ISBN 978-85-85905-19-4
Área
Bioquímica e Biotecnologia
Autores
dos Santos Grasel, F. (PUCRS) ; Behrens, M.C. (PUCRS) ; Oliveira Einloft, S. (PUCRS) ; Wolf, C. (TANAC S/A) ; Ligabue, R. (PUCRS)
Resumo
Este trabalho tem como objetivo apresentar o desenvolvimento e caracterização de micropartículas de poli(ácido láctico-co-glicólico) (PLGA) carreadoras de proantocianidinas (PAC) obtidas pelo método de emulsões múltiplas. A incorporação das PACs em PLGA foi realizada com eficiência de encapsulação cerca de 73%. Micropartículas esféricas foram obtidas com uma distribuição de tamanhos na faixa de 0,6-2,4 μm. A presença de PAC nas micropartículas alterou as propriedades térmicas da matriz de PLGA. As micropartículas de PLGA/PAC apresentaram uma temperatura inicial de degradação mais baixa, com um máximo de degradação ligeiramente inferior de acordo com PLGA puro. As novas micropartículas de PLGA/PAC apresentam potencial em aplicações em sistemas biológicos.
Palavras chaves
Poliflavonoides; Emulsão multipla; Micropartículas
Introdução
A acácia negra é uma árvore de porte médio da família Fabaceae (Leguminosae), e sua casca é bem conhecida por sua alta concentração de poliflavonóides (proantocianidinas), propriedade que tem despertado grande interesse econômico. Estes compostos apresentam propriedades biológicas interessantes, tais como antioxidantes, antitumoral, antimicrobiana, bacteriostática e anti-inflamatória (YOSHIHARA et al., 2014). Yoshihara et al. (2014) investigaram o efeito in vitro destes poliflavonóides no controle da eclosão de ovos e mortalidade das larvas de parasitas gastrointestinais em ovinos. A ação larvicida in vitro das proantocianidinas (PAC) indicam uma ação anti-helmíntica, apresentando potencial para sua aplicação no controle alternativo de nematódeos gastrintestinais de pequenos ruminantes. Infelizmente, a utilização destes compostos naturais valiosos é um pouco limitada, uma vez que possuem baixa estabilidade à luz e ao calor, gosto muito amargo e adstringente. Para ultrapassar estes inconvenientes, sistemas veiculares têm sido desenvolvidos; incluindo, micro e nanocápsulas indicando ser uma abordagem promissora. Barras et al. (2009) desenvolveram duas novas nanocápsulas lipídicas de flavonoides (quercetina e (-)-epigalocatequina-3-galato). Os resultados mostraram uma alta taxa de encapsulação (> 95%) e o aumentando da estabilidade do produto. Apesar da gama de trabalho com micro e nanoencapsulação de flavonóides, a literatura até o momento não apresenta nada de proantocianidinas de Acacia mearnsii. Dentro deste contexto, este trabalho tem como objetivo desenvolver micropartículas (microesferas) de proantocianidinas de acácia negra em polímero biodegradável através do processo de emulsão múltipla.
Material e métodos
As micropartículas com PAC foram obtidas a partir do polímero biodegradável poli(ácido láctico-co-glicólico) (PLGA, PLG PURASORB 8523®, Purac) pela técnica de emulsão múltipla. Inicialmente, foi dissolvido 25 mg de PAC em 20 mL de água MilliQ para formar uma solução aquosa (fase aquosa). Em seguida, 500 mg de polímero PLGA foram dissolvidos em 15 mL de diclorometano de modo a formar a fase oleosa. A fase aquosa foi adicionada à solução oleosa, sob agitação (3600 rpm) em um emulsionante (UltraTurrax) durante um minuto para formar a emulsão primária. Esta emulsão foi adicionada a 200 mL de uma solução aquosa de álcool polivinílico a 5% p/v (tensioativo), sob vigorosa agitação (24000 rpm) durante cinco minutos para formar a emulsão múltipla. Em seguida, as micropartículas foram isoladas por centrifugação e repetidas lavagens com água destilada para remover o álcool polivinílico em excesso e o PAC livre não incorporada nas micropartículas de PLGA. Finalmente, as micropartículas foram liofilizadas (Terroni Equipamentos Científicos, modelo LS 3000) durante 24 h e armazenadas em dessecador. As caracterizações foram realizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV marca PHILIPS, modelo XL30) análise termogravimétrica (TGA marca TA Instruments, modelo SDT-Q600) espectroscopia vibracional de infravermelho (FTIR Perkin Elmer, modelo Spectrum 400) e eficiência de encapsulamento das proantocianidinas (PAC). O tamanho das partículas foi determinado com o software Image J, utilizando as imagens obtidas por MEV. A eficácia de encapsulamento das PAC em PLGA foi determinada pelo método colorimétrico Folin-Ciocalteu a partir da solução sobrenadante de PAC obtida pelo processo de extração das micropartículas de PLGA/PAC.
