Desenvolvimento de micro e nanopartículas de policaprolactona contendo óleo essencial de Cymbopogon Nardus

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Materiais

Autores

Krindges, A. (UNIVERSIDADE FEEVALE) ; Santos Hartmann, M.L. (UNIVERSIDADE FEEVALE) ; Heckler, J.M. (UNIVERSIDADE FEEVALE) ; Villa, K.B. (UNIVERSIDADE FEEVALE) ; Barud, H.S. (UNIARA) ; Jahno, V.D. (UNIVERSIDADE FEEVALE) ; Morisso, F.D.P. (UNIVERSIDADE FEEVALE)

Resumo

Nanopartículas são sistemas com dimensões na ordem de nanômetros e servem como um sistema encapsulador para fármacos e outras substâncias ativas. Entender sobre os processamento de nanopartículas é crucial para aprimoramentos e funcionalização química das partículas. O objetivo desse estudo é avaliar o processo de desenvolvimento de preparação de micro e nanopartículas de policaprolactona contendo óleo essencial de Cymbopogon Nardus, em diferentes formulações, que permaneceram por tempos de evaporação do solvente de 4 ou 24 horas. Foram feitas avaliações com uso do equipamento NanoBrook de potencial zeta, tamanho de partícula e avaliação morfológica com uso de MEV. Os resultados estão de acordo com literatura em relação ao tempo de evaporação do solvente.

Palavras chaves

Nanopartícula; Óleo essencial; Policaprolactona

Introdução

As interpretações sobre o que é um material em escala nanométrica podem ser diferentes e isso depende, em muito, da aplicação que se pretende. Parte da literatura diz que a escala estaria compreendida na faixa de 1 nm à 100 nm. Já em outras, define como aquela que contém partículas com diâmetro inferior à 1 μm (SCHAFFAZICK et al., 2003; RÓZ et al., 2015). O uso de nanopartículas para liberação de fármacos de forma controlada vem crescendo, visto que esta tecnologia permite a absorção mais eficiente de princípios ativos, o que evita o uso de altas doses e efeitos colaterais. Desta forma esta tecnologia vem se consolidando como ferramenta para administração de fármacos. Por outro lado, quando se fala em o uso da nanotecnologia envolvendo óleos essenciais, normalmente o objetivo é a proteção do óleo dentro da partícula para que a liberação do mesmo ocorra de forma gradual (DELGADO, 2013; BOTTENE, 2015). Para produzir micro/nanopartículas poliméricas se exige a utilização de um polímero, de solventes, tensoativos e do principio ativo. Os polímeros podem se dividir em biodegradáveis e em não biodegradáveis. Já o tensoativo pode ser utilizado na fase aquosa e/ou na orgânica (DELGADO, 2013; FRANCHETTI & MARCONATO, 2006). Entre os polímeros biodegradáveis para a produção de micro/nanopartículas poliméricas está a policaprolactona (PCL), que é um polímero não tóxico e que possui características como tenacidade e flexibilidade e sua temperatura de fusão é de aproximadamente 60o C (LIMAYEM et al., 2006; ROA et al., 2010). Já os tensoativos ajudam a impedir a agregação das partículas durante e após o preparo da dispersão, porém não são fundamentais para o processo. (SANTOS, 2011; BOTTENE, 2015). O óleo essencial de Cymbopogon Nardus, popularmente conhecido como citronela, pode ser usado como repelente para insetos e inseticida e como, por exemplo, larvicida para Aedes aegypti (LORENZI & MATOS, 2008; PICHARD, 2012; ANDRADE et al., 2012). Também é utilizado para acalmar coceiras, dores musculares, reumáticas e de cabeça e como antitranspirante. As formas de uso podem ser por massagem, compressa, banho, cuidados cosméticos, inalação, difusão, sobre um comprimido neutro ou em alimentos (PICHARD, 2012). Dentre os métodos de obtenção de nanopartículas existem o de emulsão e evaporação do solvente, nanoprecipitação, salificação e de emulsão dupla (GOMES, 2009). O método de nanoprecipitação ocorre em duas etapas, uma composta por uma fase orgânica e a outra por uma fase aquosa. A fase orgânica é composta pelo polímero, sintético ou natural, solvente orgânico, tensoativo e o princípio ativo. A fase aquosa é composta por água e um tensoativo (MOINARD-CHÉCOT et al., 2008; GOMES, 2009; DELGADO, 2013). O método consiste em misturar a solução orgânica, contendo o polímero e o óleo essencial, lentamente em uma solução aquosa. Neste processo ocorre a formação de nanopartículas, cujo tamanho varia entre 100 e 500 nm (MOINARD-CHÉCOT et al., 2008; GOMES, 2009; DELGADO, 2013). O objetivo desse trabalho foi a preparação de micro e nanopartículas de policaprolactona contendo óleo essencial de Cymbopogon Nardus.

