ÁREA: Nanociência e Nanotecnologia
TÍTULO: Desenvolvimento de Processo de Obtenção de Nanopartículas Lipídicas Sólidas – SLNs
AUTORES: SILVA JC (IQ-UFRJ) ; CESCON LS (IQ-UFRJ) ; NELE M (EQ-UFRJ) ; NASCIMENTO RSV (IQ-UFRJ)
RESUMO: A nanotecnologia é uma fronteira do desenvolvimento científico, principalmente os materiais nanoparticulados. Foram estudados neste trabalho processos de obtenção e análise de nanopartículas lipídicas sólidas para contribuir para um melhor entendimento das relações entre as formulações, processos de obtenção e propriedades, utilizando medidas de distribuição de tamanho de partícula pelo método de difração de laser, microscopia ótica e microscopia de força atômica (AFM). Nanopartículas foram sintetizadas com o tamanho médio de partículas em torno de 170nm. Foi observado que quando a cera de abelha era utilizada como lipídio as nanopartículas permaneciam estáveis, enquanto que quando se utilizava o monoestearado de glicerila as nanopartículas se aglomeravam e se cristalizavam com o tempo.
PALAVRAS CHAVES: nanopartículas; slns; estabilidade
INTRODUÇÃO: Desde as últimas décadas, grandes esforços têm sido realizados em estudos sobre o processo de geração de nanopartículas. As nanopartículas são utilizadas em inúmeros campos de aplicação, fazendo parte de produtos e materiais em diversos setores industriais como na nanomedicina, liberação de medicamentos, cosméticos e na tecnologia de petróleo. São objetos de estudo os nanocompósitos, lipossomos, nanopartículas com propriedades magnéticas, nanoemulsões e, com destaque, sistemas constituídos por nanopartículas lipídicas sólidas (Solid lipid Nanoparticles – SLNs), principalmente no uso como veículo de transporte e liberação lenta de fármacos [1]. Nanopartículas lipídicas sólidas são sistemas coloidais estáveis nos quais um lipídio fundido é disperso em uma solução aquosa de surfactante por processo de homogeneização por alta-pressão ou por microemulsificação[2]. O uso deste tipo de material apresenta grande vantagem, pois pode constituir um sistema de transporte inteligente produzido a partir de produtos biodegradáveis, de fontes renováveis e ambientalmente amigáveis oriundos, por exemplo, da indústria do biodiesel como o monoestearato de glicerila (GMS).
Deste modo, um profundo conhecimento das formulações, dos processos e seus potenciais tornam-se essenciais para o entendimento dos desafios e necessidades desta tão importante fronteira da ciência e tecnologia [1,3]. O objetivo deste trabalho consiste no desenvolvimento de processos de obtenção e análise de nanopartículas lipídicas sólidas a fim de se entender a relação entre os processos de obtenção e organização destas estruturas com propriedades, como a estabilidade.
MATERIAL E MÉTODOS: Obtenção das SLNs
As nanopartículas lipídicas foram produzidas pelo método de emulsificação por alta energia [4]. Inicialmente, uma massa de lipídio foi pesada e fundida a uma temperatura 5 °C acima da temperatura de fusão do lipídio. A este lipídio fundido foi adicionada uma solução aquosa de surfactante na mesma temperatura. A pré-emulsão foi formada com a agitação magnética por 3 minutos do sistema formado pelo lipídio fundido e a solução do surfactante. Em seguida, foi realizada a sonicação (sonicador – UP200S da Hielscher) da pré-emulsão em tempos de 5, 10 e 30min. Por último, a temperatura foi reduzida para a solidificação do lipídio e formação das nanopartículas. O surfactante utilizado foi o nonilfenol etoxilado e os lipídios usados foram o monoestearato de glicerila e cera de abelha.
Caracterização do tamanho e forma das partículas
As nanopartículas sintetizadas foram analisadas por difração de laser para a determinação da curva de distribuição do tamanho das partículas. As medidas foram conduzidas a temperatura ambiente sendo utilizado o equipamento Mastersizer 2000 com o acessório SL 2000 da Malvern. Foram verificados os efeitos provocados pelo uso do ultrason; da concentração de surfactante, do tipo do lipídio (recheio), do tempo de estocagem e do tempo de sonicação sobre o tamanho das partículas. Foram realizadas também análise de microscopia de força atômica (Atomic force Microscopy – AFM) em um Solver Next STM,AFM da NT-MDT.
Microscopia Ótica
As nanopartículas sintetizadas foram analisadas também por microscopia ótica a fim de se observar possíveis estruturas organizadas com tamanho acima de um micron. As imagens de microscopia foram obtidas a temperatura ambiente no microscópio modelo Axiovert 40 MAT da Carl.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados são discutidos aqui com base nos dados de distribuição de tamanho de partículas e nas imagens de microscopia ótica. A forma das nanopartículas foi verificada através de análise de microscopia de força atômica sendo verificado o formato esférico. Pelas curvas de distribuição do tamanho de partícula, os resultados apresentaram boa reprodutibilidade. Algumas análises foram realizas com o uso de ultrason do próprio equipamento sendo observado, para as SLN produzidas com GMS, a redução do tamanho das partículas. Esse resultado indica uma possível aglomeração das SLNs produzidas que são desfeitas pelo ultrason. Foram feitas também análises do tamanho de partícula em tempos de estocagem de 30 min à seis horas com a observação que no começo foi possível verificar uma grande banda com o pico em 170nm e que com o tempo esta banda diminui e uma outra se forma em cerca de 20 micra. Estes resultados corroboram com a hipótese de que as nanopartículas estão se aglomerando e que esta aglomeração pode estar acontecendo entre os tempo de 4 e 6 horas após a síntese (fig. 1). Os resultados de microscopia ótica indicam que no início ocorre uma aglomeração, mas que com o tempo ocorre a formação de cristais em forma de agulhas que parecem crescer a partir da superfície das nanopartículas (Fig. 2). È possível que estes cristais sejam de GMS, qual tem um tamanho molecular pequeno o suficiente para que se cristalizar. A fim de conter o efeito da cristalização, foram sintetizadas SLNs com cera de abelha, a qual consiste em uma mistura de vários compostos, como ácidos, ésteres de cadeia longa. Tanto os resultados de tamanho de partícula quanto o de microscopia mostraram que não houve uma alteração do tamanho das partículas formadas com cera de abelha em até 3 dias de sintetizado.
CONCLUSÕES: Os resultados nos permitem concluir que foi possível produzir nanopartículas lipídicas com o método utilizado e que a sua análise, principalmente da distribuição do tamanho de partícula, depende das condições experimentais. Os resultados mostraram também que a cera de abelha produz nanopartículas mais estáveis do que as formadas com o monoestearato de glicerila.
AGRADECIMENTOS: Instituto de Química - UFRJ
Escola de Química - UFRJ
CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] N. Anton, J. Benoit, P. Saulnier. Design and production of nanoparticles formulated from nano-emulsion templates—A review Journal of Controlled Release 128 (2008) 185–199.
[2] R.H. Mueller, K. Mader, S Gohla. Solid lipid nanoparticles (SLN) for controlled drug delivery—a review of the state of the art. Eur J Pharm Biopharm 2000; 50:161-77.
[3] W. Mehnert, K. Mader Solid lipid nanoparticles Production, characterization and applications Advanced Drug Delivery Reviews 47 (2001) 165 –196.
[4] N. Anton, J. Benoit, P. Saulnier, Design and production of nanoparticles formulated from nano-emulsion templates—A review, Journal of Controlled Release 128 (2008) 185–199.
