formulação e caracterização de microcápsulas magnéticas

FORMULAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE MICROCÁPSULAS
MAGNÉTICAS REVESTIDAS PELO COMPLEXO ALGINATOQUITOSANA PARA O USO VETERINÁRIO
Mayara F. Castro1*(IC), Melina V. Leite1 e Rubén J. S. Rodríguez1
1- Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro – UENF, Campos dos Goytacazes – RJ,
[email protected]
Resumo: As microcápsulas de alginato/quitosana/magnetita com progesterona foram formuladas com o auxílio da
técnica de emulsificação/gelificação interna em um reator com temperatura e agitação controladas; e foram
caracterizadas com o uso das técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura e Microscopia eletrônica de
Transmissão. Além disso, foi realizado um estudo de liberação da progesterona. As microcápsulas produzidas
apresentaram um formato esférico com diâmetro entre 10-90µm. O estudo do perfil de liberação mostrou a influência
do campo magnético externo, aumentando em 14% a liberação da progesterona.
Palavras-chave: Microcápsulas Magnéticas, Alginato, Quitosana, progesterona.
FORMULATION AND CHARACTERIZATION OF MAGNETIC MICROCAPSULES
COATED BY ALGINATE-CHITOSAN COMPLEX FOR VETERINARY USE.
Abstract: The microcapsules of alginate/chitosan/magnetite with progesterone have been produced by
emulsification/internal gelation in a reactor with controlled agitation and temperature. The microcapsules were later
characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Transmission Electron Microscopy (TEM). An evaluation
about the release of progesterone was also carried out as part of this work. The microcapsules had a spherical shape
with diameter of 10-90μm. The release of progesterone profile showed an influence of the external magnetic field which
caused an increase of 14% to the release rate.
Keywords: Magnetic Microcapsules, Alginate, Chitosan, Progesterone
Introdução
O avanço nos estudos das nanopartículas magnéticas, principalmente associadas a um
revestimento polimérico, vem atraindo a atenção de muitos pesquisadores, devido à viabilização de
seu uso em vários campos da ciência, como a medicina e biologia [1]. Dentre as nonopartículas
magnéticas, a magnetita (Fe3O4) recebe grande destaque devido as suas propriedades e vantagens
únicas como: comportamento magnético (podendo apresentar superparamagnétismo),
biocompatibilidade, maior estabilidade, baixa toxidade e baixo custo. Sendo estas características
fortemente ligadas ao tamanho, formato e dispersão da magnetita [2].
O alginato é um polissacarídeo natural formado por unidades do ácido poliurônico, o ácido
β-D-manurônico (M) e ácido α-L-gulurônico (G) unidos por ligação (1→4)-glicosídicas, as quais
variam em composição e distribuição, podendo ser extraído de algas marinhas pardas e algumas
bactérias [3]. A quitosana é um copolímero formado por unidades de 2-desoxi-N-acetil-D-
glucosamina e 2-desoxi-D-glucosamina unidas por ligações glicosídicas β (1-4), sendo obtida pela
desacetilação da quitina, presente no exoesqueleto de crustáceos, em um meio alcalino [4]. Esses
dois polímeros possuem importantes características como biocompatibilidade, são biodegradáveis e
atóxicos. O complexo alginato/quitosana, que é formado pela interação eletrostática dos grupos
amina, presente na quitosana, com os grupos carboxílicos do alginato, proporciona a associação das
propriedades desses dois polímeros favorecendo o sistema [5]. O alginato em geral é utilizado como
polímero matriz, pois possui uma gelificação rápida na presença de íons de cálcio; porém, o
alginato possui a tendência de formar poros em sua estrutura o que implicaria na liberação celerada
do agente ativo encapsulado. A quitosana por sua vez é utilizada para formar uma membrana sobre
a estrutura porosa do alginato, diminuindo a taxa liberação, além disso, a quitosana reforça a
estrutura das microcápsulas, inibi cargas superficiais, aumenta estabilidade e favorecer a
encapsulação do agente ativo [5-7].
O uso de nanopartículas magnéticas revestidas com biopolímeros para a liberação controlada
de hormônios e outras cargas ativas são alvos de pesquisas para o uso veterinário [8] e humano [3].
