final desse trajeto. Vov Cidinha, sei que est sempre comigo!
Republica Pecado original, ex-alunas, homenageados, moradoras, agregadas, e
Isabela, meus agradecimentos por todos os momentos que passamos juntas, pelo apoio,
amizade e experincia de vida que vocs me proporcionam. Obrigada por serem minha
famlia, principalmente enquanto estou longe de casa. Carrego todas em meu corao!
Aos amigos da graduao, que at hoje me acompanham e torcem por mim. Lister e
4 Po, obrigada pelos conselhos e amizade. Aos colegas do CiPharma, pelo convvio. Ao
Sumydu e Renata, pela ajuda e conselhos. Gi e Liliam agradeo as discusses
cientficas e contribuies, mas principalmente a amizade, preocupao, confiana, conversas
e risadas: unforgetable!
Rodrigo e Hlcio, a vocs um agradecimento especial pelos momentos de ateno e
de descontrao, pelas conversas e desabafos e pelo apoio, incentivo e companhia durante
esses ltimos dois anos.
Aos amigos de Ilha Solteira e aos de Ouro Preto. Agradeo pela amizade e pela
companhia!
Simone e ao Steafan, por disponibilizarem tempo para me ajudar na realizao dos
experimentos.
Aos amigos em BH que sempre estiveram comigo. Em especial, ao Fernando, pela
presena em momentos to importantes, pela preocupao, incentivo e pelo cantinho
cedido. A En e Ivete, minhas irms mineiras: o amor e apoio de vocs fazem de mim uma
pessoa mais forte!
Aos funcionrios da UFOP, em especial aos secretrios que passaram pelo CiPharma
e aos tcnicos: Dlio, por sempre me atender e ajudar desde quando ingressei no mestrado; e
Leonardo, pelo enorme apoio nessa reta final do trabalho.
Ao Eduardo, tcnico do Laboratrio de Tecnologia Farmacutica e Farmacotcnica,
da Faculdade de Farmcia UFMG, pela ateno.
Capes, pela bolsa de estudo que viabilizou minha dedicao ao mestrado e CNPq
e Fapemig pelo suporte financeiro ao projeto.
A todas as pessoas que de alguma forma contriburam nesta etapa.
...meus sinceros agradecimentos!
SUMRIO
1 INTRODUO ....................................................................................................................... 2
2 REVISO BIBLIOGRFICA ................................................................................................ 5
2.1 PELE ................................................................................................................................. 5
2.1.1 Estrutura .................................................................................................................... 5
2.1.2 Permeao cutnea das nanoestruturas ...................................................................... 7
2.2 NANOTECNOLOGIA E A REA FARMACUTICA ................................................. 8
2.3 NANOPARTCULAS POLIMRICAS ........................................................................ 11
2.3.1 Aplicaes ............................................................................................................... 12
2.3.2 Mtodos de obteno de nanopartculas polimricas .............................................. 13
2.3.2.1 Obteno a partir de Polmeros pr-formados .................................................. 14
2.3.2.2 Obteno a partir de Monmeros dispersos ..................................................... 16
2.4 MANTEIGA DE MURUMURU ................................................................................... 23
2.4.1 Composio e dados fsico-qumicos da manteiga de murumuru ........................... 24
3 OBJETIVOS .......................................................................................................................... 26
3.1 OBJETIVO GERAL ....................................................................................................... 26
3.2 OBJETIVOS ESPECFICOS ......................................................................................... 26
4 MATERIAIS E MTODOS .................................................................................................. 28
4.1 MATERIAIS .................................................................................................................. 28
4.2 MTODOS ..................................................................................................................... 30
4.2.1 Desenvolvimento da nanoemulso O/A com manteiga de murumuru .................... 30
4.2.1.1 Tcnica de preparao das emulses ................................................................ 30
4.2.1.2 Estudo de determinao do valor EHL requerido da manteiga de murumuru . 30
4.2.1.3 Preparao da nanoemulso.............................................................................. 31
4.2.2 Avaliao da estabilidade das disperses ................................................................ 33
4.2.2.1 Anlise macroscpica ....................................................................................... 33
4.2.2.2 Anlise microscpica ........................................................................................ 33
4.2.2.3 Anlise da estabilidade das formulaes sob centrifugao ............................. 33
4.2.2.4 Determinao do tipo de emulso .................................................................... 34
4.2.3 Determinao da temperatura correspondente ao ponto de inverso de fases atravs
da medida da condutividade ............................................................................................. 34
4.2.4 Preparao das nanocpsulas polimricas ............................................................... 34
4.2.5 Caracterizao fsico-qumica das nanopartculas ................................................... 35
4.2.5.1 Determinao do dimetro das partculas ......................................................... 35
4.2.5.2 Determinao do potencial zeta ........................................................................ 35
4.2.5.3 Anlise morfolgica por microscopia de fora atmica (MFA)....................... 35
4.2.5.4 Determinao do comportamento reolgico..................................................... 36
4.2.6 Caracterizao do polmero ..................................................................................... 37
4.2.6.1 Extrao do polmero das nanocpsulas polimricas ....................................... 37
4.2.6.2 Anlise trmica por calorimetria diferencial exploratria ................................ 37
4.2.6.3 Anlise espectroscpica na regio do infravermelho ....................................... 37
4.2.6.4 Anlise por espectroscopia de ressonncia magntica nuclear (RMN) ............ 38
4.2.7 Determinao do fator de proteo solar (FPS) in vitro .......................................... 38
4.2.8 Validao da metodologia analtica para determinao da concentrao do
metoxicinamato de octila atravs da CLAE-DAD ........................................................... 39
4.2.8.1 Curva analtica do OMC ................................................................................... 40
4.2.8.2 Linearidade da curva analtica .......................................................................... 40
4.2.9 Avaliao da liberao in vitro do metoxicinamato de octila ................................. 40
5 RESULTADOS E DISCUSSO .......................................................................................... 43
5.1 DETERMINAO DO EHL REQUERIDO PARA A MANTEIGA DE MURUMURU
.............................................................................................................................................. 43
5.2 PREPARAO DAS NANOEMULSES ................................................................... 44
5.2 AVALIAO DA ESTABILIDADE ............................................................................ 44
5.3 DETERMINAO DA TEMPERATURA CORRESPONDENTE AO PONTO DE
INVERSO DE FASES ATRAVS DA MEDIDA DA CONDUTIVIDADE .................. 45
5.4 PREPARAO DAS NANOCPSULAS POLIMRICAS ........................................ 46
5.5 CARACTERIZAO FSICO-QUMICA DAS NANOPARTCULAS ..................... 47
5.5.1 Anlise da distribuio do tamanho mdio e do potencial zeta ............................... 47
5.5.2 Anlise morfolgica por microscopia de fora atmica (MFA).............................. 49
5.5.3 Determinao do comportamento reolgico das formulaes ................................ 51
5.6 CARACTERIZAO DO POLMERO ....................................................................... 53
5.6.1 Anlise trmica por calorimetria diferencial exploratria ....................................... 54
5.6.2 Anlise por espectroscopia na regio do infravermelho .......................................... 56
5.6.3 Anlise por espectroscopia de ressonncia magntica nuclear (RMN) ................... 58
5.7 DETERMINAO DO FATOR DE PROTEO SOLAR (FPS) IN VITRO DAS
NANOCPSULAS POLIMRICAS DE OMC .................................................................. 62
5.8 VALIDAO DA METODOLOGIA ANALTICA PARA DETERMINAO DA
CONCENTRAO DO METOXICINAMATO DE OCTILA ATRAVS DA CLAE-
DAD ..................................................................................................................................... 63
5.9 AVALIAO DA LIBERAO IN VITRO DO METOXICINAMATO DE OCTILA
.............................................................................................................................................. 65
6 CONCLUSO ....................................................................................................................... 70
7 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS .................................................................................. 72
8 ANEXO ................................................................................................................................. 86
8.1 PATENTE ...................................................................................................................... 86
8.1.1 Resumo da Patente .................................................................................................. 86
8.1.2 Depsito de Patente ................................................................................................. 87
i
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Estrutura da pele......................................................................................................... 5
Figura 2. Tamanhos comparativos do mundo nano. ................................................................. 8
Figura 3. Representao de nanopartculas polimricas do frmaco: a) dissolvido no ncleo
da nanocpsula; b) adsorvido na parede polimrica da nanocpsula; c) retido na matriz
polimrica da nanoesfra e adsorvido ou disperso na matriz das nanoesfras; d) adsorvido ou
disperso molecularmente na matriz polimrica das nanoesfras). ........................................... 11
Figura 4. Representao da diferena estrutural entre nanoesfra e nanocpsula. .................. 11
Figura 5. Perfis de liberao de frmacos em funo do tempo: convencional x controlada. 13
Figura 6. Imagem ilustrativa do mtodo de emulsificao e evaporao do solvente. ........... 14
Figura 7. Representao esquemtica do mtodo de emulsificao e difuso de solvente. .... 15
Figura 8. Representao esquemtica do mtodo de nanoprecipitao. ................................. 15
Figura 9. Representao esquemtica do mtodo salting-out. ................................................ 16
Figura 10. Representao do mtodo de copolimerizao interfacial para formao de
nanocpsulas. ............................................................................................................................ 17
Figura 11. Representao esquemtica de (a.) tensoativo, (b.) nanoemulso O/A e (c.)
