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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE
PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA
MESTRADO EM CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS
JULIANA GOUVEIA GALVÃO
DESENVOLVIMENTO DE FORMULAÇÃO COSMÉTICA CONTENDO CARREADORES LIPÍDICOS
NANOESTRUTURADOS À BASE DE MANTEIGA DE Ouratea sp.: UMA ESTRATÉGIA NANOTECNOLÓGICA PARA O
AUMENTO DA HIDRATAÇÃO CUTÂNEA
São Cristóvão
2015
ii
JULIANA GOUVEIA GALVÃO
DESENVOLVIMENTO DE FORMULAÇÃO COSMÉTICA CONTENDO CARREADORES LIPÍDICOS
NANOESTRUTURADOS À BASE DE MANTEIGA DE Ouratea sp.: UMA ESTRATÉGIA NANOTECNOLÓGICA PARA O
AUMENTO DA HIDRATAÇÃO CUTÂNEA
Dissertação apresentada ao Núcleo de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas da Universidade Federal de Sergipe como requisito parcial à obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas.
Orientador(a):
Profa. Dra. Rogéria de Souza Nunes
São Cristóvão
2015
iii
JULIANA GOUVEIA GALVÃO
DESENVOLVIMENTO DE FORMULAÇÃO COSMÉTICA CONTENDO CARREADORES LIPÍDICOS
NANOESTRUTURADOS À BASE DE MANTEIGA DE Ouratea sp.: UMA ESTRATÉGIA NANOTECNOLÓGICA PARA O
AUMENTO DA HIDRATAÇÃO CUTÂNEA
Dissertação apresentada ao Núcleo de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas da Universidade Federal de Sergipe como requisito parcial à obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas.
Aprovada em: ___/____/_____
Orientador (a): ___________________________________________
1º Examinador (a): ________________________________________
2º Examinador (a): ________________________________________
iv
“Quem não sabe o que busca,
não identifica o que acha”
Immanuel Kant
v
AGRADECIMENTOS
A Deus por estar sempre presente em minha vida e tornar
tudo possível.
Aos meus pais, Maria de Lourdes e Orlando, pelo amor
incondicional, ao meu irmão, Matheus, pelo apoio, carinho e por me
auxiliar sempre que precisei.
Ao meu namorado Tarcísio, por sempre estar presente, me
dando força para continuar, acreditando no meu potencial e por
diversas vezes entender minha ausência. Muito obrigada, amo vocÊ!
A minha querida orientadora, Dra. Rogéria de Souza Nunes,
que desde a graduação me concedeu a oportunidade de iniciar minha
caminhada científica. Muito obrigada pela confiança, dedicação,
amizade, compreensão, constância, valiosas sugestões e conselhos, bem
como pela oportunidade de crescimento e amadurecimento pessoal e
profissional. Com certeza você foi a pessoa mais importante para esta
conquista.
A Dill, Raquelzinha e Tai pela enorme ajuda nos trabalhos
experimentais, pelas sugestões valiosas de cada uma de vocês, assim
como pela amizade, carinho e companheirismo nas horas em que eu
mais precisei. Amo vocês!
A todos do laboratório de farmacotécnica da UFS, em
especial a Gaby, Joyce, Drika, Lícia, Rosangela, Vivi, Sarah, Adélia,
Alyne, Isabella, Micheline, Maiana, Layane e Dani. A vocês quero
agradecer pela colaboração, carinho, amizade, torcida e é claro, pela
companhia de vocês no laboratório durante todos esses anos. Obrigada
por tudo.
vi
Aos meus avôs e avós, que sempre rezaram a Deus para que
me iluminasse nessa caminhada.
Aos meus tios, primos e familiares que sempre estiveram por
perto e torcendo por mim.
Às grandes amizades que me acompanham em tudo, Gaby e
Adriano, sempre me apoiando e aconselhando, mesmo com a distância.
Amo vocês!!
Aos professores, Victor, Zaine, Adriano, Iara, Sócrates pelas
sugestões, colaborações e/ou disponibilidade de materiais,
equipamentos e laboratórios para a realização de alguns
experimentos.
A oportunidade de participar do I SAXS Workbench,
realizado no LNLS Campinas-SP. Em especial a Dra.Vesna Stanic por
todo aprendizado, bem como as colegas de curso, especialmente, Geise,
Isabel, Zildiany, Heloísa, Jéssica, Camila, Renata e Mariana.
A oportunidade de participar da 2° Escola de Verão de
colóides e superfícies, realizada na USP. Em especial a Profa. Dra.
Denise Petri, e Prof. Dr. Frank Quina, bem como a todos os monitores
que fizeram acontecer essa semana maravilhosa de conhecimentos
valiosos e a todos os colegas de curso, especialmente, Heloísa, Camila,
Amanda e Clarissa, pelas experiências e conhecimentos trocados
durante todo o curso.
A Capes, FAPERN pelo apoio financeiro.
A Raros Naturals por ceder a manteiga de Ouratea sp. para
o presente trabalho.
Enfim, a todos que de alguma forma, direta ou indiretamente,
contribuíram para a realização deste trabalho.
Muito Obrigada!
vii
RESUMO
Carreadores Lipídicos nanoestruturados (CLNs) têm sido desenvolvidos visando uma melhor hidratação cutânea. Devido ao seu reduzido tamanho de partícula, há formação de um filme sobre a pele o qual diminui a perda de água transepidermal, aumentando a hidratação. Neste contexto o objetivo deste trabalho foi desenvolver uma formulação contendo CLNs à base de manteiga de Ouratea sp. (Ochnaceae) como uma estratégia para o aumento do efeito oclusivo e da hidratação cutânea. Primeiramente foi realizada a caracterização das matérias-primas como, ácido esteárico (AE), Manteiga Ouratea sp.(MO), Phospholipon 90G® e suas misturas físicas utilizando Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Termogravimetria (TG) e Difração de raios-X (DRX). Os CLNs foram preparados pelo método de difusão do solvente e avaliados por diâmetro médio de partícula, índice de polidispersão, potencial zeta, pH e condutividade. Os CLNs ainda foram caracterizados por DSC e DRX, Microscopia eletrônica de Transmissão (MET). Por fim, os CLNs foram incorporados no creme base e foram avaliados quanto ao comportamento reológico, efeito oclusivo e potencial hidratação cutânea in vitro. Através da caracterização das matérias-primas foi possível observar que a MF1 (AE + MO) 1:1 mostrou um pequeno deslocamento do ponto de fusão correspondente ao AE (57 a 50°C) e apresentou uma porção amorfa em ~ 20° nas análises de DRX. Essas observações podem ser atribuídas à diminuição da cristalinidade quando comparado com o lipídeo sólido puro, altamente ordenado. Com a adição do Phospholipon 90G® (MF2), o ponto de fusão foi deslocado para uma temperatura menor (57 a 34°C), e apresentou uma pronunciada porção amorfa em ~ 20° no DRX. Partindo do pressuposto que os CLNs devem se manter sólidos a temperatura ambiente e corpórea, é sugerida a utilização de uma menor proporção de Phospholipon® 90G nas formulações de CLNs. A partir da determinação da CMC do tensoativo SDS (8,02 mmol L-1) foi possível sugerir uma faixa de concentração de SDS nas preparações de CLNs. A formulação com a maior concentração de SDS (24 mmol L-
1) demonstrou o menor diâmetro de partícula (~ 240 nm), entretanto, não houve diferenças no potencial zeta em relação a formulação em que foi utilizado 10 mmol L-1 of SDS (~ -50 mV). CLNs apresentaram uma diminuição nos valores de entalpia (ΔHCLN8 = 22,2; ΔHCLN10 = 23,2; ΔHCLN24 = 7,2 J/g) e também um aumento da largura do pico quando comparados com o AE puro (ΔHSA = 164,1). Além disso, as análises de DRX demonstraram que os CLNs apresentaram picos principais similares àqueles encontrados no AE (23,93°; 25,09°; 27,98°), porém com uma menor intensidade. Os resultados de MET confirmaram os dados de diâmetro médio de partícula dos CLNs (200 a 300 nm). Após a incorporação do CLN10 no creme base, foi possível observar um aumento no efeito oclusivo e na hidratação cutânea. Dessa forma os CLNs contendo manteiga de Ouratea sp. podem ser uma alternativa nanotecnológica atrativa para o aumento da hidratação cutânea.
Palavras-chave: carreadores lipídicos nanoestruturados; manteiga Ouratea sp.; efeito oclusivo, hidratação cutânea.
viii
ABSTRACT
Nanostructured lipid carriers (NLCs) have been developed in order to improve cutaneous hydration. Due to its ultrafine particle size it is possible a film formation on the skin which decreases transepidermal water loss, improving occlusive effect and hydration. In this context, the aim of this work was to develop a formulation containing NLCs based in Ouratea sp. butter (Ochnaceae) as a strategy to increase cutaneous hydration. Firstly, it was performed a characterization of the components such as, stearic acid (SA), Ouratea sp. butter (OB), Phospholipon 90G®, and its physical mixtures by Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetry (TG) and X ray Diffraction (XRD). The NLCs were prepared using the diffusion solvent method and evaluated for particle size, polidispersity index, zeta potential, pH and conductivity. Moreover, NLCs were characterized by DSC, XRD and Transmission electron microscopy (TEM). Finally, the NLCs were incorporated into a cream base and were evaluated for rheological behavior, occlusive effect and potential cutaneous hydration in vitro. From the raw materials characterization was possible to observe in which the PM1 (SA + OB) 1:1 showed a slightly shift of the melting point corresponding to SA (57 to 50°C) and presented an amorphous portion at ~ 20° in the XRD analysis. These observations could be attributed to a decrease of crystallinity when compared with solid lipid pure, highly ordered. With the addition of Phospholipon® 90G (PM2), the melting point was highly shifted to lower temperature (57 to 34°C), and presented a pronounced amorphous at ~ 20° in XRD. Since the NLCs need to remain solid at room and body temperature, it is suggested that using a lower proportion of the Phospholipon® 90G in NLCs formulations. From the CMC determination of SDS surfactant (8,02 mmol L-1) was possible to suggest a range concentration of the SDS in the NLCs preparations. The formulation with the highest SDS concentration (24 mmol L-1) demonstrated the lowest size particle (~ 240 nm), however there were no difference in the zeta potential over formulation that using 10 mmol L-1 of SDS (~ -50 mV). The NLCs presented a decrease in the enthalpy (ΔHNLC8 = 22.2, ΔHNLC10 = 23.2, ΔHNLC24 = 7.2 J/g) and also an increase in the width peak when compared with solid lipid SA pure (ΔHSA = 164.1). In addition, the XRD analysis demonstrated that NLCs presented main peaks both formulations are similar to those found in the SA (23.93°, 25.09°, 27.98°), but with a lower intensity. These observations suggest a lipid matrix less ordered which result in NLC formation. TEM results confirmed previous data related to NLCs particle size (200 to 300 nm). After the incorporation of the NLC10 into a cream base, it was possible to observe an increase in the occlusive effect and potential cutaneous hydration. Therefore, NLCs containing Ouratea sp. butter can be an attractive nanotechnology way to increase cutaneous hydration.
Keywords: Nanostructured lipid carriers; Ouratea sp. butter; occlusive effect; cutaneous hydration.
ix
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Representação gráfica da estrutura da pele. ............................................ 19
Figura 2: Representação gráfica do teor de água (%) aproximado nas camadas da
pele. .......................................................................................................................... 21
Figura 3: Representação gráfica da espécie Ouratea sp. ........................................ 29
Figura 4: Representação gráfica da manteiga extraída das sementes da
espécie Ouratea sp. .................................................................................................. 30
Figura 5: Representação gráfica do funcionamento de um homogeneizador à alta
pressão. .................................................................................................................... 36
Figura 6: O efeito oclusivo de CLNs depende de vários fatores, tais como
quantidade de lipídeo utilizada, tamanho de partícula, entre outros. ........................ 43
Figura 7: Curva de DSC do ácido esteárico (AE) e ácido esteárico recristalizado (AE
rec.) analisadas em atmosfera de N2 (50 mL min-1), com razão de aquecimento 10°C
min-1 na faixa de temperatura de 25 a 200 °C. .......................................................... 55
Figura 8: Curva de DSC do ácido esteárico (AE); Manteiga Ouratea sp.(MO);
Mistura física de ácido esteárico e Manteiga Ouratea sp. (MF1); Mistura física de
ácido esteárico, Manteiga Ouratea sp. e Phospholipon® 90G (MF2); analisadas em
atmosfera de N2 (50 mL min-1), com razão de aquecimento 10°C min-1 na faixa de
temperatura de 25 a 200 °C. ..................................................................................... 56
Figura 9: Curva de TG/DTG do ácido esteárico (AE) e ácido esteárico recristalizado
(AE rec.) analisadas em atmosfera de N2 (100 mL.min-1), com razão de aquecimento
10°C.min-1 na faixa de temperatura de 25 a 800 °C. ................................................. 57
Figura 10: Curva de TG/DTG do ácido esteárico (AE); Manteiga Ouratea sp.(MO);
Mistura física de ácido esteárico e Manteiga Ouratea sp. (MF1); Mistura física de
ácido esteárico, Manteiga Ouratea sp. e Phospholipon® 90G (MF2); analisadas em
atmosfera de N2 (100 mL min-1), com taxa de aquecimento 10°C min-1 na faixa de
temperatura de 25 a 800 °C. ..................................................................................... 58
Figura 11: Difratograma de raios-X do ácido esteárico (AE) e ácido esteárico
recristalizado (AE rec.) na faixa de 10 a 80°. ............................................................ 59
Figura 12: Difratograma de raios-X do ácido esteárico (AE); Manteiga Ouratea
sp.(MO); Mistura física de ácido esteárico e Manteiga Ouratea sp. (MF1);
Misturafísica de ácido esteárico, Manteiga Ouratea sp. e Phospholipon® 90G (MF2);
na faixa de 10 a 80°. ................................................................................................. 60
x
Figura 13: Variação da condutividade elétrica em função da concentração de SDS
adicionado em água a 25°C. ..................................................................................... 61
Figura 14: Variação do diâmetro médio de partícula e IPD (índice de polidispersão)
em função do tempo de sonicação nas preparações das formulações CLN8, CLN10
e CLN24. ................................................................................................................... 62
Figura 15: Variação do potencial zeta em função do tempo de sonicação nas
preparações das formulações CLN8, CLN10 e CLN24. ............................................ 63
Figura 16: Variação do pH e da condutividade em função do tempo de sonicação
nas preparações das formulações CLN8, CLN10 e CLN24. ..................................... 64
Figura 17: Variação do diâmetro médio de partícula e IPD (índice de polidispersão)
em função da concentração de SDS utilizado nas preparações das formulações
CLN8, CLN10 e CLN24. ............................................................................................ 65
Figura 18: Variação do potencial zeta em função da concentração de SDS utilizado
nas preparações das formulações CLN8, CLN10 e CLN24. ..................................... 66
Figura 19: Variação do pH e da condutividade em função da concentração de SDS
utilizado nas preparações das formulações CLN8, CLN10 e CLN24. ....................... 66
Figura 20: Curva DSC do lipídeo sólido ácido esteárico (AE), CLNs obtidos
utilizando concentração de tensoativo SDS de 8 mmol L-1 (CLN8), 10 mmol L-1
(CLN10) e 24 mmol L-1, analisadas em atmosfera de N2 (50 mL min-1), com razão de
aquecimento 10°C min-1 na faixa de temperatura de 25 a 85 °C. ............................. 68
Figura 21: Difração de raios X (DRX) do lipídeo sólido ácido esteárico (AE), CLNs
obtidos utilizando concentração de tensoativo SDS de 8 mmol L-1 (CLN8), 10 mmol
L-1 (CLN10) e 24 mmol L-1. ........................................................................................ 70
Figura 22: Fotomicrografias obtidos a partir de microscopia eletrônica de
transmissão (x10.000) dos CLNs: CLN8 (a), CLN10(b), CLN24(c). .......................... 70
Figura 23: Módulo de armazenagem (G’) e módulo de perda (G’’) em função da
frequência referente às amostras de creme base e com CLN (25°C). ...................... 71
Figura 24: Viscosidade complexa (η*) em função da frequência referente às
amostras de creme base e com CLN (25°C). ............................................................ 72
Figura 25: Fator de oclusão (%) do CLN10, do creme base e do creme contendo
CLN10 em função do tempo (h) 6, 24 e 48h realizados a 30°C ± 2 mimetizando a
temperatura da pele. ................................................................................................. 73
xi
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Exemplos de lipídeos e tensoativos utilizados no desenvolvimento de
carreadores lipídicos nanoestruturados (CLNs). ....................................................... 25
Tabela 2: Exemplos típicos de tensoativos e sua classificação. ............................... 31
Tabela 3: Composição dos carreadores lipídicos nanoestruturados (CLN): ácido
esteárico (AE), Manteiga Ouratea sp. (MO), Phospholipon® 90G (PH), Dodecil
Sulfato de Sódio (SDS) e os tempos de ultrassom que as formulações foram
submetidas. ............................................................................................................... 49
Tabela 4: Dados de perda de massa (Δm%), intervalo de temperatura (ΔT/°C), e
Tpico DTG obtidos a partir das curvas TG/DTG das amostras AE, MO, MF1 e MF2. . 59
Tabela 5: Dados do DSC de Tonset, Tpico de fusão, entalpia (ΔH) e índice de
cristalinidade (IC%) dos CLNs obtidos utilizando concentração de tensoativo de 8
mmol L-1 (CLN8), 10 mmol L-1 (CLN10) e 24 mmol L-1. ............................................. 69
Tabela 6: Avaliação da hidratação do modelo estrato córneo tratado e não tratado
com CLN10, creme base e creme contendo CLNs através do DSC. ........................ 74
xii
LISTA DE EQUAÇÕES
Equação 1: Fator de oclusão .................................................................................... 52
Equação 2: Índice de cristalinidade (IC%) ................................................................ 68
xiii
LISTA DE ABREVIATURAS
CLNs: Carreadores Lipídicos Nanoestruturados
NLS: Nanopartículas Lipídicas Sólidas
AE: Ácido esteárico
AE rec.: Ácido esteárico após processo de recristalização
MO: Manteiga de Ouratea sp.
