NANOPARTÍCULAS LIPÍDICAS SÓLIDAS: PREPARAÇÃO,

CARACTERIZAÇÃO E APLICAÇÃO EM FÁRMACOS E COSMÉTICOS

Priscyla D. MarcatoIQ-Unicamp

Mercado Cosmético e

Farmacêutico

Panorama do Setor de Higiene Panorama do Setor de Higiene Pessoal, Perfumaria e Cosméticos no Pessoal, Perfumaria e Cosméticos no

BrasilBrasil

ABIHPEC 2008

Faturamento

Panorama do Setor Farmaceutico no Panorama do Setor Farmaceutico no BrasilBrasil

http://www.quimicosunificados.com.br/noticia_interna.php?id=552&id_secao=6&busca

Mercados Dinâmicos:Alto investimento

Alta rotatividade de produtos

Vantagens• Maior estabilidade

• Menor toxicidade

• Fácil escalonamento da produção

• Fácil esterilização

• Atuam como oclusivos - Aumenta a hidratação da pele em 32% (outros produtos aumentam em 24%).

Estruturas

NLS

Nanopartículas Lipídicas Sólidas (NLS)

Baixa Eficiência de encapsulação

Cristalização Ativo expulso

Estocagem

Lipídio amorfo Óleo nanocompartimentado

Lipídio sólido

Estruturas

CLN imperfeito

CLN Amorfo Múltiplo CLN

Carreador Lipídico Nanoestruturado (CLN)

Métodos de Preparação

Microemulsão à quente

Emulsificação e evaporação de solvente

Difusão de solvente

Secagem por aspersão

Homogeneização à alta pressão.

Agitação

Microemulsão à quente

H2O + Tensoativo(quente)

Lipídio fundido + Ativo(5-10 ºC acima da Tf)

Agitação

H2O + Tensoativo(frio)

Homogeneização à alta Pressão

Solução de tensoativo (quente)

(sob alta agitação)

Homogeneizado à alta Pressão

Ativo + Lipídio fundido

Moído (micropartículas lipídicas)

Micro-suspensão

Solução de tensoativo (fria)

AgitaçãoAgitação

Pré-emulsão

Homogeneização a quente

Solidificação(nitrogênio líquido)

Homogeneização a frio

• Rápido e Fácil

•Fácil escalonamento - 99% de reprodutibilidade em escala

industrial

• Evita contaminação no processo de homogeneização

Sakulkhul e col., 2007

500 bar 3 ciclos

Estrutura das Partículas

Matriz Homogênea(solução sólida)

Homogeneização a frio

Parede Rica em Ativo

Núcleo Rico em ativo

Métodos de Caracterização

• Diâmetro e Potencial Zeta

Eficiência de encapsulamento

Expulsão do ativo

Via de administração

Via de administração

Liberação do Ativo

Estabilidade - Aglomeração

Eficiência de encapsulamento

• A forma polimórficaDifração de Raio-XCalorimetria Diferencial de Varredura (DSC)Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM)

• Distribuição do Ativo ou do óleo nas partículas

Ressonância Magnética Nuclear de Prótons

• Morfologia das PartículasTécnicas microscópicas (MEV, TEM, AFM)

Espectroscopia de correlação de fótons

Forma Polimórfica

Hexagonal ()

Ortorrômbica (’)

Triclínica ()

Forma Forma

Estocagem

Cristalização Ativo expulso

Estocagem

Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC)

Bunjes e col., 2007

Bunjes e col., 2007

Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC)

Sakulkhul e col., 2007

NLS de trimiristato de

glicerila

Microscopia Eletrônica de Transmissão

200 nm

Bunjes e col., 2007

Espectroscopia de Correlação de Fótons e Potencial Zeta

± 30 mV

Sakulkhul e col., 2007

Freitas e Muller, 1999

Espectroscopia de Correlação de Fótons

NLS 10%

(0,8 m)NLS 2%

NLS 10%

(23 m)

NLS 2%

NANOCOSMÉTICOS

• Proteger ativos lábeis (Vitamina A)

• Aumentar a permeação de ativos até o sítio de ação

• Minimizar/evitar a absorção sistêmica de ativos

• Aumentar o poder de proteção solar

• Aumentar a hidratação da pele

Objetivos

CremesAnti-idade

22 anos 40 anos 65 anos

Penetração de ativos pela pele

Apêndices:

folículos pilosebáceos

ductos sudoríparos

camada córnea

Mecanismo transcorneal:

Transcelular: através das

paredes da camada córnea

Intercelular: através da matriz

lipídica (caminho tortuoso).