nanoemulso A/O. .................................................................................................................... 18
Figura 12. Ilustrao esquemtica dos dois tipos de inverso de fases para a preparao de
nanoemulses O/A finamente dispersas. A linha preta slida marca o local de inverso e as
linhas pontilhadas a zona de histerese. ..................................................................................... 21
Figura 13. Representao esquemtica do mtodo de inverso de fases pela temperatura. .... 21
Figura 14. Representao esquemtica do mtodo de inverso de fases pela alterao
volumtrica, onde O corresponde fase oleosa e A corresponde fase aquosa. ..................... 22
Figura 15. Foto das amndoas da planta Astrocaryum murumuru. ......................................... 23
Figura 16. Frmula qumica do isoestearato de sorbitano. ...................................................... 28
Figura 17. Frmula qumica do monooleato de sorbitano etoxilado 20 EO. .......................... 29
Figura 18. Frmula qumica do monmero acrilato de 2-etil hexila. ...................................... 29
Figura 19. Frmula qumica do metoxicinamato de octila. ..................................................... 30
Figura 20. Desenho esquemtico da clula difusional vertical do tipo Franz. ........................ 40
Figura 21. Grfico da condutividade eltrica (uS.cm-1
a 25C) da nanoemulso em funo da
temperatura (C), no qual se observa o ponto em que ocorre a inverso de fases. ................... 46
ii
Figura 22. Representao esquemtica do funcionamento do Nanosizer N5 Submicron
Particle Size Analyzer, utilizando tcnica de espectroscopia por correlao de ftons. .......... 47
Figura 23. Grfico do tamanho mdio das partculas (nm) em barras e do ndice de
polidisperso (IP) em pontos, em amostras de nanoemulso e suspenso de nanocpsulas
polimricas contendo ou no metoxicinamato de octila. .......................................................... 48
Figura 24. Fotomicrografia tridimensional de nanocpsulas obtida por microscopia de fora
atmica. .................................................................................................................................... 49
Figura 25. (a) Fotomicrografia bidimensional obtida por microscopia de fora atmica da
formulao e (b) perfil do dimetro de algumas nanopartculas. ............................................. 50
Figura 26. (a) Fotomicrografia bidimensional obtida por microscopia de fora atmica da
formulao e (b) perfil da altura de algumas nanopartculas.................................................... 50
Figura 27. (a) Fotomicrografia tridimensional e (b) fotomicrografia bidimensional de
nanocpsulas com o marcador, ambas obtidas por microscopia de fora atmica................... 51
Figura 28. Reograma das formulaes de nanoemulso e nanocpsulas contendo ou no
metoxicinamato de octila (OMC). ............................................................................................ 53
Figura 29. Termograma do polmero acrilato de 2-etilhexila. ................................................. 55
Figura 30. Termograma com a ampliao da curva de DSC do polmero acrilato de 2-
etilhexila no intervalo de temperatura no qual ocorre a transio vtrea (destacado em azul). 55
Figura 31. Espectro infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) padro,
disponibilizado pela empresa SIGMA-ALDRICH, correspondente ao polmero acrilato de 2-
etilhexila com os picos mais caractersticos marcados em vermelho. ...................................... 57
Figura 32. Espectro infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) do polmero acrilato
de 2-etilhexila extrado das nanocpsulas com os picos mais caractersticos marcados em
vermelho. .................................................................................................................................. 58
Figura 33. Espectro de RMN de 1H do EHA (CDCl3, 200 MHz). .......................................... 59
Figura 34. Espectro de RMN de 13
C polmero extrado da (CDCl3, 50 MHz). ....................... 59
Figura 35. Espectro DEPT-135 do EHA (CDCl3, 50 MHz). .................................................. 60
Figura 36. Estrutura qumica do poli(2-EHA). ........................................................................ 60
Figura 37. Espectro de RMN de 13
C do poli(2-EHA). ............................................................ 61
Figura 38. Ampliaes do espectro de RMN de 1H do poli(2-EHA). ..................................... 62
Figura 39. Valores dos fatores de proteo solar da amostra de suspenso de nanocpsulas
(NC) e da nanoemulso (NE) com 7,5% do marcador (OMC). ............................................... 63
iii
Figura 40. Espectro de varredura na faixa de comprimento de onda de 210 a 600 nm para o
pico cromatogrfico no tempo de reteno de aproximadamente 3,0 minutos. ....................... 64
Figura 41. Curva analtica para avaliao da linearidade do mtodo analtico de quantificao
do OMC por Cromatografia Lquida de Alta Eficincia (CLAE). ........................................... 65
Figura 42. Cromatograma obtido a partir da injeo das solues 10,0 g.ml-1
(em azul) e
100,0 g.ml-1
(em preto) do padro. ......................................................................................... 65
Figura 43. Grfico da porcentagem liberada do marcador em funo do tempo (minutos),
comparando o perfil de liberao da nanoemulso com o da suspenso de nanocpsula
polimrica. ................................................................................................................................ 66
Figura 44. Cromatograma correspondente liberao do metoxicinamato de octila (OMC) a
partir da nanoemulso com 7,5% OMC, nos diferentes tempos do estudo in vitro. ................ 67
Figura 45. Ampliao do pico correspondente ao OMC na nanoemulso nos diferentes
tempos do estudo de liberao. ................................................................................................. 68
Figura 46. Cromatograma correspondente liberao do metoxicinamato de octila (OMC) a
partir da suspenso de nanocpsulas com 7,5% OMC, nos diferentes tempos do estudo in
vitro. .......................................................................................................................................... 68
Figura 47. Ampliao do pico correspondente ao metoxicinamato de octila na suspenso de
nanocpsulas nos diferentes tempos do estudo de liberao. ................................................... 68
iv
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Propriedades no ideais de frmacos e de suas implicaes teraputicas ................. 9
Tabela 2. Especificaes da manteiga de murumuru............................................................... 28
Tabela 3. Porcentagem de proporo dos tensoativos na mistura em funo do EHLFinal ...... 31
Tabela 4. Composio das formulaes em porcentagem (p/p) .............................................. 32
Tabela 5. Constantes EE e I para o clculo de FPS in vitro .................................................... 39
Tabela 6. Valores de potencial zeta (P. Zeta) em amostras de nanoemulso e suspenso de
nanocpsulas polimricas contendo ou no metoxicinamato de octila (OMC)........................ 49
Tabela 7. Valores do ndice de consistncia e ndice de fluxo, obtidos a partir do teste com
viscosmetro, para as formulaes ............................................................................................ 52
Tabela 8. Dados de RMN de 13
C obtidos com a amostra e publicados por NEWMARK
(1985) para o poli(2-EHA) ....................................................................................................... 61
v
LISTA DE ABREVIATURAS E SMBOLOS
13C Carbono
1H Hidrogenio
2-EHA Acrilato de 2-etilhexila
A/O gua em leo
AU Unidade de Absorbncia
abs() Leitura espectrofotomtrica da absorbncia da soluo do filtro solar no
comprimento de onda ()
CDCl3 Triclorometano deuterado
CLAE Cromatografia Liquida de Alta Eficincia
CV% Coeficiente de variao
D Taxa de Cisalhamento
DEPT Distortionless by Enhancement Polarization Transfer
DSC Calorimetria Diferencial Exploratria
EHL Equilbrio Hidrfilo-Lipfilo
EO xido de etileno
EPI Inverso de fases pela alterao da frao volumtrica
et al. E colaboradores
FC Fator de correo
FPS Fator de Proteo Solar
FT-IR Espectroscopia por Infravermelho com Transformada de Fourier
h Horas
Hz Hertz
I() Intensidade do sol no comprimento de onda ()
IP ndice de polidisperso
K ndice de Consistncia
KBr Brometo de potssio
MeHQ ter monometlico da hidroquinona
MFA Microscopia de Fora Atmica
min Minutos
NaCl Cloreto de sdio
NC Nanocpsulas
NE Nanoemulses
vi
O/A leo em gua
OMC Metoxicinamato de Octila
P.A Para anlise
p/p Peso/peso
PCS Espectroscopia por Correlao de Ftons
PEG Polietilenoglicol
PIT Inverso de fases pela temperatura
poli(2-EHA) Polmero de Acrilato de 2-etilhexila
p-value Nvel de significncia descritivo do teste
r2 Coeficiente de correlao linear
RMN Ressonncia Magntica Nuclear
rpm Rotaes por minuto
SFLC Sistemas Farmacuticos de Liberao Controlada
tg Temperatura de transio vtrea
TH Tensoativo hidroflico
TL Tensoativo lipoflico
UV Ultravioleta
UVB Ultravioleta de onda mdia
Deslocamento qumico
ndice de Fluxo
Comprimento de onda
Tenso de Cisalhamento
Resumo
Resumo
viii
RESUMO
GOTO, P. L. Desenvolvimento de nanopartculas polimricas por polimerizao in situ a
partir de nanoemulses produzidas por inverso de fases. 2011. 108p. Dissertao
(mestrado) Escola de Farmcia, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2011.
A produo de nanopartculas polimricas (nanoesfras e nanocpsulas) no novidade no
mercado farmacutico, mas os mtodos de fabricao das mesmas variam muito,
encontrando-se diferentes tcnicas de obteno. Dada a importncia das nanopartculas na
otimizao da velocidade de cedncia e na vetorizao de frmacos, neste trabalho foi
proposto o desenvolvimento de um processo para produo de nanocpsulas polimricas,
conjugando a tcnica de polimerizao interfacial in situ com a produo de nanoemulso
pelo mtodo de emulsificao por inverso de fases, utilizando monmeros derivados de
cido acrlico, ativadores e iniciadores, e leo de origem vegetal (manteiga de murumuru). A
nanoemulso e a suspenso de nanocpsulas foram caracterizadas quanto ao tamanho mdio
de partcula e o potencial zeta, obtendo partculas dentro do intervalo de 100 a 200 nm. Testes
de estabilidade tambm foram realizados para as duas formulaes. A anlise morfolgica foi
realizada atravs de microscopia de fora atmica, pela qual se comprovou a formao das
nanocpsulas de formato esfrico. O polmero formado ao redor da nanocpsula foi
caracterizado atravs de anlises de espectroscopia por Infravermelho com Transformada de
Fourier (FT-IR), apresentando um espectro caracterstico ao do poli(acrilato de 2-etilhexila); e
calorimetria diferencial exploratria (DSC), que apresentou a transio vtrea correspondente
ao mesmo. Foram realizados testes in vitro para comparao das caractersticas da
nanoemulso e da suspenso de nanocpsulas produzidas a partir das primeiras, tendo como
marcador o Metoxicinamato de Octila. Analisando os perfis de liberao das amostras,
utilizando clulas de difuso do tipo Franz, observou-se que a nanoemulso apresentou uma
liberao maior do ativo que a suspenso das nanocpsulas. No teste de determinao in vitro
do Fator de Proteo Solar (FPS), a nanoemulso obteve valor de FPS cerca de 50% superior
que o da suspenso de nanocpsulas. Nos testes in vitro, observou-se que o marcador
apresentou-se menos disponvel na amostra de nanocpsulas, pois se encontrava em sua maior
parte, no interior das mesmas. Concluiu-se que a associao dos dois processos: obteno de
nanoemulso com emulsificao por inverso de fases (com uso de baixa energia) seguida de
polimerizao in situ proporcionou a formao de nanocpsulas polimricas, com o polmero
Resumo
ix
situado ao redor das mesmas, vivel para a veiculao de frmacos e princpios ativos
cosmticos, principalmente com caractersticas hidrofbicas.