SDS: Dodecil sulfato de sódio
CMC: Concentração Micelar Crítica
CLN8: Carreador Lipídico Nanoestruturado obtido utilizando concentração de
tensoativo de 8 mmol L-1
CLN10: Carreador Lipídico Nanoestruturado obtido utilizando concentração de
tensoativo de 10 mmol L-1
CLN24: Carreador Lipídico Nanoestruturado obtido utilizando concentração de
tensoativo de 24 mmol L-1.
MF1: Mistura física de ácido esteárico e Manteiga Ouratea sp.
MF2: Mistura física de ácido esteárico, Manteiga Ouratea sp. e Phospholipon® 90G
DSC: Calorimetria Exploratória Diferencial
DRX: Difração de raios X
TG: Termogravimetria
DTG: Termogravimetria Derivada
HAP: Homogeneização a alta pressão
IPD: Índice de polidispersão
DLS: Espalhamento de luz dinâmico
MET: Microscopia Eletrônica de Transmissão
xiv
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 17
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ............................................................................. 19
2.1 Pele .................................................................................................................. 19
2.2 Nanopartículas Lipídicas: Carreadores Lipídicos Nanoestruturados ................ 23
2.2.1 Principais componentes utilizados na preparação de CLNs ...................... 24
2.2.1.1 Lipídeos ............................................................................................... 26
2.2.1.2 Lipídeos sólidos ................................................................................... 26
2.2.1.3 Lipídeos líquidos .................................................................................. 28
2.2.1.4 Manteiga Ouratea sp. .......................................................................... 29
2.2.1.5 Tensoativos ......................................................................................... 31
2.2.2 Principais Métodos de Preparação de CLNs ............................................. 36
2.2.2.1 Homogeneização à alta pressão (HAP)............................................... 36
2.2.2.2 Método de difusão do solvente ............................................................ 37
2.2.3 Técnicas para caracterização de CLNs ..................................................... 39
2.2.4 Aplicações de CLNs ................................................................................... 41
2.3 Técnicas para avaliação da hidratação in vitro ................................................ 43
3 OBJETIVOS ........................................................................................................... 46
3.1 Objetivo Geral .................................................................................................. 46
3.2 Objetivos Específicos ....................................................................................... 46
4 METODOLOGIA .................................................................................................... 47
4.1 Caracterização das matérias-primas ................................................................ 47
4.1.1 Estudo de interação entre os componentes da mistura lipídica ................. 47
4.1.1.1 Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) ........................................ 47
4.1.1.2 Termogravimetria (TG) ........................................................................ 48
4.1.1.3 Difração de raios X (DRX) ................................................................... 48
4.1.2 Determinação da CMC do SDS através de medidas de condutividade
elétrica ................................................................................................................ 48
4.2 Preparação dos CLNs pelo método de difusão do solvente ............................ 48
4.3 Caracterização das dispersões de CLNs ......................................................... 50
4.3.1 Diâmetro médio de partícula, índice de polidispersão e potencial zeta ..... 50
4.3.2 pH e condutividade .................................................................................... 50
4.3.3 Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) ........................................... 50
4.3.4 Difração de raios - X (DRX) .................................................................... 50
4.3.5 Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) ......................................... 51
4.4 Preparação e incorporação do CLN em creme base ....................................... 51
4.4.1 Comportamento reológico .......................................................................... 51
4.4.2 Efeito oclusivo ............................................................................................ 52
xv
4.4.3 Estudo de interação com modelo de estrato córneo e avaliação da
hidratação ........................................................................................................... 53
4.5 Análise Estatística ............................................................................................ 53
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................. 54
5.1 Caracterização das matérias-primas ................................................................ 54
5.1.1 Estudo de interação entre os componentes da mistura lipídica ................. 54
5.1.1.1 Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) ........................................ 54
5.1.1.2 Termogravimetria (TG) ........................................................................ 56
5.1.1.3 Difração de raios-X .............................................................................. 59
5.1.2 Determinação da CMC do SDS através de medidas de condutividade
elétrica ................................................................................................................ 61
5.2 Caracterização dos CLNs ................................................................................ 62
5.2.1 Influência do método de obtenção nos parâmetros de diâmetro médio de
partícula, potencial zeta e propriedades físico-químicas .................................... 62
5.2.2 Influência da concentração do tensoativo SDS nos parâmetros de diâmetro
médio de partícula, potencial zeta e propriedades físico-químicas ..................... 64
5.2.3 Calorimetria exploratória diferencial (DSC) ................................................ 67
5.2.4 Difração de raios X (DRX) ......................................................................... 69
5.2.5 Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) ......................................... 70
5.3 Caracterização do creme base e creme contendo CLN ................................... 70
5.3.1 Comportamento reológico .......................................................................... 71
5.3.2 Efeito oclusivo ............................................................................................ 72
5.3.3 Estudo de interação com modelo de estrato córneo e avaliação da
hidratação ........................................................................................................... 73
6 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 75
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 76
APÊNDICE A – RESUMO ACEITO E CONVIDADO PARA APRESENTAÇÃO ORAL NO IX CONGRESSO BRASILEIRO DE ANÁLISE TÉRMICA E CALORIMETRIA (SERRA NEGRA-2014) ................................................................ 86
xvi
17
1 INTRODUÇÃO
A indústria cosmética tem evidenciado uma clara tendência, a partir da
década de 1990, em desenvolver produtos mais eficazes. A eficácia de qualquer
produto contendo um ingrediente funcional é determinada por dois fatores: a
atividade intrínseca da molécula ativa, assim como a ativação ou liberação desta
molécula no seu sítio de ação (ROSSAN, 2011; WIECHERS, 2008).
O desenvolvimento de formulações contendo partículas ou carreadores
lípidicos de dimensões nanométricas possibilita que esta funcionalidade seja
atingida, estando cada vez mais presente nos produtos cosméticos. Dessa forma,
um nanocosmético pode ser definido como uma formulação que veicula ativos ou
outros ingredientes nanoestruturados e que apresenta propriedades superiores
quanto a sua performance em comparação com produtos convencionais
(FRONZA et al., 2007).
Na última década, as nanopartículas lipídicas começaram a ser utilizadas
em formulações tópicas, não apenas para produtos farmacêuticos, mas também
para produtos cosméticos. Além das vantagens das nanopartículas lipídicas como
sistemas carreadores, outro atrativo é que o “time-to-market”, ou seja o tempo de
desenvolvimento do produto até chegar ao mercado é muito curto para produtos
com finalidade cosmética (PARTIDAR et al., 2010)
Na segunda geração de nanopartículas lipídicas surgiram os denominados
carreadores lipídicos nanoestruturados (CLNs) que consistem de partículas
obtidas através de uma mistura de lipídeo sólido e lipídeo líquido ou semissólido,
permanecendo sólidos à temperatura ambiente e corporal (MÜLLER et al., 2007).
O interesse pelo uso de CLNs inclui a proteção contra a degradação
química de substâncias lábeis, controle da liberação de substâncias, aumento da
estabilidade de fármacos, baixa toxicidade, fácil esterilização e transposição em
larga escala, biocompatibilidade, além da formação de filmes sobre a pele
demonstrando propriedades oclusivas e hidratantes (GUTERRES; ALVES;
POHLMANN, 2007; MÜLLER; MÄDER; GOHLA 2000; MEHNERT; MÄDER, 2012;
PARTIDAR et al., 2010).
Os principais componentes utilizados no desenvolvimento de CLNs são
lipídeos como triglicerídeos, misturas glicerídicas e ceras, além dos tensoativos
18
utilizados para a estabilização da dispersão (TAMJIDI et al., 2013). Também
pertencente à classe de lipídeos, as manteigas (gorduras) usualmente
apresentam uma ação hidratante/emoliente, conferindo um efeito de suavidade à
pele (DALLARMI et al., 2012; LEAL et al., 2013).
A busca por matérias-primas inéditas de origem natural pela indústria
farmacêutica e cosmética vem se intensificando ao longo das décadas (DUBER-
SMITH et al., 2012). Recentemente observou-se no interior do Rio Grande do
Norte, a utilização por populares das sementes de uma árvore da espécie
Ouratea sp., que após um processamento rudimentar de extração obtinha-se uma
manteiga, utilizada para alimentação. Essa é composta predominantemente por
gorduras insaturadas e saturadas, e entre essas gorduras encontram-se os ácidos
graxos essenciais de maior porcentagem, como por exemplo, o ácido oleico,
palmítico e o ácido linoleico. Dentre suas funções os ácidos graxos essenciais,
podem atuar como potencial emoliente, o qual melhora a função barreira do
estrato córneo, impedindo a perda transepidermal de água, aumentando a
hidratação (FERNANDES, 2008; SUZART et al., 2007; BOOCK, 2007).
Demonstrando que a manteiga Ouratea sp. pode ser uma matéria-prima lipídica
em potencial no desenvolvimento de nanocosméticos.
De um modo geral, a redução da perda de água transepidermal ocorre em
consequência de uma oclusão eficiente da pele. Em 2013, Loo e colaboradores
avaliaram o efeito dos CLNs na hidratação da pele e oclusão in vivo. Após 7 dias
de tratamento, obtiveram um aumento na hidratação da pele em torno de 40-50%.
Contudo, a dispersão de CLNs apresenta baixa viscosidade, sendo este
um inconveniente para o seu uso na pele. Por isso, geralmente os CLNs são
incorporados em géis ou cremes para facilitar sua aplicação sobre a pele
(KHURANA; JAIN; BEDI, 2013).
Dessa forma, esse trabalho consiste no desenvolvimento de uma
formulação cosmética hidratante contendo CLNs que foram preparados pelo
método de difusão do solvente; utilizando como lipídeos sólido o ácido esteárico,
e como lipídeo semissólido a manteiga Ouratea sp..
19
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1 Pele
A pele é o maior órgão do corpo humano, com aproximadamente 2 m² de
superfície (Figura 1). Ela desempenha importantes funções de barreira entre o
ambiente exterior e interior do corpo, proteção contra agressões externas,
proteção contra a radiação ultravioleta, manutenção da temperatura corporal,
além de função sensorial, imunológica, entre outras (DRÉNO, 2009).
Morfologicamente, a pele é constituída por uma camada superficial, a
epiderme, que adere estreitamente à camada mais profunda, a derme (VENUS et
al., 2010; POWELL, 2006).
Figura 1: Representação gráfica da estrutura da pele. Fonte: Brighter looks (http://www.brighterlooks.com/how-it-works/).
A derme, a camada mais profunda da pele, é elástica, resistente e protege
o corpo contra danos mecânicos. É constituída por duas camadas de limites
pouco distintos: a papilar, mais externa, e a reticular, mais profunda (VENUS et
al., 2010). A camada papilar é delgada, constituída por tecido conjuntivo frouxo
que forma as papilas dérmicas. Já a camada reticular é mais espessa, constituída
por tecido conjuntivo denso. Ambas as camadas contêm muitas fibras do sistema
elástico, responsáveis, em parte, pela elasticidade da pele. Além dos vasos
sanguíneos e linfáticos, e das terminações nervosas, também são encontradas na
20
derme as seguintes estruturas, derivadas da epiderme: folículos pilosos,
glândulas sebáceas e glândulas sudoríparas (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2004).
A camada mais superficial da pele, a epiderme, pode ser dividida em cinco
estratos: estrato basal, estrato espinhoso, estrato granuloso, estrato lúcido e
estrato córneo.
O estrato basal é rico em células tronco (stem cells) da epiderme e por isso
é também chamada de germinativo. Apresenta intensa atividade mitótica, sendo
responsável, junto com a camada seguinte (estrato espinhoso), pela constante
renovação da epiderme. Calcula-se que a epiderme humana se renova a cada 15
a 30 dias, dependendo principalmente do local do corpo e da idade da pessoa. As
células da camada basal contêm filamentos intermediários de queratina, que vão
se tornando numerosos à medida que a célula avança para a superfície
(JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2004).
O estrato espinhoso é constituído por células poliédricas, ligeiramente
achatadas, de núcleo central, citoplasma com curtas expansões que contêm
feixes de filamentos de queratina (tonofilamentos). Essas expansões
citoplasmáticas se aproximam e se mantêm unidas com as células vizinhas
através de desmossomos, o que confere a célula um aspecto espinhoso. Os
filamentos de queratina e os desmossomos têm importante papel na manutenção
da coesão entre as células da epiderme e na resistência do atrito
(VENUS et al., 2010).
O estrato granuloso é formado por queratinócitos que contêm grânulos
querato-hialina (VENUS et al., 2010). Esses grânulos se fundem com a
membrana plasmática e expulsam seu conteúdo para o espaço intercelular da
camada granulosa, onde o material lipídico se deposita contribuindo para formar
uma barreira contra a penetração de substâncias e tornar a pele impermeável à
água, impedindo a desidratação do organismo (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2004).
O estrato lúcido é mais evidente na pele espessa e é constituído por uma
delgada camada de células achatadas, cujos núcleos e organelas citoplasmáticas
foram digeridos por enzimas dos lisossomos (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2004).
O estrato córneo é a camada mais externa da pele. É composta de células
achatadas, denominadas corneócitos, que migraram do estrato granuloso e
perderam seus núcleos e organelas citoplasmáticas. Dentre suas principais
21
funções, o estrato córneo atua como uma barreira efetiva para a maioria dos
microorganismos, produtos químicos e fluidos, embora seja permeável a algumas
substâncias (tratamentos tópicos). Além disso, essa camada da pele protege o
organismo contra a perda excessiva de fluidos (VENUS et al., 2010; POWELL,
2006). Na camada córnea são encontrados os fatores naturais de hidratação
(NMF - Natural Moisturizing Factor), que são formados por aminoácidos (ou seus
derivados), ácido lático, ureia, citrato e açúcares, e atuam como eficientes
umectantes, absorvendo a umidade presente na atmosfera e dissolvendo a
própria água de hidratação, produzida na pele (RAWLINGS; HARDING, 2004).
A água é um dos principais constituintes endógenos, conferindo
plasticidade e elasticidade às camadas superiores da pele. Sabe-se que o
conteúdo de água da pele é elevado na epiderme viável (mais que 70%) e cai
bruscamente na junção entre o estrato córneo e estrato granuloso (15-30%)
(Figura 2). Essa área, também denominada junção córneo-epidermal, é
fundamental no isolamento do estrato córneo do resto do organismo, ajudando a
conservar a água na epiderme viável. Portanto a hidratação da pele é essencial
para sua aparência, proteção, suavidade, e reforço de suas propriedades de
barreira contra fatores ambientais exógenos (BONTÉ, 2011).
Figura 2: Representação gráfica do teor de água (%) aproximado nas camadas da pele.
Fonte: BONTÉ, 2011 Adaptado.
Por muito tempo a hidratação da pele foi relacionada apenas à presença de
agentes higroscópicos naturais localizados dentro dos corneócitos: o fator natural
22
de hidratação (NMF - Natural Moisturizing Factor). O NMF é uma mistura de
moléculas higroscópicas que, pela ligação com moléculas de água, ajuda na
hidratação no interior dos corneócitos, mantendo o estrato córneo hidratado e
aumentando sua plasticidade (BONTÉ, 2011). Ele constitui em torno de 20 a 30%
do peso seco do estrato córneo, e é encontrado tanto no meio intracelular como
no extracelular. Seus principais constituintes são aminoácidos básicos e seus
derivados, como ácidos carboxílicos (PCAs), lactatos, carboidratos e ureia, que
compreendem até 50% do seu peso total (BAREL; PAYE; MAIBACH, 2009;
RAWLINGS; HARDING, 2004).
Também contribui para função barreira e de hidratação da pele as junções
oclusivas presentes no estrato granuloso da epiderme. Outra recente descoberta
é a existência de proteínas transportadoras de água na epiderme viável, as
aquaporinas (AQP-3), as quais são reforçadas pela presença das junções
oclusivas. Estas formam um circuito entre a base da epiderme e o estrato córneo
a fim de manter o teor de água constante (BONTÉ, 2011). Então, a função básica
dos NMFs, das junções oclusivas e das aquaporinas, é elevar o conteúdo de água
da epiderme e retardar sua perda para o ambiente (VIEIRA, 2008).
A maioria dos produtos cosméticos que visam o aumento da hidratação da
pele atuam principalmente aumentando o conteúdo de água do estrato córneo.
Para isso empregam-se substâncias umectantes, emolientes e oclusivas na
formulação cosmética. As substâncias umectantes são materiais com alta
capacidade de absorção de água do meio ambiente e da camada da epiderme
subjacente. Entretanto, em condições de baixa umidade no ambiente, os
umectantes podem retirar a água da epiderme profunda e da derme, resultando
no ressecamento da pele. Por esse motivo, os umectantes geralmente são
empregados em combinação com substâncias oclusivas. (VIEIRA, 2008;
BAUMANN, 2009). As substâncias oclusivas, por sua vez, são usualmente
substâncias oleosas e atuam revestindo o estrato córneo, reduzindo a perda de
água transepidermal (TEWL). Já as substâncias emolientes conferem maciez e
suavidade à pele, pois preenchem os espaços entre os corneócitos descamados
resultando em uma superfície lisa. (BAREL; PAYE, MAIBACH, 2009; BAUMANN,
2009).
23
Dentre as substâncias umectantes, as mais utilizadas são o glicerol, o
sorbitol, o hialuronato sódico, a ureia, o propilenoglicol, os alfa-hidroxiácidos, os
lactatos, os aminoácidos, e os polissacarídeos. Como emolientes, são
comumente utilizados em formulações cosméticas, a lanolina e estearatos. Os
agentes oclusivos por sua vez, são a melhor opção para tratar a pele seca, pois
atuam tanto como emolientes, assim como diminuem a TEWL. Dentre eles, se
destacam o óleo mineral e a vaselina, a parafina, esqualeno, óleo de soja, óleo de
semente de uva, lanolina, ceras (cera de abelha e cera de carnaúba) e manteigas
(manteiga de karité) (VIEIRA, 2008; BAUMANN, 2009).