Resultado e discussão
A preparação das micropartículas de PLGA/PAC foi realizada com sucesso pelo método de emulsão múltipla. As microesferas foram obtidas com elevada homogeneidade de forma e tamanho (forma esférica), como pode ser visto na Fig. 1. A distribuição de tamanho de partícula ficou na faixa de 0,6 a 2,4 μm e a maioria das partículas têm tamanhos entre 1,2-1,8 μm (55 %), confirmando a obtenção de esferas em microescala. Resultados semelhantes foram encontrados por ANDRY et al. (1998) para a preparação de micropartículas por reticulação interfacial de proantocianidina de uva com cloreto de tereftaloila. A TGA do PLGA apresentou perda de massa de 99,3% na faixa de 245-433 °C, com 0,15% de resíduo a 600 °C. As micropartículas de PLGA/PAC apresentaram uma temperatura inicial de degradação mais baixa, em torno de 180 °C, com um máximo de degradação ligeiramente inferior de acordo com PLGA puro. Este comportamento pode ser associado a incorporação das PACs na matriz polimérica de PLGA, uma vez que o PAC tem o início da degradação térmica a cerca de 150 °C. Nas análises de FTIR das micropartículas de PLGA/PAC pode-se observar uma ampla banda em 3422 cm-1 atribuídos ao estiramento OH e em 1612 e 1505 cm-1 atribuídos ae estiramento C=C aromático de PACs. Além disso, na região de impressão digital pode ser observado mais duas faixas de vibrações de PAC, em 1210 e 846 cm-1, que são do estiramento C-O e C-H aromático fora do plano, respectivamente. O percentual de PAC encapsulado foi determinada a partir da quantidade inicial de PAC menos a percentagem encontrada no sobrenadante, conforme descrito por Pool et al. (2012). Verificou-se cerca de 6,7 ± 0,5 mg do PAC no sobrenadante, indicando que aproximadamente 73% foram incorporados nas micropartículas.
Figura 1. Micrografias das micropartículas PLGA/PAC (ampliação de 4000x).
Conclusões
O método de emulsão múltipla foi utilizada com sucesso para obter micropartículas de PLGA com proantocianidinas (PAC). Os resultados iniciais indicam que as micropartículas de PLGA / PAC obtidas possuem forma esférica com superfície lisa e o tamanho médio das partículas entre 0,6-2,4 um. As análises FTIR e TGA destas micropartículas indicaram a presença de PAC encapsulada na matriz do polímero. A eficiência de encapsulação foi cerca de 73%. As novas micropartículas PLGA/PAC apresentaram propriedades físico-químicas muito interessantes, com potencial aplicação em sistemas biológicos.
Agradecimentos
Os autores gostariam de agradecer a TANAC S/A pelo apoio financeiro e a PUCRS pela infraestrutura concedida..
Referências
ANDRY, M. C.; VEZIN, H.; DUMISTRACEL, I.; BERNIER, J. L.; LÉVY, M. C. Proanthocyanidin microcapsules: preparation, properties and free radical scavenging activity. International Journal of Pharmaceutics, n° 171, 217-226, 1998.
BARRAS, A.; MEZZETTI, A.; RICHARD, A.; LAZZARONI, S.; ROUX, S.; MELNYK, P.; BETBEDER, D.; MONFILLIETTE-DUPONT, N. Formulation and characterization of polyphenol-loaded lipid nanocapsules. International Journal of Pharmaceutics, n° 379, 270-277, 2009.
GRASEL, F. S.; MARCELO, M. C. A.; FERRÃO, M. F. A non-destructive, rapid and inexpensive methodology based on digital images for the classification of natural tannin extracts. RSC Advances, n° 6, 32358-32364, 2016.
POOL, H.; QUINTANAR, D.; FIGUEROA, J. D.; MANO, C. M.; BECHARA, J. E. H.; GODINEZ, L. A.; MENDOZA, S. Antioxidant Effects of Quercetin and Catechin Encapsulated into PLGA Nanoparticles, Journal of Nanomaterials, n° 2012, 1-12, 2012.
YOSHIHARA, E.; MINHO, A. P.; CARDIM, S. T.; TABACOW, V. B. D.; YAMAMURA, M. H. In vitro ovicidal and larvicidal activity of condensed tannins on gastrointestinal nematode infestations in sheep (Ovis aries). Semina: Ciências Agrárias, n° 35, 3173-3180, 2014.
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