Palavras Chaves: nanocpsulas, inverso de fases, polimerizao in situ, manteiga de
murumuru, poli(acrilato de 2-etilhexila).
Abstract
Abstract
xi
ABSTRACT
The development of polymeric nanoparticles (nanoespheres and nanocapsules) is not
new in the pharmaceutical industry, however different methods has been described in order to
produce them. Due to the importance of nanoparticles as drug delivery systems to modify the
release rate, in this study we described a new protocol for producing polymeric particles
combining the in situ polymerization technique with nanoemulsion produced by phase
inversion emulsification, using 2-ethylhexyl acrylate monomer, solutions of initiator and
activator and vegetable oil (Murumuru Oil). The nanoemulsion and nanocapsules obtained
were characterized as particle size and zeta potential. The mean size of the nanoparticles was
in a range of 100-200 nm. Stability tests were also performed for both formulations. Atomic
force microscopy analysis proved the spherical shape of nanocapsules. The polymer formed
surrounding the nanocapsules was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy
(FT-IR) and the resulting spectrum matched with that described in the literature for the
poly(2-ethylhexyl acrylate). In the Differential Scanning Calorimetry (DSC), was observed
the reported glass transition. In vitro tests were performed to compare the nanoemulsion and
the nanocapsules produced, using octyl methoxycinnamate as a marker. The analysis of the
release profile of the samples, with Franz diffusion cells, showed that the nanoemulsion had a
greater release of the active than the nanocapsules. In vitro test for determining the Sun
Protection Factor (SPF), the nanoemulsion SPF value was about 50% higher than the
nanocapsules. In in vitro tests were observed that the marker had become less available in the
nanocapsules sample, since the most part was encapsulated inside them. It was concluded that
the association of both process: nanoemulsion production by phase inversion (low energy
method) followed by in situ polymerization generated the formation of polymeric
nanocpsulas, feasible for administration of pharmaceutical and cosmetic active ingredients,
especially with hydrophobic character.
Keywords: nanocapsules, phase inversion, in situ polymerization, murumuru oil, poly
(2-ethylhexyl acrylate)
1. Introduo
Introduo
2
1 INTRODUO
As nanopartculas polimricas so sistemas carreadores de substncias ativas que
podem proporcionar o direcionamento de sua distribuio e apresentam dimetro inferior a
1,0 m. Vrios destes sistemas so empregados para a estabilizao de frmacos sensveis a
condies externas como: luz, potencial oxido-redutor, suco gstrico (quando administrados
por via oral), etc. Existem vrios mtodos de produo de nanopartculas polimricas, dentre
eles a polimerizao in situ se apresenta como uma alternativa, porm, nesta tcnica
necessrio partir de uma nanoemulso. O processo de polimerizao pode ocorrer de forma
simultnea ou posteriormente formao da nanoemulso suporte.
Apesar de j conhecidas as nanoemulses (NE) s recentemente atraram a ateno
da Indstria Farmacutica e de Cosmticos. Esse desinteresse pode ter ocorrido devido ao fato
de que o preparo das NE, em muitos casos, exige a aplicao de tcnicas especiais, com o uso
de equipamentos como homogeneizadores de alta presso, microfluidizadores e ultrassom.
(FORTUNATO, 2005; KOTHEKAR et al. 2006; STEINBERG, 2007, LEIRIA, 2006).
Porm, o uso de mtodos de alta energia, quando a proposta encapsular molculas frgeis
como peptdeos, protenas e cidos nuclicos, pode levar ao aquecimento excessivo dos
produtos, aumentando a degradao/desnaturao do frmaco ou a perda de atividade durante
o processo, propiciando a degradao de substncias sensveis.
Alm dos equipamentos especficos para a fabricao de nanoemulses serem de custo
elevado, havia o receio de enveredar-se por novos sistemas sem plena avaliao de
custo/benefcio, o que inibiu o uso desses sistemas em aplicaes de cuidado pessoal e
medicamentos. Apesar dessas dificuldades, vrias empresas lanaram NE no mercado e, nos
prximos anos, os benefcios podero ser avaliados. Com o maior estudo de novas tcnicas,
onde no se faz necessrio o uso de instrumentos sofisticados e com o aumento da
concorrncia no mercado farmacutico e cosmtico, o custo de produo das NE dever cair,
aproximando-se do custo das tradicionais macroemulses (FORTUNATO, 2005;
KOTHEKAR et al., 2006; STEINBERG, 2007; LEIRIA, 2006).
A distribuio de tamanho, a estrutura e a estabilidade dos sistemas nanomtricos no
dependem apenas das condies empregadas em sua produo, mas tambm das variveis da
formulao. Entre os fatores que tem sido primordialmente avaliados esto o tipo, as
caractersticas qumicas e as quantidades da fase oleosa e dos agentes emulsionantes
Introduo
3
utilizados; a influncia da razo entre os volumes da fase oleosa e aquosa na produo e
estabilidade; a proporo mais adequada entre os tensoativos lipoflico e hidroflico na
nanoemulso e a natureza e toxicidade do monmero e de seus ativadores e iniciadores.
O uso de solvente orgnico presente tanto em alguns mtodos de emulsificao e de
polimerizao apresentam desvantagens em suas etapas ou no custo de produo. Solventes
orgnicos so em geral produtos caros e significa outro ingrediente presente na formulao, o
que aumenta o custo total das matrias-primas. A insero de solvente orgnico, matria-
prima potencialmente txica para o ambiente e para o sistema fisiolgico, requer pelo menos
uma etapa extra de processamento para a retirada do produto para tornar possvel
administrao da suspenso de nanocpsulas em organismos vivos, aumentando o custo e
tempo de fabricao. Esse tipo de matria-prima, sendo voltil, por razes de segurana,
requer manipulao e condies de processamento restritas.
A natureza da fase oleosa pode ter grande influncia na estabilidade do sistema.
Apesar de leos minerais produzirem sistemas mais estveis do que leos vegetais, devido
maior possibilidade de haver interao entre os tensoativos e os leos vegetais, pelo fato
desses apresentarem composio mais complexa, o uso de leos vegetais encontrados na flora
brasileira, quando viveis, possibilitam o emprego de material de origem nacional,
potencializando a preservao das espcies e gerao de renda para populaes nativas, na
maioria das vezes, extrativistas.
Neste contexto, a proposta deste trabalho de desenvolver sistemas nanoparticulados
empregando-se mtodos de polimerizao in situ a partir de nanoemulses produzidas por
mtodos de baixa energia de emulsificao torna-se interessante. Este processo possui
diversas vantagens, dentre elas: emprego de matrias-primas mais baratas (monmeros no
lugar de polmeros; tensoativos simples derivados de sorbitano e leos etoxilados),
necessidade de equipamentos de produo mais simples e j disponveis na maioria das
indstrias farmacuticas e cosmticas, facilidade de transposio da escala produtiva, da
bancada para a industrial e ausncia de solventes orgnicos nas etapas de produo, que
encarece o produto.
Desta forma, neste trabalho foi proposto o desenvolvimento de nanocpsulas
polimricas a partir da polimerizao in situ de nanoemulses obtidas por inverso de fases,
com uso de manteiga de murumuru.
2. Reviso Bibliogrfica
Reviso Bibliogrfica
5
2 REVISO BIBLIOGRFICA
2.1 PELE
Alm de ser um envoltrio que recobre toda a superfcie do corpo, a pele
considerada o maior rgo humano, uma vez que sua extenso corresponde a cerca de 2,0 m2
e seu peso representa cerca de 16% do peso corporal (JUNQUEIRA e CARNEIRO, 2004;
KEDE e SABATOVICH, 2003).
Constitui a primeira linha de defesa contra injrias do meio ambiente, sendo barreira
protetora contra agresses externas, de natureza qumica ou biolgica, alm de impedir perda
de gua ou protenas do organismo para o exterior (BOUWSTRA et al., 2003; GONALVES,
2000; RANGEL, 1998). Possui ainda outras funes como rgo sensorial, participante do
sistema imunolgico, regulao da temperatura corprea, excreo de eletrlitos e produo
de vitamina D3, alm de outras substncias, (KEDE e SABATOVICH, 2003).
2.1.1 Estrutura
A pele composta por trs camadas sendo a mais superficial chamada de epiderme, a
camada intermediria a derme e a hipoderme ou tecido subcutneo a camada mais
profunda (Figura 1).
Figura 1. Estrutura da pele.
(Fonte:http://www.cosmeticaemfoco.com.br/2010/01/especial-verao-parte-1.html, acessada em agosto de 2010)
Reviso Bibliogrfica
6
A epiderme possui origem ectodrmica, estratificada e pavimentosa, composta por
clulas justapostas, bastante coesas, formando camadas celulares contnuas que se dividem em
subcamadas: basal, espinhosa, granulosa, lcida e crnea.
A camada germinativa ou basal a mais profunda da epiderme, onde so encontrados
dois tipos principais de clulas: os melancitos, responsveis pela colorao da pele, e os
queratincitos, que so diariamente renovados, formando uma barreira natural. A nutrio
dessas clulas ocorre por vasos sanguneos localizados na derme (KIM et al., 2007).