2.2 Nanopartículas Lipídicas: Carreadores Lipídicos Nanoestruturados
Comparado a outros sistemas como lipossomas e emulsões, partículas
sólidas apresentam algumas vantagens, como por exemplo, a proteção de ativos
incorporados contra a degradação e maior flexibilidade na liberação destes ativos.
As vantagens de formulações de lipossomas e emulsões são que elas são
formadas por excipientes bem tolerados e que podem ser facilmente produzidos
em larga escala a depender do processamento, sendo estes pré-requisitos para
que o produto seja introduzido no mercado. No início dos anos 1990, as
vantagens de partículas sólidas, emulsões e lipossomas foram combinadas
através do desenvolvimento de “nanopartículas lipídicas sólidas” (NLS). As NLS
foram preparadas pela simples troca do lipídeo líquido (óleo), das emulsões, pelo
lipídeo sólido.
A maioria dos trabalhos publicados na década de 90 relacionados a NLS
eram focados exclusivamente em aplicações farmacêuticas, principalmente em
rotas de administração oral e parenteral. Entretanto na última década, as NLS
começaram a ser utilizadas em formulações tópicas, não apenas para produtos
farmacêuticos, mas também para produtos cosméticos. Além das vantagens das
NLS como sistemas carreadores, outro atrativo é que o tempo para chegar ao
mercado é muito curto para esses produtos (PARTIDAR et al., 2010).
Na segunda geração de nanopartículas lipídicas, denominadas
carreadores lipídicos nanoestruturados (CLN), as partículas são obtidas através
24
de uma mistura de lipídeo sólido e lipídeo líquido ou semissólido, sendo estes
sólidos a temperatura ambiente e corporal (MÜLLER et al., 2007).
A finalidade dos CLNs é a obtenção de partículas nas quais o óleo ou
gordura (lipídeo líquido ou lipídeo semissólido) é incorporado no lipídeo sólido.
Isso aumenta a capacidade de incorporação do ativo, pois este possui uma maior
afinidade pelo óleo do que pelo lipídeo sólido (TAMJIDI et al., 2013). A mistura de
lipídeos nos CLNs retarda a transição polimórfica e diminui o índice de
cristalinidade. Isso se deve principalmente à uma menor organização dos cristais,
aumentando a estabilidade do sistema (MARCATO, 2009; MÜLLER et al., 2007;
MÜLLER et al., 2000).
As principais vantagens desses sistemas do tipo CLNs incluem a proteção
contra a degradação química de substâncias lábeis, o controle da liberação de
substâncias devido ao estado sólido da matriz lipídica, o aumento da estabilidade
de fármacos, a ausência de toxicidade, fácil esterilização e transposição para
larga escala, biocompatibilidade, e a formação de filmes sobre a pele
demonstrando propriedades oclusivas (GUTERRES; ALVES; POHLMANN, 2007;
MÜLLER; MÄDER; GOHLA, 2000; MEHNERT; MÄDER, 2012; PARTIDAR et al.,
2010).
Além disso, os CLNs facilitam o contato de substâncias ativas com o
estrato córneo, devido ao seu reduzido tamanho de partícula, e,
consequentemente à elevada área de superfície, contribuindo para uma alta
permeação de substâncias carreadas através da pele viável (GUTERRES;
ALVES; POHLMANN, 2007).
Os CLNs apresentam algumas desvantagens, tais como, presença
simultânea de estruturas coloidais alternativas (micelas, lipossomas e nano
cristais de droga), e transições polimórficas. Estas podem ser prevenidas ou
evitadas, através da escolha adequada e concentração dos componentes
(lipídeos e tensoativos) utilizados (GUTERRES; ALVES; POHLMANN, 2007;
MEHNERT; MÄDER, 2012; PARTIDAR et al., 2010).
2.2.1 Principais componentes utilizados na preparação de CLNs
Os exemplos de principais componentes utilizados na preparação de CLNs
estão sumarizados na Tabela 1.
25
Tabela 1: Exemplos de lipídeos e tensoativos utilizados no desenvolvimento de carreadores lipídicos nanoestruturados (CLNs).
Componentes Exemplos Referências
Lipídeo sólido Ácido esteárico
HU et al. 2005; GUO et al.,
2012
Triestearina SALIMEN et al., 2014
Monoestearato de
glicerila HU et al. 2006
Precirol ATO 5 PUGLIA et al., 2012
Compritol 888 ATO CIRRI et al., 2012; BOSE;
MICHNIAK, 2013
Palmitato de cetila WISSING; MÜLLER, 2003
Cera de abelha TAN et al., 2010
Cera de carnaúba VILLALOBOS-HERNANDEZ; MÜLLER-GOYMANN, 2005;
MITRI et al., 2011
Lipídeo Semissólido
ou líquido Ácido oleico
BOSE; MICHNIAK, 2013;
HU et al., 2005
Miglyol 812
CIRRI et al., 2012; PUGLIA et
al., 2012
Manteiga de karité
(Shea butter)
RAFFIN et al., 2012;
WISSING; MÜLLER, 2003
Manteiga de cacau
(Cocoa butter)
TAN et al., 2010
Tensoativos Dodecil Sulfato de sódio
(SDS)
HU et al., 2005;; TAN et al.,
2010; LEONARDI et al., 2014
Colato de sódio TAN et al., 2010
Polissorbato 80 LEONARDI et al., 2014
Álcool Polivinílico (PVA) VITORINO et al., 2014
Poloxamer 188 TSAI et al., 2012
Lecitinas
GUO et al., 2012; LI;GE, 2012
LOO et al., 2013;
TSAI et al., 2012
26
No desenvolvimento de CLNs geralmente são utilizados lipídeos sólidos,
semissólidos ou líquidos, tensoativos e água. Dentre os lipídeos empregados,
incluem: triglicerídeos (ex. triestearina), ácidos graxos (ex. ácido esteárico) e
ceras (ex. palmitato de cetila). Uma vantagem da utilização de lipídeos como
matriz dos CLNs, é que eles são biocompatíveis, diminuindo assim os riscos de
toxicidade quando aplicados no organismo.
Para estabilizar a dispersão lipídica os tensoativos ou uma combinação
entre eles são utilizados para prevenir de forma eficiente a aglomeração entre as
partículas. A escolha do tensoativo depende da rota de administração e é mais
limitada para administração parenteral (MEHNERT; MÄDER, 2012).
2.2.1.1 Lipídeos
A seleção de uma mistura lipídica é uma etapa crucial para a produção de
CLNs com características físico-químicas adequadas para sua aplicação. Têm
sido reportado que a mistura lipídica tem um significante impacto na estabilidade
química de substâncias bioativas (MITRI et al., 2011; MÜLLER et al., 2002).
Na seleção dos lipídeos utilizados para o desenvolvimento de CLNs é
necessário considerar a compatibilidade do lipídeo sólido com o líquido, ou seja,
deve ocorrer a miscibilidade entre eles. Kasongo e colaboradores (2011)
utilizaram a Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e um papel hidrofílico para
determinar a miscibilidade entre lipídeos sólido e líquido. Também deve ser
considerada a estabilidade em relação a degradação química (oxidação e lipólise)
da fase lipídica. Além disso, os lipídeos devem ser biodegradáveis, não tóxicos e
capazes de produzir partículas na escala nanométrica (DOKTOROVOVÁ et al.,
2010; MÜLLER; MÄDER; GOHLA, 2000).
2.2.1.2 Lipídeos sólidos
Dentre os lipídeos sólidos mais utilizados na produção de CLNs estão o
ácido esteárico, ácido palmítico, monoestearato de glicerila, palmitoestearato de
glicerila (Precirol ATO 5®), behenato de glicerila (Compritol 888 ATO®), palmitato
de cetila, cera de abelha, cera de carnaúba (Tabela 2). Esses lipídeos são
27
aprovados como GRAS (Generally Recognized as Safe) pelo órgão americano
FDA. Abaixo estão descritos alguns destes principais lipídeos:
Behenato de glicerila consiste principalmente de diacilgliceróis de ácido
behênico e variáveis quantidades de mono- e tri-acilgliceróis. Esse lipídeo é
largamente utilizado em produtos cosméticos, formulações farmacêuticas de uso
oral e em alimentos. A partir do behenato de glicerila é possível obter CLNs com
elevadas eficiências de encapsulação e estabilidade (CASTRO et al., 2007).
Segundo Chawla e Saraf (2011) essa elevada eficiência de encapsulação pode
ser atribuída à presença de muitas imperfeições na matriz cristalina do lipídeo.
Palmitoestearato de glicerila consiste de uma mistura de mono-, di-, e
triacilgliceróis dos ácidos graxos palmítico e esteárico. Esse lipídeo sólido tem
sido estudado para liberação controlada de fármacos (VIVEK; REDDY; MURTHY,
2007).
Monoestearato de glicerila é largamente utilizado em formulações
cosméticas, farmacêuticas e alimentícias. Esse lipídeo é considerado não-tóxico e
não irritante, e também é utilizado como emulsificante estabilizador não-iônico,
emoliente, e plastificante em variados produtos cosméticos, farmacêuticos e
alimentícios (ROWE; SHESKEY; QUINN, 2009).
A farmacopeia americana (USP) descreve ceras de éster cetílico como
misturas de ésteres de álcoois graxos saturados e ácidos graxos saturados (C14-
C18). Dentre as ceras de éster cetílico, o palmitato de cetila não é permitido para
aplicação em alimentos. Entretanto, outras ceras de origem natural, como ceras
de abelha e carnaúba são aprovadas como GRAS e podem ser utilizadas em
formulações de CLNs para uso cosmético, farmacêutico e alimentício (TAMJIDI,
et al., 2013).
O ácido esteárico é um ácido graxo endógeno de longa cadeia e um dos
principais componentes lipídicos de origem animal e vegetal, o qual o torna
biocompatível e com uma menor toxicidade que os demais sintetizados
(FUNDARO et al., 2000). Além disso, apresenta um ponto de fusão (~60°C),
acima da temperatura corporal e é largamente utilizado em formulações
farmacêuticas de uso oral e tópico e em produtos cosméticos e alimentícios
28
(ROWE; SHESKEY; QUINN, 2009). O ácido esteárico é aprovado como GRAS
pelo FDA.
2.2.1.3 Lipídeos líquidos
Os lipídeos líquidos mais utilizados na produção de CLNs são os
Triglicerídeos de Cadeia Média (TCM), ácido oleico e óleos naturais.
Os TCM consistem de uma classe de lipídeos saturados compostos
majoritariamente de ácidos graxos caprílico (50-80%) e cáprico (20-50%) e em
menor quantidade dos ácidos graxos capróico (≤ 2%), láurico (≤ 3%) e mirístico (≤
1%), eles solidificam a ~ 0°C e apresentam baixa viscosidade (28-32 mPa.s a
20°C). Tem sido utilizados em uma variedade de formulações de uso oral,
parenteral, e tópica, além de produtos cosméticos. As vantagens da utilização de
TCM em formulações farmacêuticas incluem: favorecimento a espalhabilidade na
pele, não impedimento da respiração da pele, emoliência, não apresenta filme
visível na superfície da pele, biocompatibilidade, boa estabilidade contra oxidação
e geralmente são considerados materiais não-tóxicos e não-irritantes (listados
como GRAS pelo FDA). Um dos principais exemplos de TCM utilizados na
produção de CLN é o Mygliol 812 (ROWE; SHESKEY; QUINN, 2009).
Outro lipídeo líquido bastante utilizado na produção de CLN é o ácido
oleico (ácido cis-9-octadecenóico), o qual é constituinte de vários lipídeos
naturais. É inodoro e geralmente é obtido pela hidrólise de lipídeos animais e
vegetais (ex. óleo de oliva) seguido pela separação dos ácidos graxos. Possui
baixa viscosidade (~ 26 mPa.s a 25°C) e solidifica a 4°C e é utilizado em
formulações farmacêuticas e cosméticas, além de contribuir na promoção da
saúde. Contudo, o ácido oleico é susceptível a oxidação, e por isso pode gerar
radicais livres que por sua vez podem sensibilizar o composto bioativo
encapsulado no CLN (LOPEZ-HUERTAS, 2010).
Óleos naturais como óleo de milho, de soja, de girassol, além de manteiga
de karité (shea butter) e manteiga de cacau (cocoa butter) também tem sido
utilizados na produção de CLN. Esses lipídeos podem conter antioxidantes em
sua composição, como por exemplo, o tocoferol do óleo de milho (CARVALHO et
al., 2013; VALLS et al., 2003). Além disso, são alternativas com um custo menor
que os TCM e o ácido oleico, além do valor agregado atribuído a produtos
29
naturais. Além disso, os óleos e manteigas naturais usualmente apresentam uma
ação hidratante emoliente, conferindo um efeito de suavidade à pele. Essas
características as tornam potenciais matérias-primas na produção de cosméticos
(POLEZEL, 2006).
A busca por matérias-primas inéditas de origem natural pela indústria
farmacêutica e cosmética vem se intensificando ao longo das décadas.
Recentemente observou-se no interior do Rio Grande do Norte, a utilização por
populares das sementes de uma árvore da espécie Ouratea sp., que após um
processamento rudimentar de extração obtinha-se uma cera, utilizada para
alimentação.
2.2.1.4 Manteiga Ouratea sp.
A Ouratea sp. é uma espécie pertencente à família Ochnaceae que
compreende cerca de 28 gêneros e 400 espécies de ampla distribuição nas
regiões tropicais e subtropicais de todo o mundo (Figura 3). No Brasil, ocorrem
aproximadamente 9 gêneros totalizando 105 espécies (SUZART et al., 2007).
Figura 3: Representação gráfica da espécie Ouratea sp. Fonte: ÓLEO BATÍ (www.come-se.blogspot.com.br/2010/04/oleo-de-bati).
30
O gênero Ouratea ocorre em todo o território nacional, destacando-se no
Rio de Janeiro, Minas Gerais, Paraíba, Rio Grande do Norte, Bahia e
Pernambuco. As espécies de Ouratea espalhadas pelo país recebem
designações específicas como Angelim (Ouratea vaccinoides), Caju Bravo
(Ouratea floribunda e Ouratea salicifolia) e Coração de Bugre (Ouratea parviflora)
(ARAÚJO, 2010).
As espécies de Ouratea são caracterizadas pelas flores geralmente
vistosas, frequentemente de coloração amarela, com desenvolvimento de frutos
entre fevereiro e março. As sementes da Ouratea sp. fornecem a “Manteiga
Ouratea sp.” (Figura 4), óleo adocicado e aromático, utilizado em conservas e
temperos. Nos estudos preliminares relacionados à caracterização química
(dados não publicados) foi identificada em sua composição a existência de ácidos
graxos essenciais como o ácido oleico, palmítico e o ácido linoleico, que dentre
suas muitas funções apresenta atividade anti-inflamatória e pode atuar como
coadjuvante no tratamento de doenças inflamatórias da pele, como psoríase e
eczema atópico, além da sua ação emoliente sobre a pele (FERNANDES, 2008;
SUZART et al., 2007; BOOCK, 2007). O que a torna matéria-prima lipídica em
potencial no desenvolvimento de nanocosméticos.
Figura 4: Representação gráfica da manteiga extraída das sementes da espécie Ouratea sp.
Fonte: ÓLEO BATÍ (www.come-se.blogspot.com.br/2010/04/oleo-de-bati).
31
2.2.1.5 Tensoativos
Tensoativo ou surfactante (“surfactant” contração do termo “surface-active
agent”) consiste em substâncias anfifílicas, ou seja, possuem em sua molécula,
uma parte apolar (hidrofóbica) denomidada “cauda” e uma parte polar (hidrofílica)
denominada “cabeça”. Essa característica anfifílica fornece ao tensoativo a
propriedade de adsorver entre interfaces sólidas, líquidas ou gasosas e diminuir a
energia interfacial (FLORENCE; ATWOOD, 2003; SATO, 2011; DALTIN, 2011).
De modo geral, os tensoativos são classificados pela natureza do
grupamento hidrofílico em aniônicos, catiônicos, não-iônicos e zwiteriônicos. A
Tabela 2 mostra alguns exemplos típicos de tensoativos.
Tabela 2: Exemplos típicos de tensoativos e sua classificação.
Classificação Exemplos
Aniônicos
CH3(CH2)16COO- Na+ Estearato de sódio
CH3(CH2)11SO4- Na +
Dodecilsulfato de sódio
(SDS)
CH3(CH2)11 SO3- Na+
Dodecilbenzeno
sulfonato de sódio
(SDBS)
Catiônicos
NCH3(CH2)15
+
Cloreto de
hexadecilpiridínio
CH3(CH2)15 N+(CH3)3Br-
Brometo de cetiltrimetil
amônio (CTAB)
Não-iônicos CH3(CH2)15(CH2CH2O)20OH
Éter hexadecil (20)-
polioxietilênico (Brij
58®)
Anfotéricos
ou
Zwiteriônicos
C11H23CONH(CH2)3N+CH2CO2
-
Cocoamido
propilbetaína
(CAPB)
32
Atualmente, os tensoativos aniônicos e não-iônicos correspondem aos
grupos de tensoativos mais consumidos, como detergentes, emulsionantes,
dispersantes e umectantes. Os catiônicos, geralmente possuem excelente
atividade germicida e são empregados em composições anti-sépticas e
desinfetantes de uso doméstico, industrial e hospitalar, além de serem
encontrados em formulações de amaciante de roupas e condicionadores de
cabelo. Porém são menos utilizados que os aniônicos e não-iônicos devido a sua
toxicidade e irritabilidade (FLORENCE; ATWOOD, 2003; SWARBRICK, 2007).
Os anfotéricos ou zwiteriônicos, por sua vez, possuem a característica de
baixo poder de irritação à pele e aos olhos e, portanto, apresentam uma
importante aplicação em formulações de xampus para cabelos e sabonetes para
a pele, principalmente em produtos para uso infantil. Uma desvantagem dessa
classe de tensoativos é o alto custo.
