ÁREA: Nanociência e Nanotecnologia
TÍTULO: Caracterização dos parâmetros de obtenção de nanopartículas de quitosana/sulfato de condroítina usadas na encapsulação da curcumina.
AUTORES: Jardim, K.V. (UNB) ; Lima, L.A. (UNB) ; Parize, A.L. (UNB) ; Sousa, M.H. () ; Chaker, J.A. ()
RESUMO: Nanopartículas poliméricas vem sendo amplamente uilizadas como sistemas de encapsulação de fármacos, uma vez que podem fornecer um meio de modificar a distribuição da substância ativa, aumentar a sua concentração no local alvo, melhorar a eficiência e reduzir a toxicidade. Assim, este trabalho teve como objetivo discutir os parâmetros de caracterização de nanopartículas à base de quitosana/sulfato de condroítina preparadas através do método de gelatinização iônica. As nanopartículas obtidas apresentaram propriedades físico-químicas interessantes que facilitam seu posterior uso como sistema de encapsulação da curcumina.
PALAVRAS CHAVES: Nanopartículas; quitosana; sulfato de condroítina
INTRODUÇÃO: A quitosana (QTS) é um biopolímero derivado da quitina que possui propriedades químicas e biológicas distintas, pois tem grupos amino e hidroxila reativos capazes de serem submetidos a modificações químicas. É solúvel em meios aquosos ácidos de pH < 6,5 e adere a superfícies carregadas negativamente, agregando-se com compostos polianiônicos e complexa íons metálicos (CLEASEN, et al, 2006). Além disso, a quitosana apresenta atividade antiúlcera, antiácida, antimicrobiana e é totalmente absorvível pelo organismo (LARANJEIRA, et al, 2009). Já o sulfato de condroitina (SC) é um biopolímero extraído principalmente da aorta bovina, sendo utilizado há bastante tempo no combate de doenças relacionadas à aterosclerose, trombose, hiperlidemia e osteoartrite. É um polieletrólito de caráter aniônico que apresentam baixa toxicidade, alta estabilidade, flexibilidade para modificação química, baixo custo e biodegradabilidade específica (RICHY, et al, 2003; JOHNSON, et al, 2001). A partir destas características nanopartículas (NPs) baseadas nestes dois biopolímeros vêm sendo bastante estudadas como possível sistema de encapsulação de fármacos, devido a sua maior estabilidade, baixa toxicidade, método de preparação ser simples e por proporcionar rotas versáteis de administração (TSA, et al, 2011). Assim, este trabalho teve como objetivo discutir os parâmetros de caracterização de nanopartículas à base de quitosana/sulfato de condroítina preparadas através do método de gelatinização iônica empregadas na encapsulação da curcumina.
MATERIAL E MÉTODOS: As nanopartículas foram preparadas pelo método de gelatinização iônica. As soluções diluídas de quitosana e sulfato de condroitina foram misturados para promover a complexação entre espécies de carga oposta, sendo que neste processo a quitosana sofre gelificação iónica e precipita como nanopartículas esféricas, resultando em uma dispersão coloidal estável. A caracterização do tamanho e do potencial zeta foi realizada usando-se o equipamento Zetasizer - Malvern UK – Nano ZS nas seguintes condições: Temperatura 25°C, dispersante água, caminho óptico de 1 cm e ãngulo fixo de 12,5º. Antes das análises com DLS e Zeta as amostras foram agitadas durante 30 minutos, a fim de que as nanopartículas ficassem em suspensão, em seguida retirou-se 25µL da amostra e acresentou-se cerca de 1 mL de água, já que o volume máximo suportato pela célula é de 1,5 mL e procedeu-se a leitura no equipamento. O tamanho (~170-700 nm), as características de potencial zeta e morfologia das nanopartículas foram caracterizadas considerando o efeito do pH, a concentração de quitosana, bem como o volume de agente de reticulação iónica. A rede polimérica formada pelas nanopartículas foram ainda caracterizados por FTIR, DSC e TGA.