Devido contnua atividade mittica dessa camada, as clulas resultantes da diviso
celular so empurradas para as camadas superiores e os queratincitos gradualmente sofrem
modificaes em sua forma e composio qumica, tornando-se achatados e anucleados, at
atingirem a superfcie e se desprenderem em um ciclo que dura em torno de quatro semanas.
Nesse processo de transformao dos queratincitos em clulas crneas mortas, os primeiros
sintetizam grande quantidade de protenas e lipdeos, e a queratina, protena insolvel, recobre
a clula no ciclo de queratinizao (JUNQUEIRA e CARNEIRO, 2004; KEDE e
SABATOVICH, 2003).
A camada mais superficial da pele a estrato crneo: menos permevel, com maior
teor de lipdios e formado por clulas desprovidas de ncleo e organelas. A permeabilidade
seletiva dessa estrutura muito importante na absoro cutnea de substncias ativas de uso
tpico e, apesar de ser uma membrana muito fina, uma excelente barreira qumica e fsica
que protege o organismo contra a perda de gua, mantendo a pele macia e saudvel, e
impedindo a entrada de agentes infecciosos e txicos (BENNY, 2000).
As clulas presentes na epiderme, alm dos queratincitos, so: clulas de Langerhans
(funo imunolgica), clulas de Merkel (funo sensorial) e os melancitos (produz
melanina que colore a pele e protege contra radiao solar) (JUNQUEIRA e CARNEIRO,
2004).
Situada logo abaixo da epiderme, encontramos a derme, de origem mesodrmica.
um tecido conjuntivo denso, tambm denominado tecido de sustentao, onde so encontradas
fibras colgenas, elsticas e substncia amorfa, tudo produzido pelos fibroblastos.
atravessado por vasos e nervos e abriga os seguintes anexos cutneos: glndulas sudorparas e
sebceas, folculos pilosos, msculos eretores dos plos, estruturas sensoriais e unhas. um
Reviso Bibliogrfica
7
grande reservatrio de gua, fornecendo-a para os tecidos vizinhos. Pode ser dividida em
derme superficial ou papilar e reticular ou crion (JUNQUEIRA e CARNEIRO, 2004).
A camada mais profunda da pele a hipoderme, formada pelo tecido adiposo, que
apresenta funes como armazenamento de nutrientes e energia para o organismo e modela a
silhueta corporal. Apresenta-se ainda como uma proteo mecnica, por ser um verdadeiro
amortecedor, suavizando traumas, e isolante trmico, conservando a temperatura corporal
(RANGEL, 1998; VIGLIOGLIA e RUBIN, 1989). Formada por tecido conjuntivo frouxo,
une de maneira pouco firme a derme aos rgos subadjacentes (JUNQUEIRA e CARNEIRO,
2004).
2.1.2 Permeao cutnea das nanoestruturas
A aplicao de uma preparao tpica pode ter dois objetivos: (a) liberar o frmaco na
pele para tratar de alteraes drmicas, onde a pele funciona como rgo-alvo; (b) liberar o
frmaco atravs da pele (absoro percutnea) para a circulao geral com o intuito de atingir
a circulao sistmica, neste caso, a pele no o rgo-alvo (ALLEN et al., 2007).
Entretanto, o estrato crneo funciona como barreira para a passagem de muitas
molculas, podendo ser considerado uma membrana semipermevel pela qual as molculas
atravessam por difuso passiva. Sendo assim, a penetrao do frmaco por meio desta
dependente de sua concentrao no veculo, de sua solubilidade aquosa e do coeficiente de
partio leo/gua entre o estrato crneo e o veculo (ALLEN et al., 2007). Devido
complexidade do transporte de substncias ativas atravs da pele, para otimizar essa
transferncia deve-se avaliar propriedades fsico-qumicas das molculas, sua interao com a
membrana, o veculo utilizado e o estado fisiolgico da pele, fatores que influenciam a
penetrao e absoro do ativo (KALIA e GUY, 2001; BENSON, 2005, ALLEN et al., 2007).
O desenvolvimento de novas formas farmacuticas para aumentar e controlar a
permeao cutnea tem sido bastante abordado (LBOUTOUNNE et al., 2002; MLLER et
al., 2002; ALVAREZ-ROMN et al., 2004a; ALVAREZ-ROMN et al., 2004b).
Pelo fato de possurem uma grande rea de superfcie, sistemas nanoestruturados
promovem uma liberao homognea de substncias lipoflicas (BOUCHEMAL et al., 2004).
Aplicado sobre a pele, esses sistemas so capazes de modular a passagem transdrmica,
modificando a atividade da molcula e seus coeficientes de partio e difuso,
conseqentemente possibilitando a alterao da farmacocintica e biodisponibilidade do
Reviso Bibliogrfica
8
frmaco atravs da pele (CEVC, 2004). Alm disso, o uso de sistemas polmricos para
encapsular substncias ativas importante para alterar as propriedades intrnsecas das
mesmas, facilitando sua penetrao na pele (ALVAREZ-ROMN et al., 2004a).
2.2 NANOTECNOLOGIA E A REA FARMACUTICA
Nano um prefixo que vem do grego antigo e significa "ano". um termo tcnico
utilizado em notao cientifica. Um nanometro (nm) equivale a um bilionsimo de metro, ou
seja, 10-9
m (Figura 2). Nessa escala de tamanho, um minsculo vrus se apresenta como uma
incrvel entidade com cerca de 200 nm que camufla uma mquina molecular, proporcionando
um exemplo de tecnologia nanomtrica da natureza. (TOMA e ARAKI, 2005).
Figura 2. Tamanhos comparativos do mundo nano.
Quando se reduz materiais at perto da escala molecular, no se est simplesmente
expandindo as fronteiras da miniaturizao, pois objetos destas dimenses podem ter
propriedades fsicas completamente diferentes de seus anlogos macroscpicos, permitindo,
assim, novas aplicaes. Nessa escala, com freqncia recorre-se a mecnica quntica para
prever ou explicar propriedades dos materiais (GONALO, 2008).
Mais direcionado s propriedades e fenmenos do que propriamente no tamanho, a
riqueza de novidades dos produtos em escala nano extraordinria. Rapidamente, foi
vislumbrado seu potencial para criar uma base para uma nova tecnologia revolucionria em
termos de produtos e conceitos. Sabendo que as propriedades dos materiais em escala
nanomtrica dependem do seu tamanho e forma, os cientistas conseguem um grau de controle
das suas propriedades fsicas e qumicas to alto, como nunca se tinha feito antes (SOUZA
FILHO, 2007).
(Fo
nte
: ad
apta
do
de
DU
RA
N e
t al
., 2
002
)
tomo DNA Protena Vrus Clula
Reviso Bibliogrfica
9
Segundo POLETTO et al., 2008, nanocincia o estudo das propriedades dos
materiais na escala do nanmetro e nanotecnologia o emprego desse conhecimento para
obteno e controle de nanomateriais com objetivos prticos e comerciais. Quando aplicada
s cincias da vida conhecida como nanobiotecnologia
O interesse nesse ramo vem crescendo tanto que, segundo dados do Ministrio de
Cincia e Tecnologia, o Brasil tem pelo menos 310 cientistas com doutorado e ps-doutorado
e ainda, cerca de 500 mestrandos e doutorandos que desenvolvem pesquisas nessa rea. Em
2004, foram publicados 1.100 artigos em revistas cientficas internacionais (RAMOS e
PASA, 2008). Ainda segundo a Nanobiotec, organizao nacional voltada para a rea de
nanobiotecnologia, no perodo de 1990 a 2005 houve mais de 500 publicaes sobre o uso de
nanotecnologia para o desenvolvimento de produtos dermocosmticos; e entre 1996 e 2005
foram registradas 312 patentes no mundo relativas a produtos cosmticos ou dermatolgicos
(GUTERRES et al., 2006).
H uma srie de problemas no desenvolvimento de novos medicamentos na indstria
farmacutica, onde devem ser considerados vrios aspectos como: solubilidade baixa, danos
aos tecidos no alvo, liberao de frmaco fora das regies correspondentes, quando
administrados livremente na corrente sangunea, dentre outros. A nanobiotecnologia pode ser
utilizada para encapsular e com isto modificar algumas caractersticas de frmacos, obtendo-
se assim Sistemas Farmacuticos de Liberao Controlada (SFLC) (DURN, 2007). Alguns
destes parmetros esto listados na Tabela 1.
Tabela 1. Propriedades no ideais de frmacos e de suas implicaes teraputicas
Problemas Implicao Efeitos do SFLC*
Solubilidade Baixa
difcil de obter formulao adequada
utilizando molculas hidrofbicas, pois estas
precipitam em gua
Permite uso de molcula hidrofbica ou
hidroflica, pois melhora a solubilidade das
mesmas
Danos no tecido Derramamento inadvertido de frmacos
citotxicos
Liberao regulada por SFLC no permite
esse problema
Rpida inativao
de frmaco in vivo Perda de atividade
Protege o frmaco de degradao
prematura, portanto, podem-se utilizar
baixas concentraes do frmaco
Farmacocintica
desfavorvel
Frmaco eliminado rapidamente pelos rins,
por isso necessita ser adicionado em altas
concentraes
Pode modificar substancialmente a
farmacocintica do frmaco
Biodistribuio Distribuio sistmica, podendo afetar tecidos
normais
Altera os volumes de distribuio
diminuindo efeitos secundrios.
Falta de seletividade
por tecidos alvos
normais
Distribuio de frmacos em tecidos
saudveis acarreta em efeitos secundrios,
restringindo altas dosagens
Podem aumentar a concentrao do
frmaco em tecidos tumorais pelo efeito
permeabilidade e reteno aumentadas *SFLC - Sistemas Farmacuticos de Liberao Controlada (Fonte: Adaptado de DURN, 2007)
Reviso Bibliogrfica
10
As principais nanoestruturas empregadas como sistemas de liberao de frmacos so:
nanoemulses, lipossomas, nanopartculas lipdicas slidas, nanopartculas polimricas,
nanopartculas metlicas, nanocristais, ciclodextrinas, dendrmeros, nanotubos de carbono,
micelas polimricas (POLETTO et al., 2008; MARCATO e DURAN, 2008).