Quando os tensoativos são adicionados à água, eles tendem a se
posicionar na interface água-ar, em que teoricamente o grupamento hidrofílico
estará em contato com a água e o grupamento hidrofóbico se posiciona em
direção ao ar, para manter um estado mínimo de energia livre do sistema. À
medida que a concentração de tensoativo no meio for aumentada a interface
água-ar tenderá a saturação por moléculas de tensoativo. Ao atingir uma
concentração em que a interface esteja saturada, as moléculas no centro do
líquido (água), para manter um estado mínimo de energia livre, se auto-associam
formando estruturas coloidais denominadas micelas (DALTIN, 2011; FLORENCE;
ATWOOD, 2003; SATO, 2011). Essa concentração, por sua vez, é denominada
Concentração Micelar Crítica, a qual é detectável pela alteração de propriedades
físico-químicas do meio, tais como, condutividade elétrica, tensão superficial,
pressão osmótica, RMN, turbidez entre outras (MANIASSO, 2001).
Historicamente, a tensão superficial é uma dos parâmetros mais utilizados
para determinação da CMC de tensoativos. Diferentemente da técnica de
condutividade elétrica, que acompanha uma propriedade da solução, a tensão
superficial avalia uma propriedade da superfície, na interface ar-água (MODOLON
et al., 2009; MORAES; REZENDE, 2004).
33
O valor da CMC depende da estrutura do tensoativo (tamanho da cadeia do
hidrocarboneto) e das condições experimentais (força iônica, contra-íons,
temperatura, entre outros). As micelas são termodinamicamente estáveis e
facilmente reprodutíveis, são destruídas pela diluição com água quando a
concentração do tensoativo ficar abaixo da CMC (MANIASSO, 2001).
A CMC é um dos parâmetros mais importantes para determinar a
concentração adequada de tensoativo que será utilizada em formulações
farmacêuticas e cosméticas (TADROS, 2005). No desenvolvimento de CLNs em
especial é requerida uma concentração de tensoativo ou do par de tensoativos
suficiente para diminuir a tensão superficial a um nível mínimo, fornecendo uma
estabilidade coloidal adequada (HEJRI et al., 2013). Entretanto, a concentração
de tensoativo ou do par de tensoativos utilizada na produção de CLNs não deverá
exceder muito além da CMC, a fim de evitar a presença de estruturas coloidais
alternativas (ex. micelas) na dispersão (MEHNERT; MÄDER, 2012). Além disso,
concentrações elevadas de tensoativos são indesejáveis devido a restrições em
produtos alimentícios, farmacêuticos e cosméticos; assim como o alto custo
(SALIMEN et al., 2014).
Os tensoativos ou mistura de tensoativos influenciam diretamente nas
propriedades dos CLNs formados (LEONARDI et al., 2014). Segundo Han e
colaboradores (2008), durante a cristalização de partículas coloidais, como CLNs,
a área superficial aumenta significativamente, então o sistema pode tender a
instabilidade. Sendo assim, para obter CLNs com a estabilidade coloidal
adequada se faz necessário melhorar as propriedades de interface dos CLNs.
Para essa finalidade, vários tensoativos (ou associação entre eles) como: dodecil
sulfato de sódio (SDS), colato de sódio, polissorbato 80, álcool polivinílico (PVA),
Poloxamer 188, Lecitinas, entre outros, têm sido utilizados (Tabela 2).
Os tensoativos eletrostáticos (aniônicos ou catiônicos), como o SDS e o
colato de sódio fornecem um potencial elétrico favorável a estabilidade coloidal
dos CLNs (TAN et al., 2010).
O SDS é um tensoativo aniônico largamente utilizado em formulações
cosméticas e farmacêuticas. Possui um valor de Equilíbrio Hidrófilo-Lipófilo (EHL)
34
de 40 e CMC de aproximadamente 8 mmol L-1. Pode ser encontrado em
formulações em shampoos medicamentosos, em produtos para limpeza de pele,
em produtos dentífricos, entre outros. Além disso, o SDS é listado como GRAS na
base de dados de excipientes inertes do FDA (21 CFR 172.822) para utilizações
não-parenterais (ROWE; SHESKEY; QUINN, 2009).
Outro tensoativo aniônico utilizado na preparação de CLNs é o colato de
sódio. TAN e colaboradores (2010) obtiveram CLNs com uma melhor estabilidade
coloidal para os tensoativos SDS e colato de sódio, que atuam através de
repulsão eletrostática, se comparados aos não-iônicos que fornecem estabilidade
pelo impedimento estérico.
Os tensoativos mais utilizados na literatura na preparação de CLNs são os
da classe dos não-iônicos como por exemplo, o Polissorbato 80 e Poloxamer 188.
Nas formulações de CLNs que utilizam tensoativos não-iônicos as
partículas geralmente são estabilizadas por repulsão estérica, e por isso não são
sensíveis a concentração de eletrólitos e pH, além de apresentarem uma boa
estabilidade de congelamento-descongelamento. Entretanto, pode ocorrer uma
floculação fraca (reversível), além de que são necessárias elevadas
concentrações de tensoativo para recobrir a superfície das partículas quando
comparados aos tensoativos eletrostáticos (QIU et al., 2013).
O Polissorbato 80 ou comercialmente conhecido como Tween 80, é um
éster oleato de sorbitol, solúvel em água, não-iônico com valor de EHL de 15
(ROWE; SHESKEY; QUINN, 2009). Também é considerado como GRAS pelo
FDA (21 CFR 172.840), e pode ser utilizando também em formulações de uso oral
e o valor de ingestão diária é de 0-25 mg/Kg peso corporal/dia. Em geral os
tensoativos não-iônicos apresentam uma menor toxicidade e potencial de irritação
quando comparados com os eletrostáticos (MCCLEMENTS; RAO, 2011).
Outro tensoativo não-iônico utilizado nas formulações de CLNs é o
Poloxamer 188 (Lutrol®F68; Pluronic®F68). Possui um valor de EHL de 8 ~ 29 e é
incluído na base de dados do FDA como excipiente inerte (ROWE; SHESKEY;
QUINN, 2009). Poloxamer 188 é um co-polímero baseado em uma estrutura em
35
bloco de poli(óxido de etileno)-poli(óxido de propileno)-poli(óxido de etileno). De
uma maneira geral poloxamers apresentam baixa toxicidade, são bastante
utilizados na liberação controlada de fármacos, e são usualmente utilizados em
formulações cosméticas, farmacêuticas e produtos naturais (TRUJILLO; WRIGHT,
2010).
Por fim, outra classe de tensoativos que vêm sendo bastante utilizado na
literatura são as lecitinas. Em geral as lecitinas são extraídas de uma variedade
de fontes naturais, incluindo soja, colza e ovo (FAERGEMAND; KROG, 2003). A
lecitina de soja é um dos tensoativos mais utilizados na indústria de alimentos,
principalmente porque pode ser extraída durante o processamento do óleo de
soja (STAUFFER, 1999). Lecitinas naturais consistem de uma mistura complexa
de diferentes fosfolipídeos, tais como, fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina e
fosfatidilinositol. São essencialmente moléculas hidrofóbicas com valor de EHL
intermediário (~ 8) e portanto, não são adequados para estabilizar os CLNs
individualmente, mas são largamente utilizados em combinação com outros
tensoativos (SALIMEN et al., 2014; HAN et al., 2008; FAERGEMAND; KROG,
2003). A estabilização utilizando uma combinação de lecitinas com outros
tensoativos frequentemente fornecem nanodispersões mais homogêneas, ou
seja, com menor tendência a aglomerar (TAN et al., 2010).
Lecitinas são consideradas tensoativos anfotéricos ou zwiteriônicos, e
podem ter carga positiva, neutra, ou negativa dependendo do pH ou da
concentração de eletrólitos. Em especial, a lecitina de soja pode conter elevadas
concentrações de ácidos graxos insaturados, sendo sensível a oxidação.
Lecitinas são listadas como GRAS pelo FDA e apresentam vários graus de
pureza comercialmente disponíveis (TAMJIDI et al., 2013).
36
2.2.2 Principais Métodos de Preparação de CLNs
2.2.2.1 Homogeneização à alta pressão (HAP)
A HAP constitui um método vantajoso para preparar CLNs, uma vez que
não apresenta dificuldades de transposição de escala e permite trabalhar em
condições assépticas. Homogeneizadores à alta pressão atuam impulsionando
um fluido em alta pressão (100-2000 bar) através de um estreito orifício
(≤25-30 µm) (Figura 5). O fluido acelera a uma distância muito curta a uma alta
velocidade (acima de 1000 km/h). Com alta tensão de cisalhamento e as forças
de cavitação as partículas são perturbadas de tal modo a reduzir o seu tamanho à
escala nanométrica (MARCATO, 2009; MEHNERT; MÄDER, 2012).
Figura 5: Representação gráfica do funcionamento de um homogeneizador
à alta pressão.
Fonte: ARTPEÇAS (www.artpeças.com.br).
Duas técnicas básicas têm sido utilizadas para a produção de CLNs a partir
de HAP: a homogeneização à quente e à frio. A homogeneização à quente é
realizada a temperaturas acima do ponto de fusão do lipídeo. Uma pré-emulsão
do lipídeo e do fármaco, se for o caso, são fundidos e vertidos sob uma fase
aquosa emulsionante (mesma temperatura) e submetidos a um dispositivo de
agitação com elevado cisalhamento (Ultraturrax®). A pré-emulsão é levada a HAP,
podendo ser repetida várias vezes. Na maioria dos casos, 3-5 ciclos de
homogeneização a 500-1500 bar são suficientes. O produto resultante da
homogeneização a quente é uma nanoemulsão devido ao estado líquido do
37
lipídeo. Partículas sólidas são formadas pelo posterior arrefecimento da amostra a
temperatura ambiente ou a temperaturas inferiores (MARCATO, 2009;
MEHNERT; MÄDER, 2012).
Em contraste, na técnica de homogeneização a frio o lipídeo contendo o
fármaco ou não, é fundido e resfriado. A mistura lipídica é triturada, formando
micropartículas lipídicas (aproximadamente 50 ±100 mm), e essas
micropartículas, então, são dispersas em uma solução fria de tensoativos
formando uma pré-suspensão. Essa pré-suspensão é homogeneizada à
temperatura ambiente ou inferior. No homogeneizador, quando a pressão
absoluta do líquido é reduzida (ou igualada) abaixo da pressão de vapor, a
temperatura constante; parte deste líquido se vaporizará, formando “cavidades”
no interior da massa líquida. Estará aí iniciado o processo de cavitação. As bolhas
de vapor assim formadas são conduzidas pelo fluxo do líquido até atingirem
pressões mais elevadas que a pressão de vapor, onde então ocorre a implosão
(colapso) destas bolhas, com a condensação do vapor e o retorno à fase líquida.
Tal fenômeno é conhecido como cavitação. As forças de cavitação são fortes o
suficiente para quebrar as micropartículas de lipídeo, formando então os CLNs.
Esse processo evita a fusão do lipídeo, e, portanto minimiza a perda de drogas
hidrofílicas para a fase aquosa. (MÜLLER; MÄDER; GOHLA, 2000; PARTIDAR et
al., 2010).
2.2.2.2 Método de difusão do solvente
O método convencional para preparação de CLNs, homogeneização a alta
pressão, apresenta alguns pontos críticos nas condições de processo, tais como
elevada temperatura, elevada pressão, alta concentração de tensoativo, sendo
este último indesejável em produtos farmacêuticos e alimentícios (HU et al.,
2005).
Como alternativa surgiu o método de difusão do solvente, que consiste em
um método fácil, executável em poucas etapas, e que não requer nenhum
equipamento especial. Os principais inconvenientes deste método de preparação
é o uso de solvente orgânico e a falta de relatos de produção em larga escala
(HEJRI et al., 2013; HU et al., 2006).
38
A obtenção de CLNs pelo método de difusão do solvente é baseada na
metodologia de emulsificação com difusão do solvente descrita por Kawashima e
colaboradores (1998), na qual o polímero D,L-lactídeo-co-glicolídeo foi dissolvido
em um solvente orgânico miscível em água, para a preparação de nanoesferas
poliméricas.
Entretanto, lipídeos sólidos não são capazes de solubilizar completamente
a temperatura ambiente. Então, HU e colaboradores (2002) adaptaram o método
para a preparação de NLS, utilizando uma temperatura adequada para a
solubilização do lipídeo, além de acidificar o meio ao final da preparação para
facilitar a separação das NLS por centrifugação, já que os lipídeos tem uma
menor densidade em relação à maioria dos polímeros. Em 2005, HU e
colaboradores, baseados em sua publicação anterior (2002), desenvolveram
CLNs a partir do lipídeo sólido ácido esteárico e o lipídeo líquido ácido oleico.
2.2.2.3 Método de diluição de microemulsão
As microemulsões são sistemas heterogêneos termodinamicamente
estáveis, opticamente transparentes, que podem ser formados espontaneamente
devido a uma tensão interfacial reduzida entre uma fase interna e uma fase
externa (MEHNERT; MÄDER, 2012; SOUTO et al., 2011).
Gasco e colaboradores (1993) foram os pioneiros no desenvolvimento de
nanopartículas lipídicas baseados na diluição de microemulsões. Nessa técnica,
primeiramente, uma microemulsão à quente é preparada por agitação, contendo
essencialmente o lipídeo sólido fundido, o tensoativo e o co-tensoativo. Esta
microemulsão à quente é, então dispersa sobre agitação em um excesso
(usualmente uma razão de 1:25 ou 1:50) de água resfriada à 2-3°C (MARGULIS-
GOSHEN E MAGDASSI, 2013).
O processo de diluição e a estrutura da gotícula são criticamente
determinados pela composição da microemulsão. O elevado gradiente de
temperatura utilizado para obtenção de nanopartículas lipídicas a partir de
microemulsões promove uma rápida cristalização e previne a agregação. O
excesso de água é removido por meio de ultra-filtração ou por liofilização. Devido
a etapa de diluição, o conteúdo lipídico obtido será menor quando comparado
39
àqueles obtidos na técnica de Homogeneização a alta pressão (MEHNERT;
MÄDER, 2012).
2.2.3 Técnicas para caracterização de CLNs
Uma caracterização adequada dos CLNs é necessária para o controle de
qualidade do produto final. Os métodos de caracterização devem ser sensíveis
para identificar os parâmetros que indicam a qualidade dos CLNs e devem evitar
artefatos. Sendo assim, os métodos mais empregados para avaliação e
caracterização das CLNs são: tamanho de partícula, índice de polidispersão
(IDP), Potencial zeta, análise térmica, Difração de raios-X (DRX), Microscopia
eletrônica de transmissão (MET), entre outras (MEHNERT; MÄDER, 2012).
O tamanho médio das partículas e sua distribuição (índice de
polidispersão) são parâmetros muito importantes, pois são determinantes para a
estabilidade física, solubilidade, atividade biológica, taxa de liberação, turbidez e
estabilidade química. Dependendo do método de obtenção dos CLNs, o tamanho
da partícula será influenciado por uma série de fatores como, a cinética de
adsorção do emulsificante, tensão interfacial entre as fases dispersa e
dispersante, viscosidade entre fases e energia mecânica empregada para
“quebrar” as gotículas (TAMJIDI et al., 2013).
Estes parâmetros podem ser medidos por espectroscopia de correlação de
fótons (PCS), também chamado de espalhamento dinâmico de luz (DLS). PCS ou
DLS consiste na análise das flutuações de intensidade de luz espalhada em um
determinado ângulo. Essa análise fornece informações sobre o movimento da
partícula, movimento este que é a causa das flutuações de intensidade. E é a
partir deste princípio que o DLS pode ser utilizado para determinar parâmetros de
diâmetro hidrodinâmico médio e o índice de polidispersão (IPD) (ENOKI, 2010).
Valores de IPD de 0,1-0,25 demonstram uma distribuição de diâmetro médio das
partículas bastante estreito, enquanto que valores de IPD acima de 0,5 indicam
uma ampla distribuição, a qual tende a um sistema polidisperso (LAKSHMI;
KUMAR, 2010).
O PCS ou DLS abrange um intervalo de poucos nanômetros até cerca de 3
µm, ou seja, não é capaz de detectar partículas de tamanho elevado. Entretanto,
outra técnica, denomidada difração a laser (LD) é capaz de mensurar o tamanho
40
de partícula numa faixa de 0,05‐80 μm até 2000 μm (TAMJIDI et al.,
2013;MEHNERT; MÄDER, 2012).
O potencial zeta (ζ) é o potencial elétrico o qual pode ser definido a partir
da superfície de cisalhamento (dupla camada difusa) da partícula abaixo da qual
os contra-íons permanecem anexados fortemente à partícula quando esta se
move em um campo elétrico. É uma medida indireta da estabilidade física do
CLN, ou seja, para desenvolver uma nanodispersão com boa estabilidade é
desejável um potencial zeta ξ (>|30| mV) (LAKSHMI; KUMAR, 2010; MITRI et al.,
2011; TAMJIDI et al., 2013).
Todavia, instrumentos analíticos baseados em PCS e LD estimam o
tamanho da partícula, assumindo que as partículas possuem um formato esférico.
Porém, a maioria das nanopartículas lipídicas assumem o formato não-esférico.
Além disso, a agregação (floculação e coalescência parcial) das partículas de
CLNs se ocorrerem, não será detectada por essas técnicas. Tendo em vista
essas limitações, se fazem necessários métodos adicionais de análise para
fornecer informações diretas sobre as nanopartículas lipídicas. Embora a
microscopia óptica possa ser usada para monitorar a presença de partículas
grandes e cristais de fármaco não solubilizados, esta técnica não é útil para a
visualização de partículas de tamanho abaixo de 500 nm (KLANG et al., 2012;
TAMJIDI et al., 2013).
Desta forma, técnicas de microscopia como, Microscopia Eletrônica de
Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), são
frequentemente utilizadas para fornecer informações a respeito da forma,
distribuição de tamanho, morfologia, topografia da superfície e até mesmo a
estrutura interna das nanopartículas lipídicas.
A MEV fornece informações sobre a morfologia em três dimensões e
informações de superfície da amostra (DOMINGO; SAURINA, 2012). A maior
vantagem desse tipo de microscopia é a alta profundidade de campo, ou seja,
imagens de estruturas relativamente grandes permanecem em foco, contudo, o
poder de resolução é mais baixo que a MET (KLANG et al., 2012; TAMJIDI et al.,
2013).