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O método de gelatinização iônica é eficiente na obtenção de NPs de QTS/SC. As NPs apresentaram baixo indice de polidispersão (PDI) variando de 0,150–0,500. A análise de tamanho das NPs utilizando espalhamento de luz dinâmico (DLS) foi realizado considerando a variação de pH da QTS, da concentração de QTS e do volume do SC. O pH foi variado de 3,5 a 6,0, resultando em NPs de 170–550nm com um tamanho médio de 360nm. Aumentando-se o pH, desprotona-se a superfície da QTS, onde diminuiu-se desta forma a interação entre QTS e SC, diminuindo-se o tamanho das NPs formadas. A concentração da solução de QTS foi variada de 0,5 a 3,0mg/mL, em pH = 5,0, observando-se um aumento no tamanho das NPs formadas de 200–560nm e um tamanho médio de 380nm. Quando variamos o volume do gelatinizador iônico (SC), adicionado no preparo das NPs, de 2,5 a 15,0mL, encontra-se uma variação de tamanho das NPs de 550–700nm e um tamanho médio de 625nm. As variações nos tamanhos das NPs podem ser explicadas pelo aumento ou diminuição dos grupos NH3+ presentes na QTS e grupos SO3- presentes no SC, pois à medida que aumentou a quantidade desses grupos livres em solução o tamanho da NPs diminuiu significatiamente. Já a presença de grupos NH3+ ou SO3- isolandos provoca respulsão eletrostática e consequintemente o aumento no tamanho da rede polimérica formada. A medida de potencial zeta foi usada para avaliar a estabilidade coloidal, observando-se uma carga superficial positiva (+30mV), o que pode ser justificado pela alta densidade de carga de QTS em pH ácido, indicando que as NPs obtidas possuem boa estabilidade. Com uso das técnicas de espectroscopia no infravermelho (FTIR), análises termicas (TGA e DSC), pode-se caraterizar e avaliar a estabilidade térmicas dos sistemas formados pelos dois biopolímeros.
CONCLUSÕES: De acordo com os resultados obtidos pode-se inferir que as nanopartículas formadas através de complexos envolvendo quitosana e sulfato de condroitina, são bastante promissoras para utilização como sistema de encapsulação da curcumina, pois apresentaram características físico-químicas bastante peculiares, como tamanho de partícula, carga superficial, forte interação eletrostática, boa estabilidade térmica, bem como um método de preparação simples. No entanto, é necessária a realização de outros estudos, a fim de elucidar os mecanismos de interação entre as nanopartículas poliméricas e a curcumina visando a otimização da taxa de associação e a compreensão dos fatores que influenciam o perfil de liberação do flavanóide.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem a Capes, DPP/UnB.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: CLEASEN, C.; WHILHELMS, T.; KULICKE, W. M. Formation and characterization of chitosan membranes. Biomacromolecules, v. 7, p. 3210-3222, 2006.
JOHNSON, D. W.; MOKLER, D. J. Chondroitin sulfate. Continuing Education Module. New Hope Institute of Retailing, 2001.
LARANJEIRA, M. C. M; FÁVERE, V. T. de. Quitosana: biopolímero funcional com potencial industrial biomédico. Quim. Nova, Vol. 32, No. 3, 672-678, 2009.
RICHY, F.; BRUYERE, O.; ETHGEN, O.; CHUCHERAT, M.; HENROTIN, Y.; REGINSTER, J. Y. Structuraland symptomatic efficacy of glucosamine and chondroitin in knee osteoarthritis: A comprehensive meta-analysis. Archives of Internal Medicine 163, 1514-1522, 2003.
TSAI, H-Y.; CHIU, C-C,; LIN, P-C.; CHEN, S-H.; HUANG, S-J.; WANG, L-F. Antitumor Efficacy of Doxorubicin Released from Crosslinked Nanoparticulate Chondroitin Sulfate/Chitosan Polyelectrolyte Complexes. Macromol. Biosci. 11, 680–688, 2011.