Penetração na Pele de Nanoestruturas

Perda de Água pela Pele

Efeito de nanoestruturas na perda de água transepidermal

Aumento da Hidratação da Pele

Sem NLS Com NLS

Wissing e Müller, European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 67–72 (2003)

NLS e Hidratação Cutânea

Müller et al., Advanced Drug Delivery Reviews S131–S155 (2002)

Aumento da Permeação

Célula de Franz

Pele Humana doada deCirurgia plástica

Aumento da Permeação

VN Livre(o/a)

CLN –VNÁcido oleico

CLN-VNMigliol

NLS-VN

Borgi e col., 2005

Protetor SolarProtetor Solar

Filtro Solares Químicos (substâncias capazes de absorver a energia eletromagnética na faixa denominada ultravioleta e emiti-la sob outra forma (oxibenzofenona-3)

Filtro Solares Físicos (espalha, reflete, ou impede a passagem da radiação) (TiO2)

Protetor Solar

PROTETOR SOLAR

Protetor Solar

Benzofenona(região do UVA, 320 a 400 nm)

Penetração – atinge a corrente sanguínea

Wissing e Müller, 2003

Protetor Solar

Wissing e Müller, 2003

10% Ativo Livre

5% Ativo NLS

Liberação de Fragrâncias

Üner et al., Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, American Scientific Publishers, vol. 10 (2007)

FÁRMACOS

VANTAGENS

• Melhora a estabilidade física e química de fármacos

• Melhorar a biodisponibilidade oral

• Mantém o efeito do fármaco no tecido alvo

• Solubilizar ativos lipofílicos

• Minimiza os efeitos colaterais

• Reduz a toxicidade

• Diminui o número de doses/aplicações

LIBERAÇÃO SUSTENTADA

Efeitos adversos

Níveis tóxicos

Faixa terapéutica

Concentração

Min. efetiva

Sem efeito

Convencional

Liberação ordem zero

P

L

s

m

a

l

e

v

e

lTempo/dosagem administrada

Oral• Vários medicamentos são administrados por esta via devido o grande mercado

• Muitos ativos são degradados devido ao pH principalmente do estômago (pH 0,9-2,0)

• Baixa biodisponibilidade devido a baixa absorção de ativos por esta via.

• Número de doses

Rifampicina Isoniazida

PirazinamidaPandey e col., 2005

Concentração no plasma

Pandey e col., 2005

Ativo livre- 48 horas não foi mais detectados nestes órgãos

Nível de ativo nos tecidos depois de 10 dias

Pandey e col., 2005

Atividade Quimioterápica

Pandey e col., 2005

• Intravenosa

• Intramuscular

• Subcutânea

Parenteral

Injeção Subcutânea

Mitroxantrona (MTO) Lu e col., 2006

• Reduzir a toxicidade do ativo

• Aumentar a eficiência do ativo (evitando a degradação do ativo)

Lu e col., 2006

Dérmica

Podofilotoxina (POD)

• POD inibi o crescimento de células epiteliais infectadas pelo vírus papiloma humano (HPV)

• Absorvido até a corrente sanguínea Chen e col., 2006

NLS-POD

NLS-POD(aumento)

POD

10 µm 75 µm

135 µm 275 µm

PRODUTOS COM NLS NO MERCADO

Nanopartículas Lipídicas Sólidas

50 mL = 60 euros

Fluido para a área dos olhos da Lady EstherNanopartículas Lipídicas Sólidas com vitamina A, E e óleo de Macadâmia30 mL = 30,00 euros

http://www.hi2cosmetics.com/cgi-bin/shopper.cgi?key=11985306&preadd=action

Allure da ChanelNanopartículas Lipídicas Sólidas com fragrância100 mL = US$ 160,00

Tratamento de Hepatite C

http://www.nanoshop.com/

Nanotecnologia no BrasilNanotecnologia no Brasil

De acordo com o estudo “Nanotecnologia” (2007), coordenado pelo Núcleo de Assuntos Estratégicos da Presidência da República:

Nos próximos 15 anos, o Brasil responderá por 1% do mercado nanotecnológico mundial (estimado em 1

trilhão de dólares)

A nanotecnologia movimentará 10 bilhões de dólares no Brasil em 2015.

Esta tecnologia permitirá a oferta de novos produtos ao consumidor, ex. cosméticos, tecidos mais

resistentes, filtros de proteção solar mais eficientes e de maior duração etc.

http://www.cosmeticsonline.com.br/noticias_detalhe.php?id=144

BRUMAS DE LEITE Nanoemulsão

R$ 35,00

Anestésico nanoencapsulado

(Incrementa-Biolab) NANOSERUM Nanoemulsões com

Vitaminas e um clareador. R$ 89

Anestésico nanoencapsulado (Incrementa-Biolab)

AGRADECIMENTOS