Material e métodos

As micro e nanoestruturas foram preparadas por nanoprecipitação, através da emulsificação/evaporação do solvente. As amostras foram preparadas em triplicadas. A fase orgânica foi obtida pela dissolução de PCL (Mw 45.000 g/mol) tensoativo Span® 80 e óleo em acetona, com agitação magnética e temperatura de aproximadamente 30°C. Foi utilizado o óleo essencial de Cymbopogon Nardus, da marca WNF. Foram preparadas seis diferentes formulações com concentração de PCL/óleo de 17, 25 e 40%, sendo que estas ficaram por tempos de evaporação de solvente de 4 h, formulações 1, 2 e 3 respectivamente, ou 24 horas, formulações 4, 5 e 6 respectivamente. Já as fases aquosas foram compostas por água destilada e tensoativo Tween®80, sendo homogeneizadas da mesma forma da solução orgânica. Após as duas fases atingirem a mesma temperatura, em torno de 30°C, a solução orgânica foi adicionada com pipeta Pasteur à fase aquosa, sob agitação proporcionada por ultra-turrax(20.500 rpm), até dispersar toda solução orgânica na aquosa formando assim uma pré-emulsão. As dispersões foram mantidas sob exaustão durante 4 ou 24h com agitação magnética constante para evaporação do solvente. Após a exaustão as dispersões foram armazenadas em frascos âmbar e guardadas ao abrigo da luz, em temperatura ambiente. Referente as técnicas de caracterização das amostras as análises morfológicas foram realizadas por Microscopia Eletrônica de Varredura(MEV) com o uso do equipamento JEOL, Modelo JSM-6510LV, disponível no Laboratório de Estudos Avançados em Materiais da Universidade Feevale. As amostras de cada etapa do processo foram secas antes de serem metalizadas com sobreposição de camada de ouro, conforme procedimento padrão e foi aplicada um voltagem entre 5 e 15 kV dependendo a amostra. Já as análises de tamanho de partícula (TP) e potencial zeta (PZ) utilizaram o equipamento NanoBrook modelo 90 Plus Pals disponível no Laboratório de Estudos Avançados em Materiais da Universidade Feevale. As análises foram realizadas pelo período de seis semanas, em todas as formulações e triplicatas correspondentes. As análises foram realizadas em temperatura ambiente. As dispersões não foram diluídas e as amostras foram agitadas duas vezes antes da coleta da dispersão para realização do ensaio.

Resultado e discussão

Com o objetivo de verificar a morfologia das micro/nanopartículas preparadas neste trabalho, foram obtidas diversas micrografias do material seco. A Figura 1 apresenta micrografias das dispersões de micro/nanopartículas com óleo essencial de citronela, formulações 1, 2, 3, 4, 5 e 6 com aumento de 5000 X. Referente ao tamanho das partículas, as mesmas apresentam pontos de não homogeneidade. Este resultado vem ao encontro do que menciona Moinard- Chécot et al. (2008), que o tamanho da gotícula dispensada na solução aquosa influencia no tamanho da partícula. Neste caso é necessário considerar que a adição da fase orgânica foi realizada manualmente à fase aquosa. Ainda a literatura comenta que o tamanho da partícula pode variar em função da quantidade de óleo em relação ao polímero e, que em alguns casos, quando se aumenta a proporção de óleo/polímero na fase orgânica, o mesmo também pode ocorrer. Este último fator se deve aumento da resistência de difusão da fase orgânica para a fase aquosa, permitindo maior associação do ativo/óleo nas nanopartículas (BUDHIAN et al., 2007; MORAES et al., 2009). Porém esta variação de tamanho não pode ser observada pelas micrografias. Porém na Figura 2 as análises de tamanho de partícula realizadas nas formulações 1, 2 e 3(concentração de PCL/óleo de 17, 25 e 40%, evaporação de 4 horas) apresentaram o tamanho de partícula maior que da das formulações 4, 5 e 6(concentração de PCL/óleo de 17, 25 e 40%, evaporação de 24 horas). Sugere-se que este fator esteja ligado ao tempo de evaporação do solvente, uma vez que as formulações possuem aproximadamente a mesma razão de óleo/polímero. Em relação ao tamanho de partícula o resultado corrobora o trabalho de Schaffazick et al.(2003), em que os autores levantam que independentemente do método adotado, em geral o tamanho das partículas varia entre 100 e 300 nm. Ocorre que, em alguns processos, este tamanho pode ser inferior ao limite mínimo desta faixa devido a escolha do óleo, que modifica as características de viscosidade e hidrofobicidade entre outras (SCHAFFAZICK et al., 2003). Os valores observados para o PZ ficaram próximos o -15 mV para as formulações 1, 2 e 3 e próximo a -10 mV para as formulações 4, 5 e 6. De acordo com Souza et al. (2012), quanto mais alto o valor do PZ (menos negativo) maior a quantidade de polímero da partícula e maior tendência de agregação. Ainda de acordo com Mohanraj e Chen (2006) nanopartículas com PZ acima de ± 30 mV são suspensões estáveis o que impede a agregação de nanopartículas. Ainda, a literatura (Delgado, 2013) aborda que valores de PZ aproximados de 20 mV (módulo) apresentam uma boa estabilidade a curto prazo.

(a) 1, (b) 2 e (c) 3, tempo de evaporação de 4 horas, e (d) 4, (e) 5 e (f) 6, tempo de evaporação de 24 horas.

Conclusões

No processo de preparação de micro/nanopartículas contendo óleo essencial de citronela, as diferentes formulações apresentaram morfologia semelhante onde as micrografias demonstram a formação de partículas esféricas com tamanhos variados, com dimensões nano e micrométricas. Os resultados obtidos com o NanoBrook indicaram que concentração PCL/óleo exercem influência significativa sobre a nanopartículas, sendo que as amostras com concentração de PCL/óleo de 25% foram as que apresentarem menor tamanho de partícula. Os resultados ainda indicam que além da concentração polímero/óleo, que o tempo de evaporação do solvente das dispersões, exerce uma influência significativa no tamanho de partículas. Sendo as formulações que permaneceram sobre o período de exaustão de 24 h as que obtiveram o menor tamanho de partículas quando comparadas as mesmas formulações do período de exaustão de 4 h.

Agradecimentos

À Universidade Feevale e ao SDECT.

Referências

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