fluidos supercríticos: aplicações e novas oportunidades · fluidos supercríticos: aplicações...

Fluidos Supercríticos: Aplicações e Novas

Oportunidades

Silvio A. B. Vieira de Melo

sabvm@ufba.br

Departamento de Engenharia Química

Programa de Pós-graduação em Engenharia Industrial

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA

9/26/2013 2

Brasil

9/26/2013 3

Brasil em Números

Área: 8,5 milhões km2 Localização: 6N-34S, 28-74 O População: 200 milhões de habitantes Densidade: 22,3 hab/km2 Início colonização: 1549, com a fundação de Salvador Independência: 1822 Governo: Repúbica Federativa, 1889 Economia: Petróleo e Gás, Minérios, Commodities agrícolas e

petroquímicos

9/26/2013 4

Bahia

9/26/2013 5

Salvador

9/26/2013 6

UFBA

www.ufba.br

9/26/2013 7

UFBA – Campus de Ondina

9/26/2013 8

UFBA em Números

Ano de fundação: 1946 Área total: 1,352,177.65 m2 Área total construída: 307.884,94 m2

Faculdades: 10 Escolas: 9 Institutos e Centros: 13

9/26/2013 9

UFBA em Números

Cursos de graduação: 112 Estudantes de graduação: 40 mil Professores: 1,6 mil Servidores: 4,8 mil Cursos de pós-graduação: DSc (40) e Msc (60) Estudantes de pós-graduação: 6 mil

9/26/2013 10

UFBA em Números

Estudantes de graduação em engenharia: 4 mil Professores na Escola Politécnica: 150

Cursos de graduação em Engenharia: 10 (Civil, Química, Elétrica, Mecânica, Minas, Ambiental, Produção, Automação e Controle, Petróleo, Naval)

Cursos de Mestrado e/ou Doutorado em

Engenharia: 8

Grupo de Pesquisa: Profa. Dra. Elaine Christine de Magalhães Cabral Albuquerque

Profa. Dra. Gloria Meyberg Nunes Costa

Profa. Dr. Heloysa Andrade

Prof. Dr. Silvio Alexandre Beisl Vieira de Melo

Dra. Cassia Detoni

Dra. Ariana Farias Melo

Linha de Pesquisa:

Nanotecnologia Supercrítica

BIOTECNAN - Tecnologia de Bioprocessos e Nanoprodutos

9/26/2013 12

Processamento de Fármacos

Formação de nanopartículas de fármacos em meio supercrítico

Encapsulação de fármacos em meio supercrítico • Lipossomos • Nanopartículas lipídicas sólidas

O tamanho de partícula deve variar em função da sua finalidade.

Tamanho de partícula para diferentes dosagens, formas e vias de administração

Preparação de partículas

Sistemas de Liberação Controlada X Liberação Convencional

9/26/2013 15

Diagrama de Fases Pressão-Temperatura

T > Tc

P > Pc

9/26/2013 16

Candidatos a FSC

Solvente Tc (oC) Pc (bar) Etileno 9,3 50,4 CHF3 26,0 47,5 CClF3 29,0 39,2 CO2 31,1 73,8 Etano 32,2 48,8 Propileno 91,9 46,2 Propano 96,7 42,5

9/26/2013 17

Como agem os FSC? (Diagrama ρ-P)

9/26/2013 18

Qual o processo?

Qual o papel do FSC? • Solvente • Antisolvente • Soluto

O que se deseja formar?

• Pó, revestimento, sólidos amorfos, cristais, co-cristais...

Formação de nanopartículas usando fluido supercrítico

O FSC como:

Solvente

Antisolvente

Soluto

GAS

SAS

RESS

RESOLV

PGSS

Técnicas

Formação de nanopartículas usando fluido supercrítico

Como ocorre?

Rápida Expanão de uma Solução Supercrítica - RESS

9/26/2013 21

RESS

Como ocorre?

Precipitação de Soluções Saturadas em Gás - PGSS

9/26/2013 23

PGSS

O fluido supercrítico promove a precipitação do substrato ou grupo de substratos que foram inicialmente dissolvidos em um solvente líquido

Como ocorre?

Precipitação usando um Gás Antisolvente Supercrítico - GAS

9/26/2013 25

GAS

Como ocorre?

Precipitação com Antisolvente Supercrítico - SAS

9/26/2013 27

SAS

9/26/2013 28

Unidade SAS – LNS/EP

9/26/2013 29

Unidade SAS – LNS/EP

9/26/2013 30

Unidade SAS – LNS/EP

9/26/2013 31

Tamanhos de partícula típicos

FSC como solvente: 10nm-100µm

FSC como antisolvente: 10nm-100µm

FSC como soluto: 1µm-50µm

9/26/2013 32

Principais Colaborações

University of Birmingham (Inglaterra)

Università di Salerno (Itália)

Università di Padova (Itália)

University of New South Wales (Austrália)

Universidade de Coimbra (Portugal)

9/26/2013 33

Estudo de Caso

Micronização da Levotiroxina Sódica usando CO2

Supercrítico e Etanol

9/26/2013 34

Levotiroxina sódica

Microscopia eletrônica de varredura

9/26/2013 35

Resultados - GAS

T = 40oC, 2 mg/ml, ampliação 1K e 100K

9/26/2013 36

Resultados - GAS

T = 40oC, 4 mg/ml, ampliação 1K e 100K

9/26/2013 37

Resultados - GAS

T = 25 oC, 2 mg/ml

100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000

20

40

60

80

100

Parti

cles,

%

Hydrodynamic diameter (nm)200 400 600 800 1000 1200

0

20

40

60

80

100

Parti

cles,

%Hydrodynamic diameter (nm)

T = 25 oC, 4 mg/ml

9/26/2013 38

Resultados - GAS

T = 40 oC, 2 mg/ml T = 40 oC, 4 mg/ml

350 355 360 365 370 375 380 385 390 395 4000

20

40

60

80

100

Parti

cles,

%

Hydrodynamic diameter (nm)200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

0

20

40

60

80

100

Parti

cles,

%Hydrodynamic diameter (nm)

9/26/2013 39

Resultados

9/26/2013 40

Estudo de Caso

Formação de lipossomos para

encapsulamento de insulina em meio supercrítico

Doutoranda: Islane do Espírito Santo

9/26/2013 41

Estudo de Caso

Supercritical fluid technology for development of solid lipid nanoparticles

entrapping curcumin Doutorando: André São Pedro

9/26/2013 42

Estudo de Caso

Impregnação de biopolímeros com produtos naturais utilizando tecnologia supercrítica para fins farmacêuticos e

cosméticos

Doutoranda: Cinara Vasconcelos da Silva

UFBA-UFPA-UC

Novo LAB

Centro de Excelência em Energia e Ambiente – CIENAM

Centro de Excelência em Energia e Ambiente – CIENAM

Novo LAB

Centro de Excelência em Energia e Ambiente – CIENAM

Novo LAB

Novo LAB

Unidade de Equilíbrio de Fases a Alta Pressão

Novo LAB

Unidade de Micronização Supercrítica

Novo LAB

Agradecimentos

Muito Obrigado ! sabvm@ufba.br

Arena Fonte Nova, Salvador-BA

www.pei.ufba.br