A MET por sua vez, fornece imagens em duas dimensões e geralmente a
amostra deve estar marcada com metais pesados para a visualização, pois a
41
amostra é detectada por diferença de densidade eletrônica. Essa técnica pode
fornecer informações sobre a estrutura interna das nanopartículas lipídicas, pois
possui um alto poder de resolução. Uma desvantagem desse tipo de microscopia
é que a preparação da amostra é complexa, se comparado ao MEV (DOMINGO;
SAURINA, 2012; KLANG et al., 2012; MARCATO, 2009; SWARBRICK, 2007).
As alterações polimórficas e o comportamento de fusão da fase dispersa
das CLNs regem a forma dos cristais, a morfologia da partícula e o índice de
cristalinidade e a temperatura máxima nas quais as nanopartículas lipídicas
permanecem sólidas. Geralmente a mistura de lipídeos nas partículas de CLNs
mostra um deslocamento para temperaturas mais baixas de ponto de fusão
comparadas com o lipídeo sólido, porém os CLNs obtidos ainda permanecem
sólidos a temperatura corporal (TAMJIDI et al., 2013).
Calorimetria exploratória diferencial (DSC) e difração de raios-X são
largamente utilizadas para investigar, principalmente, as alterações polimórficas e
comportamento de fusão dos CLNs e dos seus excipientes (JANNIN;
MUSAKHANIAN; MARCHAUD, 2008; TAMJIDI et al., 2013). Nanodispersões
podem sofrer alterações na estrutura cristalina que pode ser de uma forma amorfa
ou outros polimorfos, causados pelo método de obtenção, principalmente
homogeneização a alta pressão (LAKSHMI; KUMAR, 2010).
2.2.4 Aplicações de CLNs
Inúmeras são as aplicações dos CLNs na área farmacêutica. No
desenvolvimento de medicamentos, os CLNs vêm sendo estudados como
potenciais sistemas de liberação de fármacos, para a administração por diversas
vias, tais como oral, parenteral oftálmica, pulmonar e dérmica (MARCATO, 2009).
Existem muitas patentes sobre emulsões, microemulsões e lipossomas,
entretanto apenas um número limitado de nanopartículas produzidos a partir de
lipídeos sólidos (NLS), especialmente feitos a partir de misturas de lipídeos
sólidos e líquidos (CLN) (MARCATO, 2009; MÜLLER; RADTKE; WISSING, 2002;
MÜLLER; MÄDER; GOHLA, 2000).
Na incorporação de compostos cosméticos a modulação da liberação é
otimizada utilizando CLNs. Uma característica de interessante desse sistema é a
42
estabilização de compostos quimicamente instáveis. A matriz sólida do CLN
protege contra a degradação química, por exemplo, do retinol, descrito por
Jenning e Gohla (2001) (MÜLLER; RADTKE; WISSING, 2002).
Outro recurso é o de proteção solar, resultante do efeito de bloqueio
produzido pelos CLNs. Semelhante às partículas, tais como dióxido de titânio, as
partículas lipídicas cristalinas atuam no espalhamento de luz ultravioleta,
protegendo a pele contra a radiação UV. Além disso, verificou-se que a
incorporação de filtros solares UV conduz a um efeito sinérgico entre o bloqueio
resultante das nanopartículas lipídicas e o bloqueador molecular. In vitro, os CLNs
contendo protetor solar exibiram duas vezes o efeito de proteção UV em
comparação com uma emulsão O/A carregada com o mesmo protetor solar
(MÜLLER; RADTKE; WISSING, 2002).
Similarmente aos lipossomas, os CLNs são formadores de filmes sobre a
pele. Resultados obtidos com CLNs sugerem que sobre a pressão de aplicação,
as partículas formam um filme coerente, que será capaz de restaurar a matriz
lipídica danificada sobre da pele, além de tal filme poder ter um efeito oclusivo.
Para demonstrar este efeito, um creme base e creme base contendo NLS foi
aplicado sobre pele de porco. A aplicação de cremes convencionais, livre de NLS,
somente alterou levemente a estrutura, enquanto que o resultado obtido para o
creme contendo NLS observou-se um aumento na espessura do estrato córneo
(MÜLLER; MÄDER; GOHLA, 2000; MÜLLER; RADTKE; WISSING, 2002).
Também tem sido reportada na literatura a contribuição de CLNs no efeito
oclusivo, através da formação de um filme sobre a pele que impede a perda
transepidermal de água. De acordo com Wissing e colaboradores (2003), o efeito
oclusivo aumenta quando são utilizados lipídeos de baixo ponto de fusão,
partículas altamente cristalinas e partículas de tamanho reduzido (Figura 6).
Partículas menores que 400 nm e contendo ao menos 35% de concentração de
lipídeo de elevada cristalinidade tem sido mais efetivos (WISSING; MÜLLER,
2002; WISSING; LIPPACHER; MÜLLER, 2001). Consequentemente Souto e
colaboradores (2008) encontraram um maior efeito oclusivo para NLS em relação
ao CLN. Comparando CLNs contendo diferentes concentrações de lipídeo líquido,
foi possível concluir que o aumento da concentração de lipídeo líquido leva a uma
diminuição no fator oclusivo (TEERANACHAIDEEKUL et al., 2008).
43
Figura 6: O efeito oclusivo de CLNs depende de vários fatores, tais como quantidade de lipídeo utilizada, tamanho de partícula, entre outros.
Fonte: Muller e colaboradores (2007).
Devido à redução da perda de água causada pela eficiente oclusão da
pele, a hidratação cutânea é aumentada após a aplicação de NLS, CLN ou
formulações contendo nanopartículas lipídicas (PARDEIKE; HOMMOSS;
MÜLLER, 2009). Wissing e Müller (2003) avaliaram a hidratação cutânea in vivo
de formulações de um creme com e sem NLS, utilizando o cetil palmitato como
lipídeo sólido, e concluíram que ambas foram capazes de aumentar a hidratação
da pele após 4 semanas de tratamento. Entretanto, a formulação creme contendo
NLS produziu um aumento significativo (31,92%) da hidratação da pele
comparado ao creme convencional (24,14%).
Loo e colaboradores (2013) avaliaram o efeito dos CLNs na hidratação da
pele e oclusão in vivo. Após 7 dias de tratamento, obtiveram um aumento na
hidratação da pele em torno de 40-50%. Além disso, eles concluíram que as
formulações que continham propilenoglicol, lecitina e alto teor de lipídeos
demonstraram um efeito mais pronunciado de redução da água transepidermal e
aumento da hidratação da pele.
2.3 Técnicas para avaliação da hidratação in vitro
Nas últimas décadas têm sido reportados estudos para avaliação da
hidratação do estrato córneo in vitro. O teor de água do estrato córneo é um
44
importante parâmetro para investigações fisiológicas, terapêuticas, e de
finalidades cosméticas. Técnicas não invasivas como medidas elétricas,
mecânicas, térmicas e espectroscópicas têm sido estudadas para avaliação da
hidratação e de propriedades da pele (EDWARDSON et al.,1991).
Análises de espectroscopia de absorção na região do infravermelho com
transformada de Fourrier (FTIR) utilizando o acessório de refletância total
atenuada (ATR) foram reportadas para determinação da hidratação da pele. Nas
análises por FTIR, o teor de água pode ser calculado pela relação entre as áreas
dos picos de estiramento intenso de OH (3400 cm-1) e menos intenso (2100 cm-1).
Uma vantagem de utilizar esta técnica é que as substâncias tópicas aplicadas
sobre o estrato córneo não absorvem nessa região (EDWARDSON et al.,1991;
EDWARDSON; WALKER; BREHENY, 1993).
Outra técnica utilizada para avaliação de interação entre substâncias e o
estrato córneo, e mais recentemente utilizada para avaliação da hidratação é o
DSC. A mudança estrutural no estrato córneo pode ser avaliada por DSC, a qual
permite a análise dos efeitos que os compostos exercem em sua estrutura,
quando aplicados sobre a pele (BABY et al., 2006a).
Em estudos in vitro, a membrana preferencial de escolha é o estrato córneo
humano, geralmente obtido em cirurgias ou autópsias. Todavia, devido à
dificuldade de obtenção e armazenamento, o uso deste material é limitado. Isso
leva à busca de um modelo de biomembrana alternativo. A pele de cobra
representa uma barreira similar ao estrato córneo humano. As amostras podem
ser obtidas sem o sacrifício de animais de experimentação, já que a pele de cobra
é substituída aproximadamente a cada 2-3 meses no animal adulto, fornecendo
material em abundância. Esta membrana é de fácil armazenamento e não sofre
degradação microbiológica (BABY et al., 2006b).
A estrutura da pele de cobra é formada por três camadas distintas. A pele
mais externa (camada β) é composta basicamente por β-queratina. Logo abaixo,
localiza-se a camada intermediária, similar ao estrato córneo humano, composta
de 3 a 5 camadas de células achatadas e extremamente finas, circundadas por
lipídeos intercelulares. Esta camada atua como principal barreira à
permeabilidade da água. A parte mais interna (camada α) é composta por α-
queratina (BABY et.al, 2006b).
45
A avaliação do efeito hidratante fornecido por formulações cosméticas pode
ser realizada in vitro utilizando a pele de cobra, que possui uma propriedade
barreira semelhante à pele humana simulando o estrato córneo. De acordo com
Takaoka e colaboradores (2010), a temperatura de pico (Tpico), corresponde à
máxima taxa e evolução do aquecimento detectado, ou seja, quanto mais elevado
o valor de Tpico, mais profunda é a camada da pele em que a água se encontra. E
a entalpia (ΔH), que representa a quantidade de calor necessária para que haja a
evaporação da água presente na amostra e/ou a fusão da sua estrutura cristalina
quanto maior a entalpia, mais elevada é a quantidade de água presente na
amostra.
46
3 OBJETIVOS
3.1 Objetivo Geral
Desenvolver uma formulação cosmética contendo carreadores lipídicos
nanoestruturados (CLNs) à base de manteiga de Ouratea sp. como uma
estratégia nanotecnológica para o aumento da hidratação cutânea.
3.2 Objetivos Específicos
Caracterizar as matérias-primas e suas misturas físicas por DSC, TG e DRX;
Preparar os CLNs contendo manteiga de Ouratea sp. através do método de
difusão do solvente;
Caracterizar os CLNs por parâmetros de distribuição e diâmetro médio de
partícula, potencial zeta, pH e condutividade;
Caracterizar os CLNs por DSC, DRX e MET;
Preparar e incorporar o CLN em creme base;
Avaliar o comportamento reológico do creme base e do creme contendo
CLN;
Avaliar o efeito oclusivo do CLN, creme base e do creme contendo CLN
utilizando o método de Vringer in vitro.
Avaliar o potencial de hidratação cutânea do CLN, creme base e do creme
contendo CLN através de modelo de estrato córneo.
47
4 METODOLOGIA
Este trabalho foi dividido em 4 etapas: a primeira consiste na caracterização
das matérias-primas; a segunda na preparação dos CLNs pelo método de difusão
do solvente; a terceira na caracterização dos CLNs por diâmetro médio de
partícula, potencial zeta, pH, condutividade, DSC, DRX e MET; a quarta na
incorporação do CLN10 em um creme base seguido pela avaliação do
comportamento reológico, efeito oclusivo e hidratação cutânea in vitro.
4.1 Caracterização das matérias-primas
A caracterização das matérias-primas é de fundamental importância na
determinação das condições ideais de preparação de CLNs, assim como da
compatibilidade entre os seus componentes. Neste trabalho foram realizados: o
estudo de interação entre os componentes da mistura lipídica e a determinação
da CMC do tensoativo SDS.
4.1.1 Estudo de interação entre os componentes da mistura lipídica
O estudo de interação foi realizado a partir dos componentes isolados da
mistura lipídica (ácido esteárico - AE, manteiga Ouratea sp.- MO, e Phospholipon®
90G) e suas misturas físicas através de Calorimetria Exploratória Diferencial
(DSC), Termogravimetria (TG) e Difração de raios-X (DRX).
As misturas físicas binária (AE e MO - MF1) na proporção 1:1 e ternária
(AE, MO e Phospholipon® 90G – MF2) na proporção 1:1:1 foram preparadas
através do aquecimento dos componentes da mistura, utilizando um béquer em
chapa aquecedora, a uma temperatura acima do ponto de fusão correspondente a
cada lipídeo sólido e posterior resfriamento até temperatura ambiente. Então as
misturas foram acondicionadas adequadamente e enviadas para as
caracterizações. As análises foram realizadas no Laboratório de Multiusuários do
Departamento de Física da UFS.
4.1.1.1 Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC)
As curvas DSC foram obtidas em DSC 2010 TA Instruments, onde as
amostras de aproximadamente 2 mg foram colocadas em porta amostra de
alumínio. As análises foram realizadas na faixa de temperatura de 25 a 200ºC, na
48
razão de aquecimento de 10ºC min-1 e atmosfera dinâmica de nitrogênio (50 mL
min-1).
4.1.1.2 Termogravimetria (TG)
As análises termogravimétricas foram realizadas por meio da termobalança
TA Instruments TG/DTA 2960 SDT, na faixa de temperatura de 25 - 800° C, na
razão de aquecimento de 10°C min-1 e atmosfera dinâmica de nitrogênio (100 mL
min-1). As amostras foram colocadas em porta amostra de platina contendo
aproximadamente 10 mg.
4.1.1.3 Difração de raios X (DRX)
A difratometria de raios X foi realizada em equipamento Rigaku D-Max
2500; Radiação: Co Kα (λ = 1,791 Å); variando o ângulo em uma faixa de 10° a
80° a uma velocidade de 1°.min-1 em passos de 0,020, com voltagem de 40 kV e
corrente de 40 mA.
4.1.2 Determinação da CMC do SDS através de medidas de condutividade
elétrica
O tensoativo utilizado neste trabalho foi o SDS (C12H25OSO3Na) de massa
molar (MM) 288,372 g mol-1 e procedente da VETEC®.
As soluções de SDS utilizadas para a determinação da CMC foram
preparadas a partir de uma solução estoque de 50 mmol L-1 em água destilada.
Então, a partir da diluição da solução estoque, foram obtidas amostras com
concentrações crescentes de SDS: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, e 18
mmol L-1.
Essas amostras, em triplicata foram submetidas a um Condutivímetro
CON500, a temperatura ambiente 25ºC ±1, para aferição da condutividade
elétrica.
4.2 Preparação dos CLNs pelo método de difusão do solvente
Os CLN foram obtidos pelo método de difusão do solvente descrito por HU
e colaboradores, 2005. Primeiramente uma pré-dispersão foi obtida a partir de
uma fase lipídica (0,1% m/v da dispersão) composta por lipídeo sólido (ácido
49
esteárico, AE) obtido da Dinâmica®, lipídeo semissólido (Manteiga Ouratea sp.,
MO) obtido da Raros Naturals®, e lipídeo semissólido (Phospholipon 90G®, PH)
obtido da Lipoid®, e 24 mL da mistura etanol/acetona (1:1) e uma fase aquosa
composta de 240 mL de água destilada e o tensoativo SDS. Ambas as fases
foram aquecidas a 70ºC. A fase aquosa foi vertida sobre a fase lipídica sob
agitação a 12.000 rpm em ultra-turrax (IKA®, Modelo T25).
Para avaliar o efeito da ultrassonicação nos CLNs, as formulações foram
submetidas, posteriormente, a um Ultrassom Sonics Vibracell® 130 W com
amplitude de 35% por um tempo de 5 e 10 minutos. Após esse período a
dispersão foi mantida sob refrigeração. E para avaliar o efeito da concentração do
tensoativo na formulação dos CLNs, foram utilizados 8, 10 e 24 mmol L-1 de SDS
na sua preparação. As respectivas composições da fase lipídica e aquosa, bem
como o tempo de exposição no ultrassom estão expressas abaixo na Tabela 3:
Tabela 3: Composição dos carreadores lipídicos nanoestruturados (CLN): ácido esteárico (AE), Manteiga Ouratea sp. (MO), Phospholipon® 90G (PH), Dodecil Sulfato de Sódio (SDS) e os tempos de ultrassom que as formulações foram submetidas.
Formulação (%) Mistura lipídica SDS
(mmol L-1) Tempo de Ultrassom AE MO PH
CLN8 50% 40% 10% 8
-
5 min.
10 min.
CLN10 50% 40% 10%
10
-
5 min.
10 min.
CLN24 50% 40% 10%
24
-
5min.
10 min.
50
4.3 Caracterização das dispersões de CLNs
4.3.1 Diâmetro médio de partícula, índice de polidispersão e potencial zeta
A determinação do diâmetro médio de partícula, índice de polidispersão
(IPD) e do potencial zeta das dispersões de CLNs foram realizadas por
Espalhamento de luz dinâmico (DLS) utilizando o equipamento Zetasizer Nano ZS
(Malvern Instruments®, UK). As dispersões foram adequadamente diluídas em
água Milli-Q® e aproximadamente 1000 μL de amostra foram inseridas em cubeta
apropriada para realização das medidas a uma temperatura de 25ºC. As medidas
foram realizadas com no mínimo 12 leituras e em triplicata para cada amostra.
Foram utilizados como parâmetros de medida, os índices de refração do material,
AE (IR= 1,436) e do meio dispersante, água (IR= 1,333).
4.3.2 pH e condutividade
O pH das dispersões foram mensurados em triplicata utilizando um
medidor de pH ION pHB500 digital equipado com um eletrodo de vidro,
previamente calibrado com solução tampão de pH 4.0 e 7,0, em temperatura
ambiente 25 ±1°C.
A condutividade das dispersões de CLN foi aferida através do
Condutivímetro CON500, em triplicata e em temperatura ambiente 25 ±1°C.
4.3.3 Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC)
As curvas DSC dos CLNs foram obtidas em equipamento DSC Q20 TA
Instruments, onde as amostras de aproximadamente 3 - 5 mg foram colocadas
em porta amostra de alumínio. As análises foram realizadas na faixa de 25 a
85ºC, na razão de aquecimento de 10ºC min-1 e atmosfera dinâmica de nitrogênio
(50 mL min-1).