O estudo do processo de liberação controlada de fármacos vem se destacando, principalmente
devido às limitações encontradas nos sistemas tradicionais de liberação. Nos sistemas
convencionais de liberação ocorrem mudanças cíclicas na concentração do fármaco, podendo essa
concentração alcançar níveis tóxicos ou ineficientes, o que pode requerer o uso de várias doses ao
dia. Já na liberação controlada, o fármaco é liberado em uma velocidade constante, podendo ser
ajustado ao nível apropriado. Neste último caso a frequência da dosagem pode ser menor, pois
ocorre um maior controle da absorção do agente ativo; além disso, alguns efeitos adversos podem
ser diminuidos [9].
O presente trabalho tem como objetivo formular nanopartículas magnéticas revestidas com
alginato/quitosana contendo progesterona para uso veterinário e estudar o perfil de liberação em
presença de um campo magnético.
Experimental
Formulação das microcápsulas de alginato-quitosana/magnetita contendo progesterona
Para a formulação das microcápsulas foi utilizado o método de emulsificação/gelificação
interna. Uma solução de alginato de sódio (3% m/v) contendo carbonato de cálcio (3% m/m de
Ca2+/alginato), progesterona e magnetita (5% v/v) foi gotejada em uma solução de óleo mineral e
clorofórmio (9:1 v/v), contida e um reator com agitação e temperatura controladas. Posteriormente
se adicionou o ácido acético para proporcionar a liberação de Ca2+ e assim possibilitar a gelificação
do alginato. Após esse gotejamento adicionou uma solução de CaCl2 (0,05M), para promover a
separação das fases, juntamente com 1% de Tween, usado para evitar aglomerações. Após a
formação das microcápsulas, uma solução de quitosana (1%) foi adicionada.
Caracterização das Microcápsulas
Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)
A Análise de MEV foi feita com o auxilio de um Microscópio Eletrônico de Varredura
ZEISS, modelo EVO 40 XVP, operando em uma voltagem de 30kV. Para a execução dessa análise,
as amostras foram colocadas em um porta amostra com fita adesiva dupla-face e recobertas com um
filme de 20nm de ouro.
Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET)
A análise de MET foi feita com o auxilio de um Microscópio Eletrônico de Transmissão
ZEISS, modelo EM 900. As microcápsulas foram imersas em uma resina EPON e depois da cura
foi realizado um corte ultrafino usando um ultramicrótomo. A análise foi realizada num voltagem
de 50kv.
Estudo do perfil de liberação
O perfil de liberação foi obtido utilizando 40mg de microcápsula suspensas numa solução de
etanol/água 60% v/v a 37ºC. As amostras de solução coletadas em tempos pré-determinados foram
medidas utilizando um espectrofotômetro Shimadzu UV-1800 no comprimento de onda de 247nm.
O campo magnético externo utilizado (NdFeB) foi de 0,2T.
Resultados e Discussão
Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET)
As microesferas de alginato-quitosana contendo carga magnética, Fig 1, apresentaram um
formato esférico regular. A distribuição de tamanho foi entre 10-90µm, com um máximo de
distribuição entre 34-53µm. A superfície das micropartículas é densa e a distribuição da
progesterona irregular, Fig 1(b).
A
B
Figura 1 – Imagens de MEV (a) de uma micropartícula e do MET (b) do corte de uma micropartícula de
Alginato/Quitosana/Fe3O4/ Progesterona.
Perfil de liberação
Observando o gráfico obtido, Fig 2, pode-se notar uma liberação imediata na primeira hora,
devido a possível presença de progesterona na superfície das microcápsulas, portanto, neste estágio
a liberação foi independente da presença ou não de um estímulo externo. Após as primeiras 5 horas,
observou-se um aumento (14%) na liberação da progesterona em presença do campo magnético
externo em relação ao liberado sem a influência do campo magnético externo, o que mostra que o
campo magnético externo usado modifica o padrão de liberação da progesterona.
Figura 2 – Perfil de liberação da progesterona em solução 60% etanol/água na ausência e na presença de
um campo magnético externo.
Conclusões
Os resultados mostraram que as microcápsulas de alginato/quitosana/magnetita com
progesterona apresentaram um tamanho de partícula e morfologia apropriados para a sua utilização
em sistemas de liberação controlada de fármacos. Além disso, podemos verificar, como o esperado,
um efeito favorável do campo magnético externo na taxa de liberação da progesterona.
Agradecimentos
Nossos agradecimentos ao CNPQ e a FAPERJ, pelo apoio financeiro.
Referências Bibliográficas
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