Caracterização e análise fatorial (2 ) de formulações

Caracterização e análise fatorial (24) de formulações nanoparticuladas
para tratamento da malária
Graziela Scheuer Gomes(1),Luana Michels(2),Sandra Elisa Haas(3)
(1)
Bolsista Fapergs PROBIC- UNIPAMPA
Mestranda no PPG Ciências Farmacêuticas- UNIPAMPA
(3)
Sandra Elisa Haas- Universidade Federal do Pampa
(2)
RESUMO: A quinina (QN) é um fármaco usado no tratamento da malária e em casos de resistência a cloroquina.
Assim nesse trabalho, nanoparticulas contendo QN associadas a derivados curcuminóides foram preparadas
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utilizando dois polímeros diferentes. Um fatorial (2 ) foi aplicado para otimização de sistemas, que era
composto por quatro variáveis independentes, a saber: concentração de óleo, o tipo de polímero, agente
tensoativo aquoso e a presença de quinina. Diâmetro, potencial zeta e pH foram as respostas estudadas. O tipo
de polímero influenciou todas as respostas estudadas, indicado haver uma correlação entre os componentes da
formulação. A obtenção desses sistemas indica a possibilidade da sua utilização como carreadores para o
tratamento da malária.
Palavras-Chave:nanopartículas, óleo vegetal, doenças negligenciadas
INTRODUÇÃO
A malária é responsável por 300 milhões de novos casos e pelo menos um milhão de mortes ao ano. Assim
o tratamento antimalárico é de importante para a redução da mortalidade, dentre os fármacos utilizados,
destaca-se a quinina (QN), que apesar da sua toxicidade, é utilizada em casos de resistência à cloroquina.
A maioria dos antimaláricos foi obtida de fontes naturais e ainda é importante a busca por novos fármacos
oriundos de plantas. Os derivados curcuminóides extraídos da Cúrcuma longa Linn, apresentam atividade
antimalárica, baixa solubilidade aquosa, baixa biodisponibilidade e suscetibilidade a fotodegradação. Uma
forma para contornar as limitações de ambos e potencializar os efeitos, é a associação a carreadores
coloidais, como as nanocápsulas (NC). A partir de um estudo anteriormente realizado por Haas et al (2009),
a eficácia antimalárica de nanoparticulas contendo QN e óleo inerte no núcleo (TCM) foi comprovada. Este
trabalho tem como objetivo desenvolver, otimizar nanopartículas contendo quinina associado a óleo vegetal
com atividade antimalárica.
METODOLOGIA
Fatorial e análise de dados
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Um fatorial composto por quatro fatores, dois níveis (2 ) foi aplicado para a otimização das
nanoformulações. Os fatores independentes são: concentração do óleo (níveis C1 e C2), tipo de polímero
(níveis P1 e P2), tensoativo da fase aquosa (T1 e T2) e a presença ou não de quinina (QN1 e QN0). As
formulações com diferentes combinações de fatores e níveis foram denominados F1 a F16. As respostas
avaliadas foram tamanho de partículas, potencial zeta e pH.
Caracterização das nanoparticulas
- Tamanho de partículas
O tamanho de partícula foi medido, usando o equipamento Mastersizer 2000 (MalvernInstruments,
Reino Unido). Dados de difração de laser obtidos foram avaliados usando o valor D 4.3( tamanho de partícula
médio) (=3).
-Potencial Zeta
O potencial zeta das suspensões foi determinado utilizando Zetasizer® Nano ZS3600
(MalvernInstruments, Westborough, MA). As amostras foram diluídas em água Milli-Q contendo 1mM de
cloreto de sódio, filtrou-se (0,2 um) e as leituras foram realizadas em triplicado em células capilares
fechados (DTS1060). O potencial zeta foi expresso em milivolts (mV)
-Determinação do pH
O pH das suspensões foi medido após a preparação do mesmo com o auxílio de um potenciómetro
de calibração previamente (Hanna). Os resultados representam a média de três determinações.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Efeito das variáveis do tamanho da partícula
No método nanoprecipitação, fatores tais como a natureza e concentração do polímero na fase orgânica,
os solventes de polaridade, a natureza e concentração dos agentes tensoativos e a concentração e as
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características do óleo usado são essenciais na determinação do tamanho das nanopartículas (MORAHUERTAS et al 2010).O tamanho médio das partículas obtidas a partir das nanopartículas de P1 variou 194
± 15 para 660 ± 78 nm e as com P2 de 198 ± 3 para 1064 ± 2 nm. Mantendo-se fixos os parâmetros C,P e
QN, observou-se que obtêm-se partículas maiores utilizando-se o P2. Outro fator que é responsável por
variações individuais em diâmetro é a concentração do óleo (C). Utilizando-se altas concentrações de óleo
(C2), observou-se a obtenção de diâmetros altos, inclusive na faixa micrométrica (>1000nm)nanopartículas
Em relação ao tensoativo da fase aquosa, observou-se que eles influenciaram o tamanho da partícula.