No setor de cosmticos a nanobiotecnologia tem encontrado inmeras aplicaes,
representando um grande potencial de desenvolvimento tecnolgico para o Brasil. O grande
crescimento desse setor no cenrio nacional o torna mais permevel concorrncia que a
indstria farmacutica. Em 2008, esse setor vendeu R$ 21,6 bilhes e, entre 2004 e 2008,
apresentou um crescimento de 8%, numero consideravelmente maior que o crescimento
nacional. Em 2006, o Ministrio da Sade gastou R$ 23,6 bilhes (Real a preo de dezembro
de 2001), segundo a Associao Brasileira das Indstrias de Higiene Pessoal, Cosmticos e
Perfumaria e o Ministrio da Sade (FERREIRA, 2009). Do ponto de vista cientifico, tm-se
como vantagens do uso de nanocosmticos a proteo de ingredientes quanto degradao
qumica ou enzimtica, controle de sua liberao, prolongamento do tempo de residncia dos
ativos cosmticos nos locais de aplicao, etc. (FRONZA et al., 2007)
Por apresentar possibilidade de transposio para escala industrial e ser efetiva como
dispositivo guiado, a nanotecnologia na rea da sade tem se mostrado uma das mais
acessveis economicamente.
Em 2007, o Scientific Committee on Consumer Products da Comisso Europia
publicou o relatrio Opinio preliminar sobre a segurana de nanomateriais em produtos
cosmticos", onde as nanopartculas so classificadas em dois grandes grupos: nanopartculas
lbeis (que se desintegram totalmente aps o contato com a pele, como lipossomas,
nanoemulses e nanopartculas polimricas), que exigem como medida de segurana a
avaliao da toxicidade do material usado na preparao; e nanopartculas insolveis, que no
se desintegram (fulerenos, nanopartculas metlicas, nanotubos de carbono) que, alm do
estudo de suas toxicidades, requer um estudo detalhado do todo o ciclo de vida das
nanopartculas no ambiente.
Em paralelo, foi lanado no Brasil o livro Nanocosmticos: em direo ao
estabelecimento de marcos regulatrios, de Tassiana Frona, Silvia Guterres, Adriana
Pohlmann e Helder Teixeira, em 2007. Este prope a classificao de nanocosmticos, usando
as mesmas bases do relatrio: lbeis ou insolveis. (POLETTO et al., 2008).
Reviso Bibliogrfica
11
2.3 NANOPARTCULAS POLIMRICAS
As nanopartculas polimricas so sistemas utilizados para o encapsulamento de
frmacos e liberao controlada, que podem se apresentar como dois tipos de estruturas
diferentes: nanocpsulas e nanoesfras, ambas com tamanho menor que 1,0 m. Estas diferem
entre si segundo a composio e organizao estrutural (Figuras 3 e 4). Nanocpsulas
constituem-se de sistemas vesiculares envoltos por um invlucro polimrico de tamanho
varivel, onde o frmaco pode estar dissolvido na cavidade interna e/ou adsorvido parede
polimrica. J as nanoesfras so formadas unicamente por uma matriz polimrica, no
apresentam ncleo em sua estrutura, e o frmaco pode ficar retido no interior da matriz ou
adsorvido sua superfcie. Apesar da diferena estrutural e de composio, podem ser obtidas
por tcnicas semelhantes, com ligeiras adaptaes (DURN, 2007; SCHAFFAZICK et al.,
2003; RAFFIN et al., 2003).
Figura 3. Representao de nanopartculas polimricas do frmaco: a) dissolvido no ncleo
da nanocpsula; b) adsorvido na parede polimrica da nanocpsula; c) retido na matriz
polimrica da nanoesfra e adsorvido ou disperso na matriz das nanoesfras; d) adsorvido ou
disperso molecularmente na matriz polimrica das nanoesfras).
Figura 4. Representao da diferena estrutural entre nanoesfra e nanocpsula.
(Fonte: SCHAFFAZICK et al., 2003).
(Fo
nte
: S
CH
AF
FA
ZIC
K e
t al
., 2
003
).
Reviso Bibliogrfica
12
Trabalhos recentes com estudos sobre SFLC tm fornecido evidncias significativas
das vantagens do uso de sistemas nanoparticulados. As principais so (DURN e DE
AZEVEDO, 2002):
Aumento na eficcia teraputica, com liberao progressiva e controlada do
frmaco, a partir da degradao da matriz e maior tempo de permanncia na
circulao sangunea;
Diminuio significativa da toxicidade;
A natureza e composio dos veculos muito variada que fornece proteo
contra mecanismos de instabilidade e decomposio do frmaco (inativao
prematura),
Diminuio do numero de doses administradas devido liberao progressiva
do frmaco;
Possibilidade de direcionamento a alvos especficos;
Sistemas teis para a veiculao de frmacos hidroflicos e lipoflicos.
Essas nanoestruturas so constitudas de polmeros naturais ou sintticos. Uma das
vantagens deste sistema a variabilidade de polmeros biodegradveis que podem ser
utilizados como material de cobertura das partculas. Alm disto, possvel modificar
quimicamente a estrutura do polmero, incluindo a sntese de copolmeros ou polmeros
naturais modificados. Estas alteraes podem diminuir a toxicidade dos mesmos e tambm
direcionar as partculas formadas para alvos especficos no organismo (MARCATO et al.,
2008).
2.3.1 Aplicaes
As propriedades das nanopartculas polimricas agregam vantagens s diferentes
aplicaes destes sistemas, de acordo com cada via de administrao.
No caso da administrao de injetveis pela via parenteral a funcionalizao qumica
da superfcie de nanopartculas bastante importante pelo fato de possibilitar mudana da
hidrofobicidade do polmero e conseqente vetorizao do frmaco, que dependendo das
modificaes realizadas, podem chegar a atravessar a barreira hematoenceflica, atingindo o
sistema nervoso central (DUMITRIU, 2002).
Com relao administrao pela via oral de nanopartculas polimricas, as pesquisas
tm sido direcionadas principalmente reduo dos efeitos colaterais de certos frmacos,
Reviso Bibliogrfica
13
destacando-se os antiinflamatrios no-esteroidais, os quais apresentam alta capacidade
irritante mucosa gstrica, ou proteo de frmacos degradveis no trato gastrintestinal como
peptdeos, protenas e hormnios, aumentando a biodisponibilidade em ambas as situaes.
O uso desses nanosistemas por via tpica visa aumentar a estabilidade dos princpios
ativos, sobretudo para contra fotodegradao e oxidao, alm de a prpria fluidez
caracterstica dessas suspenses de nanopartculas polimricas contribuir para melhor
espalhabilidade sobre a pele.
Esses sistemas polimricos de liberao so amplamente utilizados tambm por
permitirem uma liberao lenta e gradual do frmaco. No caso dos medicamentos
convencionais, a concentrao do frmaco comea a aumentar na corrente sangunea at
atingir um pico mximo que pode algumas vezes ultrapassar os nveis txicos no plasma, para
ento comear a declinar. J os nanosistemas de liberao controlada mantm a dose
teraputica em nveis constantes, diminuindo os picos e vales de concentrao plasmtica
elevando a segurana e economia do frmaco (Figura 5) (DE AZEVEDO, 2005).
Figura 5. Perfis de liberao de frmacos em funo do tempo: convencional x controlada.
2.3.2 Mtodos de obteno de nanopartculas polimricas
Existem duas formas possveis de se obter materiais de tamanho nanomtrico: partido
de unidades com tamanho menor, que por processo de agregao se unem formando
partculas maiores, dentro da escala nanomtrica; ou pela reduo do tamanho de partculas
grandes, at atingir o dimetro desejado e/ou requerido.
(Fonte: DE AZEVEDO, 2005)
Reviso Bibliogrfica
14
As nanopartculas polimricas possuem vrios mtodos de preparo que podem ser
divididos, mais amplamente, em duas categorias: disperso de polmeros pr-formados e
polimerizao in situ de monmeros dispersos (SOPPIMATH et al., 2001; SCHAFFAZICK
et al., 2003).
2.3.2.1 Obteno a partir de Polmeros pr-formados
A tcnica de obteno de nanopartculas polimricas a partir de polmeros pr-
formados baseia-se na disperso de um polmero, natural ou sinttico, de forma que o produto
obtido adquira tamanho de partcula menor que 1um e forma fsica adequada. Esto descritos
na literatura os seguintes mtodos (SOPPIMATH et al., 2001, DE AZEVEDO, 2005; REIS et
al., 2006):
a) Emulsificao e evaporao de solvente: a fase lipoflica, composta por um
solvente orgnico voltil (imiscvel com a gua) contendo o polmero e o frmaco
dissolvidos, emulsificada com a fase aquosa na presena de um tensoativo que
ser adicionado a uma das fases, dependendo da sua solubilidade. A reduo do
tamanho das partculas atingida com o uso de um homogeneizador de alta
presso, o qual promove grande cisalhamento dos glbulos. Aps a formao da
emulso, o solvente orgnico removido por evaporao, com aumento da
temperatura e sob presso elevada, quando ocorre a precipitao do polmero e
formao da nanopartcula polimrica (Figura 6). Para encapsular ativos
hidroflicos, necessrio adio de leo na fase orgnica e formao de emulso
mltipla. Faz uso de solvente orgnico e equipamento especializado com custo
elevado.
Figura 6. Imagem ilustrativa do mtodo de emulsificao e evaporao do solvente.