4.3.4 Difração de raios - X (DRX)
A difratometria de raios-X foi realizada em equipamento Rigaku D-Max
2500; Radiação: Cu Kα (λ = 1,791 Å); variando o ângulo em uma faixa de 10° a
51
40° a uma velocidade de 2° min-1 em passos de 0,020, com voltagem de 40 kV e
corrente de 40 mA.
4.3.5 Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET)
As dispersões de CLN8, CLN10 e CLN24 foram observadas através do
microscópio eletrônico de transmissão (JEM-1400Plus, JEOL). As amostras foram
diluídas 100 vezes em água destilada e com auxílio de uma micropipeta foram
depositadas (10 µL) em grades de cobre com recobrimento de filme de carbono
400 mesh (Eletronic Microscopy Sciences). Após 5 minutos da deposição da
amostra, foram depositados 10 µL do corante ácido fosfotúngstico a 1%. Então,
as grades com as amostras foram mantidas 24 horas em dessecador até o
momento da realização das medidas. A MET foi realizada no Centro Multiusuário
de Nanotecnologia (CMNano) da Universidade Federal de Sergipe.
4.4 Preparação e incorporação do CLN em creme base
O creme base não iônico foi preparado pelo método inversão de fases. A
fase oleosa (álcool cetearílico, cerearet 20, óleo mineral, álcool de lanolina e
vaselina – base autoemulsionante O/A e propilparabeno) e a aquosa
(metilparabeno, propilenoglicol e água destilada) foram aquecidas separadamente
a 80ºC em banho-maria. A 80°C, a fase aquosa foi vertida cuidadosamente na
oleosa sob agitação constante utilizando agitador mecânico Fisatom 713® até
atingir a temperatura de 30ºC. Nesta temperatura o CLN10 foi incorporado,
permanecendo sob agitação até atingir a temperatura ambiente (25°C). Para o
creme contendo o CLN10, uma porcentagem de 4% do CLN foi incorporada,
sendo que a fase oleosa do creme nesta formulação será decrescida em 4% a fim
de manter o conteúdo lipídico em ambas as formulações (WISSING; MÜLLER,
2003).
4.4.1 Comportamento reológico
O comportamento reológico do creme base e com CLN incorporado foi
realizado em reômetro Modular Compact Rheometer MCR 302 (Anton Paar) no
modo oscilatório, com geometria do tipo placas paralelas de 25 mm de diâmetro,
separadas por uma distância fixa de 0,3 mm. Todas as medidas foram realizadas
52
a temperatura ambiente (25°C). Inicialmente foi realizada varredura dinâmica
oscilatória (0,01 a 100%) a uma frequência constante de 1Hz para determinar a
região viscoelástica linear, e depois de determinada foi realizada a varredura de
frequência de 0,01 a 100 Hz a uma tensão de amplitude oscilatória fixa (0,1%) de
modo a avaliar a evolução dos módulos de armazenamento (G’) e de perda (G”).
As amostras foram cuidadosamente aplicadas à placa inferior, assegurando o
mínimo de cisalhamento e permitindo um tempo de repouso de 1 minuto antes de
cada determinação. As análises foram realizadas no Departamento de Química
da Universidade Federal de Sergipe.
4.4.2 Efeito oclusivo
O fator de oclusão foi determinado pelo teste de Vringer in vitro. Esse teste
consiste em: um béquer contendo 30g de água foi recoberto por papel de filtro
quantitativo (Área= 14,52 cm2) de forma a cobrir todo o recipiente. Uma
quantidade definida de 200 mg de cada amostra (CLNs, o creme base e o creme
contendo CLNs) foram espalhados homogeneamente nesta superfície. Um
béquer, contendo a mesma quantidade de água, recoberto apenas com o papel
de filtro foi utilizado como controle. Ambos permaneceram sob uma placa
aquecedora com temperatura de 30°C ±5 por 6, 24 e 48h. A quantidade de massa
de água perdida no controle e com amostra foram aferidas após 6, 24 e 48h e o
fator oclusão foi calculado a partir da equação (1) (LACERDA, 2009; MULLER;
RADTKE; WISSING, 2002):
𝐹 =𝐴−𝐵
𝐴𝑥 100 (1)
Onde: F = Fator de oclusão
A = Massa de água perdida sem amostra (controle)
B = Massa de água perdida com amostra
53
4.4.3 Estudo de interação com modelo de estrato córneo e avaliação da
hidratação
Como modelo de estrato córneo foram utilizadas porções ventrais de
membrana de muda de cobra da espécie Boa constrictor, que foram recortadas e
lavadas com água destilada corrente à temperatura ambiente. Estas
permaneceram imersas em água 1h para hidratação. Após este período, as
biomembranas tiveram o excesso de água retirado por papel absorvente, sobre
leve compressão, e deixadas à temperatura ambiente por trinta minutos.
Posteriormente, as biomembranas foram transferidas para placas de Petri onde
permaneceram em contato com o creme por 2h. Decorrido o tempo indicado, as
amostras foram retiradas, lavadas com água destilada, secas entre folhas de
papel de filtro quantitativo sob leve compressão.
Em seguida as amostras de pele de cobra foram analisadas por DSC
utilizando aproximadamente 2,5mg de massa seca seladas hermeticamente em
cadinho de alumínio. As amostras foram submetidas às condições descritas a
seguir utilizando-se o equipamento DSC 50 – Differential Scanning Calorimeter –
SHIMADZU (TAKAOKA et al., 2010):
- Temperatura inicial→25°C;
- Rampa de resfriamento→20°C.min-1 até 0°C;
- Isoterma→5 min;
- Rampa de aquecimento→10°C. min-1 até 200°C;
- Rampa de resfriamento→20°C.min-1 até 0°C;
- Isoterma →5 min;
- Rampa de reaquecimento→10°C.min-1 até 200 °C;
- Temperatura final→25°C
4.5 Análise Estatística
As diferenças estatísticas nos resultados de caracterização de diâmetro
médio, índice de polidispersão, potencial zeta, pH e condutividade dos CLNs e
efeito oclusivo foram avaliados através de One-way ANOVA seguido por post test
Bonferroni.
54
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 Caracterização das matérias-primas
5.1.1 Estudo de interação entre os componentes da mistura lipídica
5.1.1.1 Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC)
DSC é uma técnica de grande importância para caracterização de CLNs,
fornecendo informações relacionadas ao estado físico e grau de cristalinidade da
amostra, através do comportamento térmico. Essa técnica também permite avaliar
os principais parâmetros de processo utilizados na obtenção dos CLNs, uma vez
que a mistura lipídica é aquecida e depois resfriada (recristalizada) para a
formação dos CLNs (SOUZA, 2011). Baseado no processo de produção dos
CLNs, o lípideo sólido utilizado passou pelo processo de recristalização
(aquecimento-resfriamento) para que fossem avaliadas possíveis modificações
durante o processo de produção dos CLNs.
Dessa forma, na Figura 7 é possível observar a curva de DSC do lipídeo
sólido utilizado para obtenção dos CLNs, o ácido esteárico (AE). Este lipídeo
apresenta um pico endotérmico na faixa de temperatura entre 40 e 65°C (Tpico ~
57°C), o qual está relacionado ao seu ponto de fusão (CHEN et al., 2013; ROWE
et al., 2009).
Também na Figura 7 é possível observar a curva DSC do AE após o
processo de recristalização, o qual não apresentou alterações significativas na
temperatura de fusão (57°C). Segundo Desai, Kothari e Huang (2008) isso ocorre
devido à habilidade do ácido esteárico em voltar a sua forma cristalina original
após o processo de recristalização. Essa habilidade do AE possibilita sua
utilização como lipídeo sólido para obtenção dos CLNs.
55
Figura 7: Curva de DSC do ácido esteárico (AE) e ácido esteárico recristalizado (AE rec.) analisadas em atmosfera de N2 (50 mL min-1), com razão de aquecimento 10°C min-1 na faixa de temperatura de 25 a 200 °C.
As curvas DSC referentes ao AE, MO, MF1 e MF2 estão apresentadas na
Figura 8. É possível observar nessa figura que a MO apresenta 4 eventos
endotérmicos: 1° na faixa de temperatura de 30 - 40°C (Tpico ~ 35°C), 2° na faixa
de 40 - 50°C (Tpico ~ 48°C), 3° na faixa de 50 – 68°C (Tpico ~ 60°C) e 4° na faixa de
70 – 80°C (Tpico ~ 75°C) correspondentes à fusão de ácidos graxos essenciais e
não essenciais presentes na MO.
A curva DSC da MF1 mostra uma sobreposição das curvas do AE e MO,
onde o pico endotérmico de fusão do AE sofreu leve deslocamento para menor
temperatura (Tpico ~ 50°C), e apresenta um pico endotérmico em 34°C referente
ao pico presente na MO levemente deslocado, também para uma menor
temperatura.
Com a adição do Phospholipon® 90G (MF2) houve um deslocamento
significativo desses picos para temperaturas ainda menores (26 e 34°C). Sugere-
se que esse deslocamento tenha ocorrido devido à natureza semissólida do
Phospholipon® 90G, o qual estava presente em proporções iguais em relação ao
AE e MO. Essas temperaturas de fusão (26 e 34°C) são indesejáveis para os
50 100 150 200
-6
-4
-2
0
2
4 AE
En
do
Flu
xo
de c
alo
r (m
W)
Temperatura(°C)
57
AE rec.
56
CLNs, pois comprometem sua estabilidade física, ou seja, os CLNs não
permaneceriam sólidos à temperatura ambiente (MÜLLER et al., 2007). Dessa
forma, o Phospholipon® 90G foi utilizado em uma proporção de 10% em relação à
mistura lipídica na preparação dos CLNs.
Figura 8: Curva de DSC do ácido esteárico (AE); Manteiga Ouratea sp.(MO); Mistura física de ácido esteárico e Manteiga Ouratea sp. (MF1); Mistura física de ácido esteárico, Manteiga Ouratea sp. e Phospholipon® 90G (MF2); analisadas em atmosfera de N2 (50 mL min-1), com razão de aquecimento 10°C min-1 na faixa de temperatura de 25 a 200 °C.
5.1.1.2 Termogravimetria (TG)
A termogravimetria é a técnica de análise térmica em que a variação de
massa da amostra (perda ou ganho) é determinada em função da temperatura
e/ou do tempo, enquanto a amostra é submetida a uma programação controlada
de temperatura (GIOLITO e IONASCHIRO, 1980; LACERDA, 2009). Constitui de
uma importante ferramenta de caracterização que variações na massa da
amostra analisada (Δm) podem fornecer informações quanto à sua degradação
térmica.
50 100 150 200
AE
MO
34
4835
57
En
do
F
luxo
de c
alo
r (m
W)
MF1
MF2
26
50
34
60 75
Temperatura (°C)
57
A Figura 9 representa a variação de massa das amostras de AE e AE
recristalizado. Ambas apresentaram duas perdas de massa, a primeira no
intervalo de temperatura de 161 – 306°C (Δm1 = 79,63% Tpico DTG ~ 267°C)
característica de decomposição do AE e a segunda no intervalo de 306 - 410°C
(Δm2 = 16,56% Tpico DTG ~ 380°C) característica de eliminação de material
carbonáceos do AE (CHEN et al., 2013; ROWE et al., 2009). Sendo assim não
houve diferenças significativas na degradação térmica após o processo de
recristalização do AE.
.
Figura 9: Curva de TG/DTG do ácido esteárico (AE) e ácido esteárico recristalizado (AE rec.) analisadas em atmosfera de N2 (100 mL.min-1), com razão de aquecimento 10°C.min-1 na faixa de temperatura de 25 a 800 °C.
As Curvas TG/DTG referentes ao AE, MO, MF1 e MF2 estão apresentadas
na Figura 10 e suas respectivas perdas de massa na Tabela 4. A MO apresentou
duas perdas de massa, a primeira no intervalo de temperatura de 240 – 270°C
(Δm1 =1,21% e Tpico DTG ~ 259°C) e a segunda no intervalo de 300 - 483°C (Δm2
=97,06% e Tpico DTG ~ 414°C). Na curva TG da MF1 foi possível observar três
perdas de massa: 1° na faixa de temperatura de 156 – 306°C (Δm1 =41,10% e
Tpico DTG ~ 258°C), 2° na faixa de 306 – 424°C (Δm2 =52,62% e Tpico DTG ~
399°C) e 3° na faixa de 424 – 466°C (Δm3 =4,52% e Tpico DTG ~ 446°C). Esses
100 200 300 400 500 600 700 800
0
20
40
60
80
100
100 200 300 400 500 600 700 800
AE rec.
AE
Temperatura(°C)
Perd
a d
e m
assa (
%)
Temperatura (°C)
DT
G
58
dados sugerem uma sobreposição das perdas de massa do AE e da MO, sendo
que no primeiro evento, a perda massa foi menor em relação ao primeiro evento
de perda de massa do AE e maior em relação a da MO. Já o Tpico de DTG da MF1
foi mais próximo ao da manteiga, sugerindo que a mistura tende a uma menor
temperatura de decomposição térmica.
Com adição do Phospholipon® 90G (MF2) foi possível observar três perdas
de massa: 1° na faixa de temperatura de 167 – 302°C (Δm1 = 25,90% e Tpico DTG
~ 260°C), 2° na faixa de 302 – 423°C (Δm2 = 67,28% e Tpico DTG ~ 372°C) e 3° na
faixa de 423 – 487°C (Δm3 = 4,64% e Tpico DTG ~ 446°C). Esses eventos de perda
de massa podem sugerir que houve um aumento na temperatura de
decomposição térmica com relação a MF1, pois com adição do Phospholipon®
90G e a Tpico DTG maior (258 para 260°C). Justificando sua utilização na
formulação de CLN (SALIMEN, et al., 2014; SCHUBERT, HUMMER, MÜLLER-
GOYMANN, 2006).
Figura 10: Curva de TG/DTG do ácido esteárico (AE); Manteiga Ouratea sp.(MO); Mistura física de ácido esteárico e Manteiga Ouratea sp. (MF1); Mistura física de ácido esteárico, Manteiga Ouratea sp. e Phospholipon® 90G (MF2); analisadas em atmosfera de N2 (100 mL min-1), com taxa de aquecimento 10°C min-1 na faixa de temperatura de 25 a 800 °C.
100 200 300 400 500 600 700 800
0
20
40
60
80
100
100 200 300 400 500 600 700 800
AE
Pe
rda
de
ma
ss
a (
%)
MO
Temperatura(°C)
MF2
MF1
DT
G
Temperatura(°C)
AE
MO
MF1
MF2
59
Tabela 4: Dados de perda de massa (Δm%), intervalo de temperatura (ΔT/°C), e Tpico DTG obtidos a partir das curvas TG/DTG das amostras AE, MO, MF1 e MF2.
5.1.1.3 Difração de raios-X
A Figura 11 apresenta os difratogramas de raios-X do lipídeo sólido AE, e
este mesmo lipídeo após processo de recristalização. É possível observar que o
AE, possui picos de difração a um ângulo de 2θ, em 12,6°; 23,0° 25,0°; 28,0°;
42,43° e 47,85° (SHAH et al., 2014). Mesmo após processo de recristalização o
AE não sofreu alterações significativas no seu perfil de difração, ou seja, mesmo
após a recristalização, sua forma cristalina permaneceu intacta, corroborando
com as informações obtidas em que após o processo de recristalização do AE
não se observou alterações significativas na sua temperatura de fusão (57°C)
(DESAI; KOTHARI; HUANG, 2008).
Figura 11: Difratograma de raios-X do ácido esteárico (AE) e ácido esteárico recristalizado (AE rec.) na faixa de 10 a 80°.
Amostra Δm (%) ΔT/°C Tpico DTG
AE Δm1 Δm2
79,63 16,56
161 – 306 306 – 410
267 380
MO Δm1 Δm2
1,21 97,06
240 – 270 300 – 483
259 414
MF1 Δm1 Δm2
Δm3
41,10 52,62 4,52
156 – 306 306 - 424 424 – 466
258 399 446
MF2 Δm1 Δm2
Δm3
25,90 67,28 4,64
167 – 302 302 - 423 423 – 487
260 372 446
10 20 30 40 50 60 70 80
AE
2
AE rec.
Inte
ns
ida
de
(u
.a.)
60
10 20 30 40 50 60 70 80
2
25°
28°
20°
23°
MO
23°
25°
23°
MF120°
Inte
ns
ida
de
(u
.a.)
28°
25°
28°
MF2
22°
AE
Os difratogramas de raios-X referentes ao AE, MO, MF1 e MF2 estão
apresentados na Figura 12. A MO apresentou halos de difração a um ângulo de
2θ, em 20 e 23°. Já no MF1 foi possível observar que houve uma sobreposição
entre os perfis de difração do AE e da MO, com predominância dos picos
apresentados no AE e a presença de uma porção amorfa em 20°, a qual não está
presente no difratograma do lipídeo sólido puro. Segundo Attama e colaboradores
(2008), isso mostra que a matriz lipídica formada apresenta uma desordem e
menor cristalinidade da matriz lipídica em relação ao lipídeo sólido AE, altamente
ordenado.
Com adição do Phospholipon® 90G (MF2) foi também possível observar
que houve uma sobreposição entre os perfis de difração dos três componentes da
mistura, porém com uma menor intensidade em relação ao AE puro e a presença
de uma porção amorfa em 22°. Ou seja, a MF2 promoveu uma maior desordem
da matriz lipídica do que aquela encontrada na MF1. Esses dados podem ser
correlacionados com aqueles encontrados no DSC em que foi possível observar
um deslocamento dos eventos endotérmicos de fusão em relação ao lipídeo
sólido (MEHNERT; MÄDER, 2012).
Figura 12: Difratograma de raios-X do ácido esteárico (AE); Manteiga Ouratea sp.(MO); Mistura física de ácido esteárico e Manteiga Ouratea sp. (MF1); Mistura física de ácido esteárico, Manteiga Ouratea sp. e Phospholipon® 90G (MF2); na faixa de 10 a 80°.
