Patrícia Leme Goto DESENVOLVIMENTO DE NANOPARTÍCULAS ...

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

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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

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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)

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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.



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


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)

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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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