(Fonte: adaptado de REIS et al., 2006)
Reviso Bibliogrfica
15
b) Emulsificao espontnea e difuso do solvente: nesta tcnica a fase orgnica
formada por uma mistura de dois solventes orgnicos, sendo um deles imiscvel e
outro miscvel em gua. Quando ocorre mistura dessa fase com a gua, o solvente
miscvel em gua sofre difuso espontnea de uma fase para a outra, conduzindo a
uma turbulncia interfacial entre ambas e ao colapso das cadeias polimricas,
reduzindo o tamanho das partculas. Neste momento ocorre a emulsificao na
presena de um estabilizante e formao das nanopartculas polimricas.
Finalmente, os solventes orgnicos so eliminados por evaporao (Figura 7). No
necessita de equipamento de alta energia para a reduo mecnica das partculas,
porm faz uso de solvente orgnico e de grande quantidade de gua.
Figura 7. Representao esquemtica do mtodo de emulsificao e difuso de solvente.
c) Nanoprecipitao ou deslocamento de solvente com deposio interfacial: o
polmero e o ativo so dissolvidos em um solvente miscvel em gua e a fase
orgnica vertida sobre a fase aquosa contendo o tensoativo. As nanopartculas
polimricas se formam por difuso do solvente (separao de fases liquido-liquido:
uma fase com o solvente e a gua e a outra formada pelo colide) e deposio do
polmero nas gotculas, com posterior eliminao do solvente sob presso reduzida
(Figura 8).
Figura 8. Representao esquemtica do mtodo de nanoprecipitao.
(Fonte: adaptado de REIS et al., 2006)
(Fonte: adaptado de REIS et al., 2006)
Reviso Bibliogrfica
16
d) Secagem por asperso (Spray-drying): o polmero e o ativo so solubilizados ou
dispersos em solvente voltil. Em seguida, a mistura aspergido no aparelho
(spray-dryer), onde uma corrente de ar aquecido evapora o solvente, resultando em
partculas secas de tamanho reduzido. Como desvantagens observa-se a agregao
das partculas ou adeso das mesmas ao equipamento e at mesmo modificao da
estrutura cristalina das substancias devido rpida evaporao do solvente.
e) Separao de fase: Prepara-se uma soluo de polmero onde o ativo
solubilizado ou disperso, na qual adicionado um no solvente (normalmente um
leo). Ocorre ento uma separao de fases lquido-lquido, onde o polmero
separado para uma das fases. Estes processos de conservao podem ser simples
(por mudana de pH, forca inica, temperatura) ou complexos (complexao entre
polieletrlitos de carga oposta). Porm, ocorre muita formao de agregados.
f) Salting-out: esta tcnica uma modificao do mtodo de emulsificao com
difuso de solvente, no qual a fase orgnica emulsificada em um gel aquoso
contendo um agente de salting-out (Figura 9). Excesso de gua ento adicionado
emulso para que ocorra a difuso do solvente, induzindo a deposio do
polmero e formao das nanopartculas. Tanto o solvente quanto o agente salting-
out so eliminados por filtrao.
Figura 9. Representao esquemtica do mtodo salting-out.
2.3.2.2 Obteno a partir de Monmeros dispersos
A produo de nanopartculas polimricas a partir de monmeros dispersos ocorre por
polimerizao in situ, na qual as reaes qumicas envolvidas so descritas como sendo
principalmente a polimerizao radical dos glbulos, onde os monmeros so geralmente
hidrofbicos. Como a via predominante de iniciao da polimerizao pela introduo de
molculas iniciadoras, o mecanismo aceito para uma obteno bem sucedida de
(Fonte: adaptado de REIS et al., 2006)
Reviso Bibliogrfica
17
nanopartculas por este mtodo pela nucleao dos glbulos. Nesta tcnica o que determina
a formao das nanopartculas a obteno de uma nanoemulso contendo o monmero, a
qual servir de suporte para a reao de polimerizao, garantido a manuteno de tamanhos
submicromtricos.
Para a produo de nanoesfras, s h descrio na literatura de sua produo a partir
de nanoemulses formadas por mtodos de alta energia de emulsificao, os quais fazem uso
principalmente de sistemas de ultrassom e homogeneizadores de alta presso.
No caso da produo de nanocpsulas, a polimerizao in situ pode ser considerada
um processo independente do escolhido para gerar a nanoemulso e existem trs caminhos a
serem seguidos (ANTON et al., 2008):
a) incluso dos monmeros na fase contnua e do ativador na fase dispersa. Este
mtodo faz com que o polmero seja sintetizado a partir da fase externa em direo a fase
interna, formando uma interface polimrica ao redor desta;
b) monmeros introduzidos na fase dispersa e os ativadores na fase dispersante. A
reao semelhante, porm em sentido inverso;
c) adio de monmeros e ativadores em ambas as fases. Ambos iro reagir em
conjunto induzindo uma policondensao interfacial, a qual deve ter afinidade suficiente com
a superfcie do glbulo para gerar uma nanocpsula.
Quando apenas um tipo de monmero utilizado forma-se um homopolmero e, se
houver mais de um tipo de monmero, formar-se- um copolmero, como mostra a Figura 10
(ANTON et al., 2008; DE AZEVEDO, 2005).
Figura 10. Representao do mtodo de copolimerizao interfacial para formao de
nanocpsulas.
(Fonte: DE AZEVEDO, 2005)
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18
Como as tcnicas de obteno de nanopartculas polimricas a partir de polimerizao
in situ sempre requerem a produo de uma nanoemulso para servir de suporte reao,
diversos mtodos podem ser desenvolvidos com a associao de diferentes monmeros e
processos de emulsificao variados. Sendo assim, a forma como as nanoemulses so
produzidas influenciam sobremaneira os produtos obtidos.
Basicamente, nanoemulses so emulses que possuem gotculas com dimetro entre
20 e 500 nm (FORGIARINI et al., 2001; FERNANDEZ et al., 2004) e so considerados
sistemas metaestveis, cuja estrutura dependente do processo utilizado em sua preparao.
So passveis de sofrerem diluio, mantendo a sua estrutura inicial, principalmente em
relao ao tamanho dos glbulos (MORALES et al., 2003). Alm disso, no requerem altas
concentraes de tensoativos (entre 3,0 a 10%) comparado s microemulses na qual a
concentrao destes pode chegar a 20% (BOUCHEMAL et al., 2004; IZQUIERDO et al.,
2004).
A estrutura das nanoemulses consiste em gotculas da fase dispersa (ou interna)
rodeada pela fase contnua (dispersante ou externa). Pode ser classificada de acordo com a
composio dessas fases em gua em leo (A/O), na qual gotculas da fase aquosa esto
dispersas na fase dispersante oleosa; ou leo em gua (O/A), quando a fase contnua
composta por gua e as gotculas da fase dispersa so oleosas, conforme na Figura 11
(FORGIANINI et al., 2001; TADROS e VINCENT, 1983)
Figura 11. Representao esquemtica de (a.) tensoativo, (b.) nanoemulso O/A e (c.)
nanoemulso A/O.
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19
Possuem trs fases em sua composio: aquosa, oleosa e a de tensoativos. As duas
primeiras fases so estabilizadas cineticamente pelos agentes tensoativos, capazes de diminuir
tenso interfacial do sistema e formam um filme interfacial com propriedades estricas e
eletrostticas em torno dos glbulos da fase interna (CAPEK, 2004)
A granulometria do sistema tambm previne o fenmeno da coalescncia, pois esses
glbulos no so facilmente deformveis. Alm disto, a espessura do filme interfacial
(relativo ao tamanho do glbulo) previne que a diminuio natural do mesmo no seja
significativa, o que levaria ao rompimento do glbulo (BOUCHEMAL et al., 2004;
FERNANDEZ et al., 2004; TADROS et al., 2004; SONNEVILLE-AUBRUN et al., 2004;
IZQUIERDO et al., 2004).
Existem basicamente dois mtodos de emulsificao que esto relacionados com a
energia consumida para a reduo das gotculas at a escala nanomtrica.
a) Mtodos que empregam alta energia de emulsificao
Esses mtodos utilizam alta energia mecnica imposta ao sistema para gerar foras
capazes de deformar e quebrar as gotculas da fase interna em glbulos menores pela
superao da presso de Laplace (FERNANDEZ et al., 2004).
A preparao das nanoemulses por esse mtodo acontece em duas etapas: primeiro as
fases aquosa e oleosa so aquecidas separadamente e emulsionadas com um homogeneizador
de alta rotao, originando uma emulso primria com gotculas entre 500 a 1000 nm. O
dimetro da gotcula reduzido progressivamente na segunda etapa atravs de
homogeneizadores de alta presso at valores entre 100 e 300 nm (BIVAS-BENITA et al.,
2004).
Os principais equipamentos utilizados so:
a) Homogeneizadores de alta presso: bomba de deslocamento positivo a qual injeta
o lquido a ser homogeneizado sob presso elevada em uma vlvula
homogeneizadora (LACHMAN et al., 2001);
b) Microfluidizadores: cmara de interao onde o fluido injetado e homogeneizado
por corte, impacto e cavitao (LIEDTKE et al., 2000);
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20
c) Ultrassonicadores: o fluido conduzido atravs de um orifcio de dimetro
reduzido com presso moderada e orientado em direo de uma lmina vibratria,
onde sofre impacto. Quando o sistema atinge uma fase estacionria, entra em
cavitao e a vibrao das ondas ultrassnicas exercem efeito cortante, reduzindo o
tamanho das gotculas (BOLDYREV, 1995)
Contudo, estes equipamentos so complexos e demandam alto investimento por parte
das empresas, o que torna a viabilidade comercial limitada. Alguns autores relataram ainda
que o ultrassom provoca aquecimento excessivo da amostra e contaminao com resduo de
titnio proveniente da sonda. Por outro lado, estas tcnicas permitem melhor controle da
granulometria e ampla escolha dos constituintes da formulao (LIU e BROWN, 1996;
FERNANDES et al., 2004, TADROS et al., 2004; FERNANDEZ et al., 2004;
SONNEVILLE-AUBRUN et al., 2004).
b) Mtodos que empregam baixa energia de emulsificao
Nesses mtodos, as propriedades fsico-qumicas do sistema e a inverso espontnea
na curvatura do tensoativo so dirigentes para obteno dos glbulos de tamanho reduzido
(SAJJADI, 2006; SHINODA e SAITO, 1968).