61
5.1.2 Determinação da CMC do SDS através de medidas de condutividade
elétrica
A determinação da CMC é um importante parâmetro para estabelecer uma
concentração adequada que seja suficiente, tanto para diminuir a tensão
superficial do sistema quanto para que seja evitada a presença de estruturas
coloidais alternativas indesejáveis, como por exemplo, micelas, na nanodispersão
de CLNs (MEHNERT; MÄDER, 2012).
A CMC do SDS determinada por condutividade elétrica foi obtida através
da intercessão de duas retas. A Figura 13 apresenta a variação da condutividade
em função da concentração de SDS adicionado em água. As duas retas
correspondem ao estado de monômero e micela do tensoativo e o ponto de
intercessão indica o valor da CMC igual a 8,02 mmol L-1. Esse valor está próximo
a CMC obtida através de condutividade elétrica (8,1 mmol L-1) por Moraes e
Rezende (2004).
Figura 13: Variação da condutividade elétrica em função da concentração de SDS adicionado em água a 25°C.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
0
250
500
750
1000
1250
1500
Co
nd
uti
vid
ad
e (S
/cm
)
[SDS] (mmol L-1)
CMC = 8,02 mmol
62
5.2 Caracterização dos CLNs
5.2.1 Influência do método de obtenção nos parâmetros de diâmetro médio
de partícula, potencial zeta e propriedades físico-químicas
As condições de preparação das dispersões de CLNs podem influenciar
muito nos parâmetros de distribuição de diâmetro médio de partícula, potencial
zeta e propriedades físico-químicas como pH e condutividade (HEJRI et al.,
2013).
Dessa forma, a Figura 14, apresenta a variação do diâmetro médio de
partícula e IPD em função do tempo sonicação (0, 5 e 10 minutos) na preparação
das formulações CLN8, CLN10 e CLN24. É possível observar que esses
parâmetros (diâmetro médio e IPD) são pouco alterados pelo método de
sonicação na preparação das formulações dos CLNs.
Figura 14: Variação do diâmetro médio de partícula e IPD (índice de polidispersão) em função do tempo de sonicação nas preparações das formulações CLN8, CLN10 e CLN24. *Não houve diferença estatística significativa no diâmetro médio e IPD das formulações CLN8,
CLN10, CLN24 com o aumento do tempo de sonicação (p>0,05).
O potencial zeta (ξ) das partículas pode ser utilizado para mensurar a carga
da partícula ou repulsão eletrostática. De acordo com a teoria de DLVO, o sistema
pode ser considerado estável, se a repulsão eletrostática dominar as forças
atrativas de Van der Walls. Geralmente, a agregação das partículas tende a
ocorrer menos com altos valores de ξ (>|30| mV), devido a repulsão elétrica (HAN,
0 5 100.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0100
200
300
400
500 CLN8
CLN10
CLN24
Diâ
me
tro
méd
io (
nm
)IP
D
Tempo de sonicação (min)
63
et al., 2008). A Figura 15 mostra a variação do potencial zeta em função do tempo
sonicação (0, 5 e 10 minutos) na preparação das formulações CLN8, CLN10 e
CLN24. Desta forma, é possível observar que as formulações CLN8 e CLN10
submetidas ao tempo de sonicação de 5 minutos tiveram os valores de potencial
zeta diminuídos. Já a formulação de CLN24 não apresentou diferenças no
potencial zeta em função do tempo de sonicação, provavelmente devido a sua
maior concentração de tensoativo (HEGALSON et al., 2009).
Figura 15: Variação do potencial zeta em função do tempo de sonicação nas preparações das formulações CLN8, CLN10 e CLN24. *Houve diferença estatística significativa no potencial zeta do CLN8 e do CLN10 com o aumento
do tempo de sonicação (p<0,05).
**Não houve diferença estatística significativa no potencial zeta do CLN24 com o aumento do
tempo de sonicação (p>0,05).
A Figura 16 apresenta as variações nos parâmetros físico-químicos de pH
e condutividade das formulações de CLN8, 10 e 24, em função do tempo de
sonicação. Dessa forma, é possível observar que a condutividade das
formulações CLN8, CLN10 e CLN24 não foram alteradas significativamente com o
aumento do tempo de sonicação.
Com relação ao pH (Figura 16), é possível observar uma diminuição a
medida que o tempo de sonicação aumenta. Essa redução pode ser
correlacionada com a diminuição no potencial zeta, ou seja é possível sugerir uma
diminuição na estabilidade coloidal.
0 5 10
-60
-40
-20
0
CLN8*
CLN10*
CLN24**
Tempo de sonicação (min)
Po
ten
cia
l Z
eta
(m
V)
64
Figura 16: Variação do pH e da condutividade em função do tempo de sonicação nas preparações das formulações CLN8, CLN10 e CLN24. *Houve diferença estatística significativa no pH do CLN8, CLN10, CLN24 com o aumento do
tempo de sonicação (p<0,05).
** Não houve diferença estatística significativa na condutividade do CLN8, CLN10, CLN24 com o
aumento do tempo de sonicação (p>0,05).
Como a sonicação não otimizou os parâmetros de diâmetro médio de
partícula, índice de polidispersão, potencial zeta nas formulações de CLNs
apresentadas como o esperado e além disso promoveu uma diminuição na
estabilidade coloidal. Por essa razão, a sonicação não foi mais utilizada na
preparação dos CLNs para futuras caracterizações.
5.2.2 Influência da concentração do tensoativo SDS nos parâmetros de
diâmetro médio de partícula, potencial zeta e propriedades físico-químicas
A escolha de tensoativos e sua concentração têm um importante impacto
nos parâmetros de diâmetro médio, distribuição e potencial zeta das dispersões
de CLNs (MEHNERT; MÄDER, 2012). A Figura 17 apresenta a variação de
diâmetro médio de partícula e IPD em função da concentração de SDS.
É possível observar que o aumento da concentração de SDS de 8 para 10
mmol L-1 não modificou o diâmetro médio de partícula. No entanto, quando se
aumenta a concentração para 24 mmol L-1, há uma redução significativa no
diâmetro médio da partícula. De acordo com HEJRI e colaboradores (2013) essa
redução de ocorre, pois o aumento da concentração de tensoativo diminui a
tensão superficial do sistema a um nível mínimo. Em relação ao parâmetro de IPD
0 5 104
5
6
7
8
400
600
800
1000
1200 CLN8
pH
Co
nd
.(
S/c
m2)
CLN10
CLN24
Tempo de sonicação (min)
65
não se observou alteração significativa com o aumento da concentração de
tensoativo.
Figura 17: Variação do diâmetro médio de partícula e IPD (índice de polidispersão) em função da concentração de SDS utilizado nas preparações das formulações CLN8, CLN10 e CLN24. *Houve diferença estatística significativa no diâmetro médio com o aumento da concentração de
SDS para 24 mmol L-1 (p<0,05).
**Não houve diferença estatística significativa no diâmetro médio com o aumento da concentração
de SDS de 8 para 10 mmol L-1 (p>0,05).
***Não houve diferença estatística significativa no IPD com o aumento da concentração de SDS
(p>0,05).
A Figura 18 apresenta a variação do potencial zeta em função da
concentração de SDS utilizado. Nessa figura é possível observar que as três
concentrações de SDS (8, 10 e 24 mmol L-1) apresentaram um adequado
potencial zeta (>|30| mV), ou seja, a agregação entre as partículas pôde ser
evitada, mantendo-se a estabilidade coloidal (NNAMANI et al., 2014).
Também é possível observar na Figura 18 um aumento significativo no
potencial zeta com o aumento da concentração de SDS de 8 para 10 mmol L-1.
HELGASON e colaboradores (2009) sugerem que em baixas concentrações de
tensoativo, ou seja, na concentração de 8 mmol L-1, os CLNs talvez não estejam
completamente recobertos em sua superfície por moléculas de tensoativo. A partir
da concentração de 10 mmol L-1 o potencial zeta não é alterado forma
significativa, provavelmente porque a partir desta concentração a superfície dos
CLNs esteja completamente recoberta por moléculas de tensoativo.
8 10 24
0
100
200
300
400
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Diâmetro médioIPD
[SDS] mmol L-1
Diâ
metr
o m
éd
io (
nm
)IP
D
66
8 10 24
0
5
10
15
0
200
400
600
800
1000
1200
CondutividadepH
[SDS] mmol L-1
pH
Co
nd
.(S
/cm
2)
Figura 18: Variação do potencial zeta em função da concentração de SDS utilizado nas preparações das formulações CLN8, CLN10 e CLN24. *Houve diferença estatística significativa no diâmetro médio com o aumento da concentração de
SDS de 8 para 10 mmol L-1 (p<0,05).
**Não houve diferença estatística significativa no diâmetro médio com o aumento da concentração
de SDS de 10 para 24 mmol L-1 (p>0,05).
Como é possível observar na Figura 19, com o aumento da concentração
do SDS, há um aumento na condutividade do meio. Isso ocorre devido à
característica aniônica do SDS. Já o pH diminui, quando aumenta-se a
concentração de SDS de 8 para 10 mmol L-1, e permanece inalterado quando
aumenta-se a concentração para 24 mmol L-1.
Figura 19: Variação do pH e da condutividade em função da concentração de SDS utilizado nas preparações das formulações CLN8, CLN10 e CLN24. *Houve diferença estatística significativa na condutividade com o aumento da concentração de
SDS e no pH com o aumento da concentração de SDS de 8 para 10 mmol L-1
(p<0,05).
8 10 24
-60
-40
-20
0
[SDS] mmol L-1
Po
ten
cia
l Z
eta
(m
V)
67
Apesar da concentração de 24 mmol L-1 de SDS influenciar na redução
significativa do diâmetro médio de partícula, não há uma alteração significativa no
potencial zeta, em relação a concentração de 10 mmol L-1. De acordo com
SALIMEN e colaboradores (2014), elevadas concentrações de tensoativos são
indesejáveis nas formulações de CLNs devido a restrições para produtos
alimentícios ou farmacêuticos, bem como seu elevado custo. Dessa forma, a
concentração de 10 mmol L-1 torna-se uma potencial concentração de tensoativo
para a formulação dos CLNs.
5.2.3 Calorimetria exploratória diferencial (DSC)
O DSC é uma técnica que tem sido frequentemente utilizada para
mensurar a perda ou ganho de calor resultante de mudanças físicas ou químicas
de uma amostra em função da temperatura (ZHENG et al., 2013). Além disso, o
DSC constitui de uma importante ferramenta para a interpretação de fenômenos
de fusão e cristalização de nanopartículas lipídicas (RANPISE; KORABU;
GHODAKE, 2014; JENNING; THÜNEMANN; GOHLA, 2000). No caso dos CLNs,
experimentos de DSC são úteis para o entendimento do comportamento da
mistura do lipídeo sólido com um líquido (ZHENG et al., 2013).
Na Figura 20, mostra a curva DSC para o lipídeo sólido AE e os CLNs
obtidos utilizando concentração de tensoativo SDS de 8 mmol L-1 (CLN8), 10
mmol L-1 (CLN10) e 24 mmol L-1 (CLN24). Nessa figura é possível observar que
houve uma redução no evento endotérmico dos CLNs, e um aumento da
diferença entre o Tonset e o Tpico (alargamento de pico) em relação ao pico
endotérmico correspondente do lipídeo sólido utilizado. Segundo Mendes e
colaboradores (2013) essa redução representa uma menor cristalinidade.
68
Figura 20: Curva DSC do lipídeo sólido ácido esteárico (AE), CLNs obtidos utilizando concentração de tensoativo SDS de 8 mmol L-1 (CLN8), 10 mmol L-1
(CLN10) e 24 mmol L-1, analisadas em atmosfera de N2 (50 mL min-1), com razão de aquecimento 10°C min-1 na faixa de temperatura de 25 a 85 °C.
Com o objetivo de comparar a cristalinidade entre as formulações de CLNs
desenvolvidas, foi utilizado um parâmetro útil, o qual pode ser definido como a
porcentagem de matriz lipídica recristalizada (HAN et al., 2008). Esse parâmetro
pode ser expresso como índice de cristalinidade (IC%) e pode ser calculado
segundo a equação (2):
𝐼𝐶(%) = 𝐸𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎 𝐶𝐿𝑁
𝐸𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎 𝑙𝑖𝑝í𝑑𝑒𝑜 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜× 100% (2)
A entalpia e IC% do lipídeo sólido AE e dos CLNs foram listados na Tabela
5. O resultado mostra que, comparado com o lipídeo sólido (AE), a cristalinidade
de todas as formulações de CLNs foi menor do que o lipídeo inicial, sendo que a
menor de todas foi o CLN24 que apresentou o menor diâmetro médio de
partícula. Isso indica uma predominância de uma matriz lipídica menos ordenada
nos CLNs (DAS; NG; TAN, 2012; HAN et al., 2008).
Essa matriz lipídica menos ordenada também pode ser atribuída à
diminuição na entalpia e também aumento da largura de pico dos CLNs em
relação ao lipídeo sólido AE. De acordo com Hu e colaboradores (2006), lipídeos
40 60 80
AE
AE
CLN10
CLN8
CLN24
Temperatura (°C)
Flu
xo
de
ca
lor
(mW
)
Endo
69
semissólidos ou líquidos como a manteiga de Ouratea sp., também contribuem
em uma menor ordenação cristalina da matriz lipídica dos CLNs
Tabela 5: Dados do DSC de Tonset, Tpico de fusão, entalpia (ΔH) e índice de cristalinidade (IC%) dos CLNs obtidos utilizando concentração de tensoativo de 8 mmol L-1 (CLN8), 10 mmol L-1 (CLN10) e 24 mmol L-1.
Amostra Tonset Tpico Fusão ΔH Entalpia
(J/g)
IC (%)
CLN8 39,8 48,8 22,2 13,5
CLN10 39,0 49,9 23,2 14,1
CLN24 43,3 49,5 7,2 4,4
AE(bulk) 47,7 56,0 164,1 100
5.2.4 Difração de raios X (DRX)
Os CLNs são formados por uma matriz lipídica composta por lipídeos
sólidos, e modificações na sua cristalinidade afetam diretamente a estabilidade
dos CLNs. Além disso, o sistema composto por tensoativos também pode afetar o
processo de formação do cristal (YANG et al., 2013; ZHENG et al., 2013).
A Figura 21 apresenta os difratogramas de raios X do AE e dos CLNs
obtidos utilizando concentração de tensoativo SDS de 8 mmol L-1 (CLN8), 10
mmol L-1 (CLN10) e 24 mmol L-1. É possível observar que o ácido esteárico
apresenta três picos de difração principais a um ângulo de 2θ a 23,93°(d= 0,43
nm), 25,09°(d= 0,41 nm), 27,98° (d= 0,37 nm).
Os CLNs apresentaram alguns dos picos de difração principais
encontrados no lipídeo sólido, porém com uma menor intensidade. Segundo
Tamjidi e colaboradores (2014), essa diminuição na intensidade e alargamento
dos picos apresentados no DRX pelos CLNs resulta de uma matriz lipídica menos
ordenada, ou seja, um menor grau de cristalinidade. Esses resultados estão de
acordo com aqueles encontrados no DSC que demonstra uma diminuição no
índice de cristalinidade após a formação dos CLNs
70
Figura 21: Difração de raios X (DRX) do lipídeo sólido ácido esteárico (AE), CLNs obtidos utilizando concentração de tensoativo SDS de 8 mmol L-1 (CLN8), 10 mmol L-1 (CLN10) e 24 mmol L-1.
5.2.5 Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET)
Análises de microscopia eletrônica de transmissão são frequentemente
utilizadas na caracterização de nanopartículas, a respeito do seu tamanho,
distribuição de tamanho e morfologia (DOMINGO; SAURINA, 2012).
A Figura 22 apresenta as imagens das nanodispersões de CLN8, CLN10 e
CLN24 obtidas através do MET. É possível observar que os CLNs apresentam
formato esférico irregular com diâmetro médio de partícula próximo ao obtido
pelas análises de DLS (200 a 300 nm) (SHETE; PATRAVALE, 2013).
Figura 22: Fotomicrografias obtidos a partir de microscopia eletrônica de
transmissão (x10.000) dos CLNs: CLN8 (a), CLN10(b), CLN24(c).
10 20 30 40
20 25 30
AE
CLN8
CLN10
CLN24
AE
CLN8
CLN10
CLN24
2
Inte
ns
ida
de
(u
.a.)
2
a a
b a
c a
71
5.3 Caracterização do creme base e creme contendo CLN
5.3.1 Comportamento reológico
A dispersão de CLNs geralmente apresenta baixa viscosidade, sendo este
um inconveniente para aplicação cutânea. Por esse motivo, é sugerida a
incorporação dos CLNs em géis ou cremes para facilitar sua aplicação sobre a
pele (KHURANA; JAIN; BEDI, 2013). No desenvolvimento de formulações
farmacêuticas ou cosméticas para aplicação cutânea, é importante considerar
suas propriedades viscosas ou elásticas (FANG et al., 2008).
Na Figura 23 apresenta o comportamento reológico do creme base e do
creme contendo CLN. É possível observar que para ambas as formulações, o
módulo de armazenagem (G’) é maior (>) que o módulo de perda (G’’), indicando
que as propriedades elásticas se sobrepõem às viscosas. Já o parâmetro
viscosidade complexa (η*), apresentada na Figura 24, mostrou-se dependente da
frequência, ou seja, quanto maior foi a frequência menor foi valor de η*, sendo
esta uma característica de materiais plásticos (JUNYAPRASERT et al., 2009).
Também é possível observar um menor valor de η* para a formulação do creme
contendo CLN. Segundo FANG e colaboradores (2008), formulações contendo
CLN tendem a uma menor viscosidade.
Figura 23: Módulo de armazenagem (G’) e módulo de perda (G’’) em função da frequência referente às amostras de creme base e com CLN (25°C).
0,01 0,1 1 10 100
0,01
0,1
1
10
100
1000
10000
G'G
'' (
Pa)
G' creme c/CLN
Frequência (Hz)
G'' creme c/CLN
0,01 0,1 1 10 100
0,01
0,1
1
10
100
1000
10000
G' creme base
G'G
'' (
Pa)
Frequência (Hz)
G'' creme base
72
Figura 24: Viscosidade complexa (η*) em função da frequência referente às amostras de creme base e com CLN (25°C).