Sabe-se que os agentes tensoativos podem influenciar as características do sistema, tais como tamanho,
carga de fármaco, e a estabilidade da droga. Com base no equilíbrio hidrófilo-lipófilo alta (HLB) foi
selecionados surfactantes T1 e T2 (HLB de 15,0 e 29,0, respectivamente). As nanopartículas formadas com
T2 como surfactante mostraram diâmetro de 179 para 626 nm e os que são preparados com T1
demonstraram 195 para 1062. As formulações que utilizam T2 e P2 obtiveram tamanhos menores do que as
preparadas com o T1, o que pode ser associado com maior HLB de T2. Uma ligeira diferença é
demonstrada em nanopartículas com T2 e P1, exceto as formulações preparadas com P1, T2 e QN, que
independente da concentração de óleo utilizada, precipitaram por evaporação da orgânica solvente.
nanopartículas preparadas com P1e com ambos os surfactantes não mostraram diferenças significativas
nos valores de diâmetro.
Efeito de variáveis sobre o potencial Zeta
A análise fatorial de variância (ANOVA) mostrou um efeito significativo do tipo de polímero sobre o
potencial zeta. Os valores médios foram positivos, variando de 12 a + 41 mV, ou negativo de -42 a -19 mV,
se formulações foram preparadas com P2 ou P1, respectivamente. P2 éum copolímero de ácido acrílico e
ésteres de ácido metacrílico, contendo grupos de amónio quaternário. Por outro lado, P1 contém grupos
carboxílicos o que torna negativo o potencial zeta (Haas, et aL., 2009). Mostrou-se também que o
surfactante influencia o potencial zeta, quer sozinho ou em interações. Avaliando nanopartículas de P1,
formulações com T1 são menos negativas do que suspensões preparadas com T2. Quando T2 é usado
como estabilizador, um derivado do óxido de polietileno e de polipropileno, a ancoragem do surfactante na
superfície de nanopartículas preparadas por nanoprecipitação rende uma baixa densidade de moléculas T2
ancorados e uma densidade de carga de alta superfície de lecitina.
As formulações que possuem a mesma quantidade de óleo/polímero/surfactante, mas com a
incorporação de QN tinha a alteração do potencial zeta, que tornou-se mais negativo (quando preparadas
com P1) ou mais positivo (se utilizou P2), que pode ser devido à ionização do grupos molécula de droga
localizada sobre a superfície das partículas, tal como discutido abaixo.
Efeito das variáveis sobre o pH
O pH foi fortemente influenciado pelo tipo de polímero, tensoativo e presença do fármaco, e pela
interação agente tensoativo-quinina . Entre os três fatores estudados, o polímero foi o mais importante para
o pH. Nanocápsulas de P1 e P2 mostraram um pH entre 4,8 a 7,2 e 5,7 a 7,8 , respectivamente. Estes
resultados podem ser explicados pela estrutura química do polímero. As formulações preparadas com P1
mostraram pH mais ácido. Por outro lado, o P2 é um copolímeros de acrilato de etilo, metacrilato de metilo e
um teor baixo de um éster de ácido metacrílico com grupos de amônio quaternário (cloreto de trimetil
amônio-metacrilato), e estes grupamentos básicos justificam o pH mais elevado observados sobre
formulações P2.
A presença da QN mudou significativamente o pH, pois o fármaco é um alcalóide. É possível também
relacionar estes resultados com o potencial zeta . Nanopartículas de P2 carregadas com quinina mostraram
potenciais zeta mais positivos do que respectivamente nanopartículas sem fármaco. Nanopartículas
preparadas usando P1 como polímero mostrou também pH mais básico quando QN foi encapsulado e
potencial zeta mais negativo.
CONCLUSÕES
Considerando os resultados obtidos e a importância da QN no tratamento da malária, as nanopartículas
desenvolvidas neste trabalho podem ser consideradas promissoras para a obtenção de novas formulações
contendo QN.
REFERÊNCIAS
HAAS, S. E., BETTONI, C. C., DE OLIVEIRA, L. K., GUTERRES, S. S., & DALLA COSTA, T. Nanoencapsulation
increases quinine antimalarial efficacy against Plasmodium berghei in vivo. International Journal
Antimicrob Agents, 34(2), 156-161. 2009
MORA-HUERTAS, C. E., FESSI, H., & ELAISSARI, A. Polymer-based nanocapsules for drug delivery.
International Journal Pharmaceutics, 385(1-2), 113-142. 2010
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