A inverso de fases resulta, principalmente, da mudana da solubilidade do tensoativo
e, para tensoativos no inicos polietoxilados, pode ocorrer em funo da mudana da
temperatura (transicional) ou por alterao da frao volumtrica (catastrfica), como
mostrado na Figura 12 (FERNANDEZ et al., 2004). De acordo com CHOI e colaboradores
(1997) esta caracterstica funo do equilbrio entre a solubilidade da cadeia hidrocarbnica,
estabilizada por fora de van der Waals e por interaes hidrofbicas, e a solubilidade da
regio hidroflica.
(Fonte: adaptado de FERNANDEZ, et al., 2004)
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21
Figura 12. Ilustrao esquemtica dos dois tipos de inverso de fases para a preparao de
nanoemulses O/A finamente dispersas. A linha preta slida marca o local de inverso e as
linhas pontilhadas a zona de histerese.
Na zona de formulao tima e nas regies de inverso a tenso interfacial mnima e
a nanoemulso final deve manter-se longe dessas regies para aumentar sua estabilidade.
Os dois mtodos de inverso de fases so descritos a seguir:
a) Inverso de fases pela temperatura (do ingls: PIT Phase Inversion
Temperature): com o aumento da temperatura, os grupos epxidos, responsveis
pela caracterstica hidroflica do tensoativo, desidratam-se (ou seja, as pontes de
hidrognio entre os tomos de oxignio desses grupos e os tomos de hidrognio
da gua deixam de ocorrer), modificando sua afinidade pelas fases aquosa e
oleosa. Com isso, tensoativos com valor de EHL de 12,0 (que origina emulso
O/A) podem, com o aquecimento, alterar seu valor para 5,0 (caracterstico de
emulso A/O). medida que o sistema sofre resfriamento, as pontes de hidrognio
so reorganizadas gradualmente e o valor de EHL aumenta, invertendo a emulso
de A/O para O/A (Figura 13). Neste momento de inverso o tensoativo passa por
um ponto de curvatura zero e promove tenso superficial mnima, o que predispe
a formao de emulses (MORAIS, 2006; FERNANDEZ et al., 2004; SALAGER
et al., 2004; TADROS et al., 2004).
Figura 13. Representao esquemtica do mtodo de inverso de fases pela temperatura.
(Fonte: adaptado de SPERNATH e MAGDASSI, 2007)
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22
b) Inverso de fases pela alterao da frao volumtrica (do ingls: EPI Emulsion
Phase Inversion): quando se adiciona sucessivamente a fase aquosa fase oleosa,
os glbulos de gua so formados em uma fase continua (microemulso ou fase
bicontnua A/O) devido alta razo deste no incio do processo. Com o aumento
do volume de gua ocorre uma inverso espontnea na curvatura do tensoativo,
invertendo a emulso de A/O para O/A (Figura 14) Este processo ocorre em
sistemas no qual o tensoativo forma monocamadas flexveis na interface
gua/leo, formando uma microemulso (fase bicontnua) ou fase lquido-
cristalina no ponto de inverso (MARSZALL, 1987; FERNANDEZ et al., 2004;
SALAGER et al., 2004; TADROS et al., 2004).
Figura 14. Representao esquemtica do mtodo de inverso de fases pela alterao
volumtrica, onde O corresponde fase oleosa e A corresponde fase aquosa.
Quando a adio de gua iniciada, formam-se gotculas de gua em uma fase de leo
continua. As estruturas invertidas se unem e do origem fase bicontnua e estruturas
lamelares que finalmente se decompem em partculas submicromtricas.
TADROS e colaboradores (2004) afirmam que o valor da tenso superficial depende
da natureza do leo e do tensoativo usado, e que molculas com menor peso molecular de
tensoativos no inicos produzem tenso superficial mais baixa que surfactantes polimricos.
Na prtica, utiliza-se uma mistura de tensoativos para evitar os efeitos da diminuio da
tenso superficial, sendo necessria uma menor quantidade dos tensoativos, devido atuao
sinrgica entre eles.
(Fonte: adaptado de FERNANDEZ et al., 2004)
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23
2.4 MANTEIGA DE MURUMURU
Abundante na regio amaznica brasileira alcanando at a fronteira com Bolvia e
Peru, a palmeira Astrocaryum murumuru, que d origem aa manteiga de murumuru, mais
encontrada nas reas periodicamente inundadas e em formaes florestais densas ou semi-
abertas. As comunidades amaznicas conhecem as propriedades fibrosas de suas folhas e
estipe, seu palmito e leo comestveis (LORENZI et al., 1995; MIRANDA et al., 2001).
Seu tronco, folhas e cachos de frutas so recobertos por espinhos de cor preta, duros e
resistentes, e no tronco podem alcanar mais de 20 cm de comprimento. Por isso, apesar de
seu potencial econmico, uma espcie ainda pouco explorada comercialmente pela
dificuldade da colheita desse fruto e de seu manuseio. Ao amadurecer, o cacho de frutos cai
inteiro no cho e muito apreciado como alimento pelos roedores. O caroo possui uma casca
lenhosa e, ao secar, possibilita separar a casca da amndoa (Figura 15), constituda de uma
massa branca e dura. Geralmente, 100 kg de caroo seco rendem entre 27 e 29 kg de
amndoas. Para evitar a deteriorao no processo de armazenamento, elas so submetidas a
um processo de secagem at alcanar valores de 5 a 6% de umidade. Das amndoas pode-se
obter entre 40 a 42% de leo. Um p de murumuru rende at 3,8 litros de manteiga de
murumuru atravs do processo de moagem com discos seguida da extrao hidrulica
(PESCE, 1941).
Figura 15. Foto das amndoas da planta Astrocaryum murumuru.
(Fonte: http://naturaekos.c3po.visie.com.br/biodiversidade/ativos-biodiversidade/murumuru/murumuru/, acesso em fevereiro de 2011)
Reviso Bibliogrfica
24
Por ser uma planta fibrosa tambm utilizada em grande quantidade na indstria txtil
e de papel e celulose (ROCHA et al., 2007).
O uso farmacutico e cosmtico da manteiga est relacionado com as propriedades
altamente nutritivas, emoliente e hidratante ao cabelo e possibilita a recuperao da umidade e
elasticidade natural da pele, sendo utilizada em xampus, condicionadores, cremes e loes
hidratantes, sabonetes, batons e desodorantes (AMAZON OIL INDUSTRY).
Alm dos benefcios da prpria planta, a aquisio de produtos que so produzidos
somente pelas comunidades da regio amaznica fortalece a economia local aumentando as
possibilidades de ganho de renda, impedindo a deteriorao das comunidades locais e da rica
herana cultural que eles possuem (BIRD, 2006).
2.4.1 Composio e dados fsico-qumicos da manteiga de murumuru
A manteiga de murumuru uma gordura rica em cidos lurico, mirstico e olico. O
fruto contm uma gordura branca, inodora, sem sabor especial com vantagem de no ranar
facilmente, pois rica em cidos graxos saturados de cadeia curta com cidos lurico e
mirstico. Apresenta boa consistncia devido ao ponto de fuso ser mais elevado (32,5C) que
o do cco e do dend, por exemplo, tendo papel importante na mistura com outras gorduras
em produtos que necessitem de uma consistncia mais firme em locais de temperatura mais
elevada, como no caso do chocolate.
A gordura do murumuru possui baixa acidez, principalmente quando preparada com
amndoas frescas, o que se torna grande vantagem, pois diminui custos de refinamento
(AMAZON OIL INDUSTRY).
3. Objetivos
Objetivos
26
3 OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GERAL
Produzir e caracterizar nanocpsulas polimricas a partir da polimerizao in situ de
nanoemulses obtidas por inverso de fases, com uso de manteiga de murumuru e de
monmeros derivados de acrilatos. Caracterizar as nanopartculas obtidas, assim como o
polmero formado.
3.2 OBJETIVOS ESPECFICOS
Desenvolvimento da emulso com de manteiga de murumuru;
Preparao de nanoemulso atravs do mtodo de inverso de fases contendo ou no
um marcador;
Desenvolvimento de nanopartculas polimricas por polimerizao in situ a partir das
nanoemulses com ou sem o marcador;
Caracterizao fsico-qumica dos sistemas nanoestruturados desenvolvidos;
Caracterizao fsico-qumica do polmero formado;
Avaliao dos perfis de liberao in vitro do marcador veiculado nos nanosistemas
visando administrao por via tpica.
4. Materiais e Mtodos
Materiais e Mtodos
28
4 MATERIAIS E MTODOS
4.1 MATERIAIS
Fase aquosa: gua ultrapura (Milli-Q)
Fase oleosa: manteiga de murumuru Crodamazon Murumuru (Tabela 2) (Croda
do Brasil Campinas/SP)
Tabela 2. Especificaes da manteiga de murumuru
Caractersticas Especificaes
Aparncia (Temperatura ambiente) Slido ceroso
Cor Branco a creme
Odor Caracterstico
Ponto de fuso 29,5 C
ndice de Refrao 1,4536
ndice de Iodo 12,73 gI2/100g
ndice de Saponificao 238,85 mgKOH
ndice de acidez (acido olico) 6,46 mgKOH
ndice de Perxido 3,16 meq/1000g
Tensoativos:
Isoestearato de sorbitano Sorbitan Isostearate Crill 6 (Figura 16).
EHL=4,7 (Croda do Brasil Campinas/SP)
Figura 16. Frmula qumica do isoestearato de sorbitano.
Monooleato de sorbitano etoxilado 20 EO Polysorbate 80 Tween 80
(Figura 17). EHL=15 (Prquimios)
(Fonte: CRODA DO BRASIL, 2010)
Materiais e Mtodos
29
Figura 17. Frmula qumica do monooleato de sorbitano etoxilado 20 EO.
leo de mamona hidrogenado etoxilado 40 EO PEG-40 Hydrogenated
Castor Oil Croduret
50 Special. EHL=14,1 (Croda do Brasil
Campinas/SP)
Monmero: Acrilato de 2-etilhexila (2-EHA) 2-Ethylhexyl Acrylate (Figura 18)
(BASF)
O
O
Figura 18. Frmula qumica do monmero acrilato de 2-etil hexila.
Catalisadores de polimerizao:
Sulfato Ferroso (Prquimios)
Persulfato de potssio (Merck Brasil)
Solventes e outros materiais:
Metanol P. A. grau CLAE (Tedia)
Filtro de Membrana Milex 0,45 m (Millipore)
Carvo ativado em p P. A. (Dinmica)
lcool etlico absoluto P. A. (Vetec Qumica Fina)
Materiais e Mtodos
30
Marcador qumico: Metoxicinamato de octila (OMC) Ethylhexyl
Methoxycinnamate (Figura 19)
Amostra: Neo Heliopan AV (H&R), fornecido pela Galena, lote 4075105
Padro: fornecido pela Sigma, lote BCBD2716
Figura 19. Frmula qumica do metoxicinamato de octila.
4.2 MTODOS
4.2.1 Desenvolvimento da nanoemulso O/A com manteiga de murumuru
4.2.1.1 Tcnica de preparao das emulses
As formulaes foram preparadas atravs do mtodo inverso de fases descrito por
MORAIS e colaboradores (2006). Esta tcnica consiste em aquecer separadamente as fases
oleosa e aquosa at a temperatura de 852C e verter lentamente a fase aquosa sobre a fase
oleosa, sob agitao constante entre 550 a 600 rpm utilizando um agitador mecnico (Fisaton
713D), mantendo essa agitao at o resfriamento das amostras temperatura ambiente
(253C).
A fase aquosa foi composta por gua ultrapura e a fase oleosa por manteiga de
murumuru e pelo sistema de tensoativos.
4.2.1.2 Estudo de determinao do valor EHL requerido da manteiga de murumuru
Visando obter uma emulso O/A estvel, foi utilizado o par de tensoativos monooleato
de sorbitano etoxilado 20 EO e isoestearato de sorbitano, variando a proporo entre eles, j
que os valores de EHL (Equilbrio Hidrfilo-Lipfilo) de cada um so bastante diferentes. As
propores de cada tensoativo foram calculadas para obter valores de EHL dentro da faixa de
5,0 a 14,0, segundo metodologia padronizada (ICI AMERICAS INC., 1976; EGITO et al.,
2002), com concentrao inicial do par de tensoativo na disperso de 5,0 % (p/p) e de 10%
(p/p) de manteiga de murumuru.
Materiais e Mtodos
31
Aps a seleo de uma formulao aparentemente mais estvel, as faixas de valores
foram diminudas para 0,2 pontos acima e abaixo do valor de EHL correspondente a esta.
Para o calculo foram utilizadas as equaes 1a e 1b:
(EHLTH x %TH) + (EHLTL x %TL)]/100% = EHLFinal (1a)
%TH + % TL = 100% (1b)
onde: EHLTH: Valor de EHL do tensoativo hidroflico.
EHLTL: Valor de EHL do tensoativo lipoflico.
EHLFinal: Valor de EHL da mistura final.
%TH: Porcentagem do tensoativo hidroflico na mistura.
%TL: Porcentagem do tensoativo lipoflico na mistura.
Tabela 3. Porcentagem de proporo dos tensoativos na mistura em funo do EHLFinal
EHLFinal %TH* %TL
**
5 2,91 97,09
6 12,62 87,38
7 22,33 77,67
8 32,04 67,96
9 41,75 58,25
10 51,46 48,54
11 61,17 38,83
12 70,87 29,13
13 80,58 19,42
14 90,29 9,71
Legenda: EHLFINAL = valor de Equilbrio Hidrfilo-Lipfilo requerido pela manteiga de murumuru, %TH = porcentagem (p/p) do tensoativo
hidroflico, %TL = porcentagem (p/p) do tensoativo lipoflico.
*TH corresponde ao tensoativo hidroflico monooleato de sorbitano etoxilado 20 EO
**TL corresponde ao tensoativo lipoflico isoestearato de sorbitano
4.2.1.3 Preparao da nanoemulso
A partir da determinao do valor de EHL requerido da manteiga de murumuru, foi
iniciado o desenvolvimento das nanoemulses.
Materiais e Mtodos
32
Primeiramente, foi desenvolvida uma nanoemulso base com a manteiga de murumuru
utilizando a tcnica descrita no item 4.2.1.1 de emulsificao por inverso de fases, conforme
a seguinte composio.
Componentes % (p/p)
Manteiga de murumuru 10
Sistema de tensoativos 10
gua destilada 80
Para o desenvolvimento da nanoemulso, foi utilizado o par de tensoativos na
concentrao de 10% (p/p), composto por isoestearato de sorbitano e leo de mamona
hidrogenado etoxilado 40 EO, segundo os trabalhos de MORAIS e colaboradores (2006) e
AGUIAR (2010).
No momento de preparao, dois aditivos foram incorporados nanoemulso base:
metoxicinamato de octila (marcador qumico para os testes in vitro) e monmero acrilato de
2-etilhexila (para produo das nanocpsulas). Em triplicata foram preparadas as formulaes
com as composies descritas na Tabela 4
Tabela 4. Composio das formulaes em porcentagem (p/p)
Formulaes
Fase oleosa
gua
ultrapura Manteiga
de
murumuru
Tensoativos
Marcador* Monmero
**
Nanoemulso base 10 10 - - 80,00
Nanoemulso base com
OMC 10 10 7,5 - 72,50
Nanoemulso base com
monmero 10 10 - 5 75,00
Nanoemulso base com
monmero e com OMC 10 10 7,5 5 67,50
*Marcador corresponde ao metoxicinamato de octila (OMC).
**Monmero corresponde ao acrilato de 2-etil hexila.
Foram produzidas 30 g de cada formulao.
Para empregar o monmero acrilato de 2-etilhexila (2-EHA), o mesmo foi
anteriormente filtrado em uma coluna de carvo ativado para a retirada do inibidor de
polimerizao ter monometlico da hidroquinona (MeHQ) (MCENTIRE e NIEH, 1983),
Materiais e Mtodos
33
presente no produto para evitar possvel autopolimerizao durante o perodo de
armazenamento.
4.2.2 Avaliao da estabilidade das disperses
Para avaliar a estabilidade das disperses foram retiradas alquotas de 3,0 mL de cada
formulao imediatamente aps sua manipulao, acondicionadas em tubos de ensaio,
vedadas com parafilme e mantidas em repouso, temperatura ambiente. Apenas as amostras
consideradas estveis prosseguiram com os testes de estabilidade.
4.2.2.1 Anlise macroscpica
Aps vinte e quatro horas da manipulao as formulaes foram analisadas
(estabilidade intrnseca) segundo ROLAND e colaboradores (2003). Foram avaliadas as
caractersticas organolpticas e a homogeneidade da formulao, pesquisando possveis sinais
de instabilidade como cremeao, floculao e/ou separao de fases. Aspectos fsicos, como
fluidez, reflexo azulado e translucncia tambm foram avaliados. As formulaes com valores
de EHL que se mantiveram homogneas foram consideradas estveis.
4.2.2.2 Anlise microscpica
Uma gota de amostra a ser analisada foi colocada sobre lamina de vidro e coberta com
uma lamnula. Utilizando um microscpio (Opton - mod. TNB-04T-PL), avaliou-se a
homogeneidade das formulaes sob incidncia de luz normal e atravs de luz polarizada para
estudo da anisotropia e investigar a presena de estruturas birrefringentes, como cristais
lquidos (SANTOS, 2006). As anlises foram realizadas temperatura ambiente (253C).
4.2.2.3 Anlise da estabilidade das formulaes sob centrifugao
Foram pesadas 5 g das formulaes em um tubo de ensaio graduado para centrfuga e
submetidas centrifugao no equipamento Excelsa BABY I 206 R (Fanem Ltda) 3000 rpm
(805 g) por trinta minutos temperatura ambiente (253C), segundo o Guia de Estabilidade
de Produtos Cosmticos publicado pela ANVISA (2004). Ao fim deste processo, uma nova
anlise macroscpica foi realizada. A amostra deve permanecer estvel e, no caso do
aparecimento de qualquer sinal de instabilidade, o produto dever ser reformulado, e quando a
estabilidade for mantida, deve-se considerar que a formulao estvel (MORAIS et al.,
2006).
Materiais e Mtodos
34
4.2.2.4 Determinao do tipo de emulso
Foi realizado o teste de diluio (KNOWLTON e PEARCE, 1993; SILVA et al., 1996;
MASSARO et al.; 2003) que consiste na determinao da solubilidade da fase externa das
emulses em dois solventes: gua e leo mineral. Pesou-se 1,0 g das formulaes em um tubo
de ensaio e adicionado 9,0 g do solvente. Com o auxilio de um vrtex modelo MS 1
minishaker (Ika) a mistura foi homogeneizada e depois mantida em repouso por 5 minutos.
A emulso considerada solvel em gua quando forma uma fase homognea e sem
grumos, sendo classificada como emulso O/A. A emulso que formar uma fase homognea e
sem grumos em leo ser considerada emulso A/O.
4.2.3 Determinao da temperatura correspondente ao ponto de inverso de
fases atravs da medida da condutividade
A temperatura em que ocorre a inverso de fases para a produo das nanoemulses
foi determinada com o auxlio do condutivmetro modelo CD-820 (Instrutherm). Aps a sua
obteno, a amostra de nanoemulso foi gradualmente aquecida em chapa eltrica, sob
agitao magntica e temperatura monitorada por um termmetro a cada intervalo de 1 grau,
partindo da temperatura ambiente (252C).
A
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