5.3.2 Efeito oclusivo
Na maioria dos produtos cosméticos, são empregadas substâncias
oclusivas, geralmente oleosas como a manteiga, que visam o aumento da
hidratação da pele. Essas substâncias quando aplicadas sobre a pele formam
uma barreira lipídica que impede a perda de água transepidermal e
consequentemente aumentam o conteúdo de água do estrato córneo (BAREL;
PAYE, MAIBACH, 2009; BAUMANN, 2009; VIEIRA, 2008).
Diante disso o efeito oclusivo é um parâmetro importante nas formulações
cosméticas que utilizam substâncias oclusivas que melhoram a hidratação
cutânea. Esse efeito pode ser calculado pelo fator de oclusão que varia de 0-
100%, sendo 0% o fator que não ocorre oclusão (controle) e 100% quando obtêm
a máxima oclusão, porém o efeito máximo é indesejável prejudica "o acesso de
oxigênio" para a pele a partir do ar (SOUTO, MÜLLER, 2008).
A Figura 25 apresenta o fator de oclusão do CLN10, do creme base e do
creme contendo CLN10 obtido a partir do método de Vringer in vitro. De acordo
com Teeranachaideekul e colaboradores (2008), o fator de oclusão depende do
volume de amostra, diâmetro médio de partícula, cristalinidade, concentração
0,01 0,1 1 10 100
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
Creme base
Frequência (Hz)
Creme c/CLN
73
lipídica e do tipo de sistema coloidal. Dessa forma, o que pode ser observado na
Figura 25 é que houve um aumento da oclusão com a incorporação dos CLN
desenvolvido em relação ao creme base e o CLN10 (MÜLLER et al.,2007).
Figura 25: Fator de oclusão (%) do CLN10, do creme base e do creme contendo CLN10 em função do tempo (h) 6, 24 e 48h realizados a 30°C ± 2 mimetizando a temperatura da pele. * Houve diferença estatística significativa no fator de oclusão das amostras CLN10, Creme base,
Creme c/CLN (p<0,05).
5.3.3 Estudo de interação com modelo de estrato córneo e avaliação da
hidratação
O estudo de interação com modelo de estrato córneo por DSC (Tabela 9)
forneceram resultados importantes de Tpico e ΔH para sugerir a hidratação
cutânea. A amostra tratada com as três amostras (CLN10, creme base e creme
c/CLN) demonstrou uma diminuição na Tpico em relação à pele de cobra não
tratada (Tabela 6). Segundo Takaoka e colaboradores (2010), essa diminuição na
Tpico pode sugerir que o conteúdo de água está localizado na superfície da pele.
Já a entalpia representa a quantidade de calor necessária para que haja a
evaporação da água presente na amostra e/ou a fusão da sua estrutura cristalina.
Então, pode-se sugerir que quanto maior a entalpia, mais elevada é a quantidade
de água presente na amostra. Na Tabela 6, é possível observar um aumento na
CLN10 Creme base Creme c/CLN0
10
20
30
40
50
6h
24h
48h
Fato
r d
e o
clu
são
(%
)
74
entalpia nas amostras tratadas em relação à pele sem tratamento, sendo este
mais pronunciado na amostra tratada com o creme contendo CLN. Nesse sentido,
é possível sugerir um aumento na hidratação cutânea com a incorporação do CLN
contendo manteiga de Ouratea sp..
Tabela 6: Avaliação da hidratação do modelo estrato córneo tratado e não tratado com CLN10, creme base e creme contendo CLNs através do DSC.
Amostra T pico(°C) ΔHcalculado(J/g)
Sem
tratamento 106,93 112,32
CLN10 61,23 126,81
Creme base 80,31 287,29
Creme c/CLN 76,36 296,18
Tpico (Temperatura de pico); Tonset (Temperatura onset) e Δ Hcalculado (Entalpia).
75
6 CONCLUSÃO
De modo geral, os CLNs contendo Manteiga Ouratea sp. foram
desenvolvidos e apresentaram diâmetro médio entre 200 a 300 nm nas análises
de DLS e MET. Foi possível sugerir a utilização da concentração de 10 mmol L-1
de tensoativo SDS nas formulações de CLNs, tendo em vista que não houve
diferença significativa (p>0,05) no potencial zeta em relação a formulação que foi
utilizado 24 mmol L-1 of SDS (~ -50 mV). Após a incorporação do CLN10 no
creme base, foi possível observar um aumento no efeito oclusivo e na hidratação
cutânea. Dessa forma os CLNs contendo manteiga de Ouratea sp. podem ser
uma alternativa nanotecnológica atrativa para o aumento da hidratação cutânea.
76
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APÊNDICE A – RESUMO ACEITO E CONVIDADO PARA APRESENTAÇÃO ORAL NO IX CONGRESSO BRASILEIRO DE ANÁLISE TÉRMICA E CALORIMETRIA (SERRA NEGRA-2014)
Efeito da manteiga de Ouratea sp. na cristalinidade de lipídeos sólidos utilizados em sistemas carreadores lipídicos
nanoestruturados
Juliana G. Galvão 1, Gabriela G. G. Trindade 1, Adriana J. Santos1, Joyce K. M. C. Gonsalves1, Rogéria S. Nunes1
1 Departamento de Farmácia da Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, Brasil, [email protected] RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da manteiga de Ouratea sp. na cristalinidade de lipídeos sólidos utilizados em sistemas carreadores lipídicos nanoestruturados. Os lipídeos sólidos tais como, ácido esteárico (AE), cera de abelha (CA) e cera de carnaúba (CC) foram submetidos ao processo de recristalização (aquecimento-resfriamento). Além disso, misturas físicas binárias foram preparadas entre os lipídeos sólidos AE, CA, CC e a manteiga de Ouratea sp. (MO) na proporção de 1:1 (p/p) através do aquecimento dos componentes acima da temperatura de fusão seguido de resfriamento a temperatura ambiente. Após este procedimento as amostras foram caracterizadas por Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Termogravimetria (TG) e Difração de raios-X (DRX). Através das caracterizações foi possível observar que mesmo após recristalização os lipídeos mantiveram sua estrutura cristalina. As curvas de DSC apresentaram um deslocamento do ponto de fusão para menores temperaturas, nas misturas lipídicas com MO. Os dados de TG sugeriram uma diminuição na estabilidade térmica nas misturas lipídicas contendo AE e CC e um aumento da estabilidade da mistura contendo CA. Por fim, os dados de DRX confirmaram os resultados de DSC, pois mostraram uma diminuição na intensidade dos picos principais de difração nas misturas lipídicas e a presença de uma porção amorfa a um ângulo em 2θ: 22°. Esses resultados sugerem que a misturas lipídicas com MO apresenta uma menor cristalinidade e espera-se que essa porção amorfa facilite a incorporação de fármacos, por exemplo. Palavras-chave: Manteiga Ouratea sp., lipídeos sólidos, cristalinidade, análise térmica.
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ABSTRACT The aim of this work was to evaluate the effect of Ouratea sp. butter on crystallinity of solid lipids used in nanostructured lipid carriers systems. The solid lipids such as, stearic acid (SA), beeswax (BW) and carnauba wax (CW) were submitted to recrystallization process (heating-cooling). Moreover, binary mixtures between solid lipids and Ouratea sp. butter (OB) were prepared in ratio 1:1 (w/w) by heating of the components above the melting point followed by cooling at room temperature. After this procedure, the samples were characterized by Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetry (TG) and X ray Diffraction (XRD). From the characterizations was possible to observe that after heating-cooling process the lipids preserved its crystalline structure. DSC curves showed a shift of the melting point to lower temperatures in the lipid mixtures with OB. TG data suggested a thermal stability reduction in the lipid mixtures containing SA and CW and an increase thermal stability in the mixture containing BW. Finally, XRD data confirmed DSC results, showing a reduction in intensity of main diffraction peaks of the lipid mixtures and a presence of the amorphous portion in angle 2θ: 22°. These results suggest that lipid mixtures with OB present a lower crystallinity and it is expected that amorphous portion facilitates drug incorporation, for example. Keywords: Ouratea sp. butter, solid lipids, crystallinity, Thermal analysis. INTRODUÇÃO A busca por matérias-primas inéditas de origem natural pela indústria
farmacêutica e cosmética vem se intensificando ao longo das décadas (1).
Recentemente observou-se no interior do Rio Grande do Norte, a utilização por
populares das sementes de uma árvore da espécie Ouratea sp., que após um
processamento rudimentar de extração obtinha-se uma manteiga, utilizada para
alimentação. Essa é composta predominantemente por gorduras insaturadas e
saturadas, e entre essas gorduras encontram-se os ácidos graxos essenciais de
maior porcentagem, como por exemplo, o ácido oleico, palmítico e o ácido
linoleico. Dentre suas funções os ácidos graxos essenciais, podem atuar como
potencial emoliente, o qual melhora a função barreira do estrato córneo,
impedindo a perda transepidermal de água, favorecendo a hidratação cutânea
(2,3).
Dessa forma, a manteiga de Ouratea sp. torna-se um potencial
componente lipídico no desenvolvimento de Carreadores Lípidicos
Nanoestruturados (CLNs). A segunda geração de nanopartículas lipídicas, os
CLNs que consistem de partículas de tamanho nanométrico obtidas através de
88
uma mistura de lipídeo sólido e lipídeo líquido ou semissólido dispersos em uma
solução de tensoativos, permanecendo sólidos à temperatura ambiente e corporal
(4,5).
O interesse pelo uso de CLNs inclui a proteção contra a degradação
química de substâncias lábeis, controle da liberação de substâncias, aumento da
estabilidade de fármacos, baixa toxicidade, fácil esterilização e transposição em
larga escala, biocompatibilidade, além da formação de filmes sobre a pele
demonstrando propriedades oclusivas e hidratantes (5–8).
A seleção de uma mistura lipídica é uma etapa crucial para a produção de
CLNs com características físico-químicas adequadas para sua aplicação. Têm
sido reportado que a mistura lipídica tem um significante impacto na estabilidade
química de substâncias bioativas (9,10).
Na seleção dos lipídeos utilizados para o desenvolvimento de CLNs é
necessário considerar a compatibilidade do lipídeo sólido com o líquido, ou seja,
deve ocorrer a miscibilidade entre eles. Kasongo e colaboradores (11) utilizaram a
Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e um papel hidrofílico para determinar
a miscibilidade entre lipídeos sólido e líquido. Também deve ser considerada a
estabilidade em relação a degradação química (oxidação e lipólise) da fase
lipídica. Além disso, os lipídeos devem ser biodegradáveis, não tóxicos e capazes
de produzir partículas na escala nanométrica (7,12).
O objetivo deste estudo é avaliar o efeito da manteiga Ouratea sp. na
cristalinidade de lipídeos sólidos necessários para a formação de CLNs, por
Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Termogravimetria (TG) e Difração de
raios X (DRX).
MATERIAL E MÉTODOS Material. O ácido esteárico, a cera de abelha e a cera de carnaúba foram
adquiridos da Dinâmica®. A manteiga de Ouratea sp. foi produzida pela Raros
Naturals® (Macaíba/RN Brasil).
Preparação das amostras. Os lipídeos sólidos (ácido esteárico - AE, cera de
abelha- CA e cera de carnaúba- CC), foram aquecidos separadamente e
resfriados (processo de recristalização) e foram enviados antes e após a
89
recristalização para as caracterizações. As misturas físicas binárias entre os
lipídeos sólidos AE, CA, CC e a manteiga de Ouratea sp. foram preparadas na
proporção de 1:1 através do aquecimento dos componentes da mistura e
posterior resfriamento. Após este procedimento as misturas foram acondicionadas
adequadamente e enviadas para as caracterizações.
Caracterização: Calorimetria exploratória diferencial (DSC). As curvas DSC
foram obtidas utilizando DSC 2010 TA Instruments, onde as amostras de
aproximadamente 2 mg foram colocadas em porta amostra de alumínio. As
análises foram realizadas na faixa de 25ºC a 200ºC, sob razão de aquecimento de
10ºC min-1 e atmosfera dinâmica de nitrogênio (50 mL min-1).
Termogravimetria (TG). As curvas TG foram obtidas utilizando equipamento TA
Instruments TG/DTA 2960 SDT, na faixa de temperatura de 25 - 800°C, sob razão
de aquecimento de 10°C min-1 e atmosfera dinâmica de nitrogênio (50 mL min-1).
As amostras foram colocadas em porta amostra de platina contendo
aproximadamente 10 mg.
Difração de raios X (DRX). As medidas de difração de raios X foram realizadas
em difratômetro Rigaku com tubo de cobalto (λ = 1,79 Å), empregando voltagem
de 40 kV e corrente de 30 mA. As medidas foram realizadas no intervalo 10° a
80°, com varredura em etapas de 0,02º e velocidade de varredura de 1° min-1.
RESULTADOS
DSC é uma técnica de grande importância para caracterização das
matérias-primas para formulação de CLNs, fornecendo informações relacionadas
ao estado físico e grau de cristalinidade da amostra, através do comportamento
térmico. Essa técnica também permite avaliar os principais parâmetros de
processo utilizados na obtenção dos CLNs, uma vez que a mistura lipídica é
aquecida e depois resfriada (recristalizada) para a formação dos CLNs (13).
Baseado no processo de produção dos CLNs, o lípideo sólido utilizado passou
pelo processo de recristalização (aquecimento-resfriamento) para que fossem
avaliadas possíveis modificações durante o processo de produção dos CLNs.
90
Fig. 1 Curva de DSC antes (linha pontilhada) e após (linha cheia)
processo de recristalização do ácido esteárico (a), cera de abelha
(b) e cera de carnaúba (c).
Fig. 2 Curva de DSC da manteiga de Ouratea sp.(d), misturas
físicas: manteiga + ácido esteárico (e), manteiga + cera de abelha
(f), manteiga + cera de carnaúba (g).
As curvas DSC referentes aos lipídeos sólidos antes e após recristalização
estão apresentadas na Figura 1. O AE apresenta um pico endotérmico na faixa de
temperatura entre 40 e 65°C (Tpico ~ 57°C), o qual está relacionado ao seu ponto
de fusão (14,15). Também na Figura 1 é possível observar a curva DSC do AE
após o processo de recristalização, o qual não apresentou alterações
significativas na temperatura de fusão (57°C). Segundo Desai, Kothari e Huang
(16) isso ocorre devido à habilidade do ácido esteárico em voltar a sua forma
cristalina original após o processo de recristalização. Assim como o AE, a CA e a
CC não apresentaram alterações na temperatura de fusão (Tpico ~ 63 e 82°C
respectivamente) após o processo de recristalização (17,18). Isso possibilita a
utilização desses lipídeos sólidos para obtenção de CLNs (19). Sendo que para a
CC, devido a sua elevada temperatura de fusão em relação aos outros dois
lipídeos sólidos, sua utilização pode ser limitada para algumas metodologias de
preparação de CLNs, como por exemplo, o método de difusão do solvente.
Na Figura 2 é possível observar que a manteiga de Ouratea sp. apresenta
4 picos endotérmicos: 1° na faixa de temperatura de 30 - 40°C (Tpico ~ 35°C), 2°
na faixa de 40 - 50°C (Tpico ~ 48°C), 3° na faixa de 50 – 68°C (Tpico ~ 60°C) e 4° na
faixa de 70 – 80°C (Tpico ~ 75°C) correspondentes a complexa composição de
ácidos graxos essenciais e não essenciais presentes.
50 100 150 200
a
b
c
Flu
xo
de c
alo
r (m
W)
Temperatura (°C)
82
Endo
58
63
50 100 150 200
d
e
f
Temperatura (°C)
Flu
xo
de c
alo
r (m
W)
3548 60 75
34
80
g
Endo
30
58
34
50
91
A curva DSC da mistura física entre AE e manteiga (e) mostra uma
sobreposição das curvas dos dois componentes isolados, onde o pico
endotérmico de fusão do AE sofreu leve deslocamento para menor temperatura
(Tpico ~ 50°C), e apresenta um pico endotérmico em 34°C referente ao pico
presente na Manteiga levemente deslocado, também para uma menor
temperatura. Já a curva DSC da mistura entre a CA e manteiga (f) apresentou
também uma sobreposição entre os componentes, em que o pico endotérmico de
fusão da CA sofreu um leve deslocamento para menor temperatura (Tpico ~ 58°C),
e apresenta um pico endotérmico em 30°C referente ao pico presente na
Manteiga levemente deslocado. Na mistura física entre CC e manteiga (g)
também foi possível observar uma sobreposição em que o pico da CC foi
levemente deslocado para 80°C, além de apresentar outro pico endotérmico
referente à manteiga (34°C). Esses deslocamentos para menores temperaturas
de fusão nas misturas físicas podem sugerir que a manteiga de Ouratea sp.
promoveu uma desordem cristalina na matriz lipídica (20). Segundo Villalobos-
Hernandez e Müller-Goymann (17), isso ocorre devido a presença de um lipídeo
semissólido ou líquido, o qual impede a completa reordenação da estrutura
cristalina dos lipídeos sólidos.
As Curvas TG referentes aos lipídeos sólidos antes e após recristalização
estão apresentadas na Figura 2. A Figura 2 representa a variação de massa das
amostras dos lipídeos sólidos (AE, CA, CC) antes e após a recristalização. O AE
apresentou duas perdas de massa, a primeira no intervalo de temperatura de
161 – 306°C (Δm1 = 79,63% Tpico DTG ~ 267°C) característica de decomposição
do AE e a segunda no intervalo de 306 - 410°C (Δm2 = 16,56% Tpico DTG ~
380°C) (14,15). A CA apresentou apenas uma perda de massa no intervalo de
180 – 480°C (Δm1 = 99,5% Tpico DTG ~ 396,7°C). A CC apresentou apenas uma
perda de massa no intervalo de 250 – 500°C (Δm1 = 98,5% Tpico DTG ~ 426,1°C).
Mesmo após o processo de recristalização dos lipídeos sólidos, estes não
apresentaram alterações significativas na sua degradação térmica (21).
A MO apresentou duas perdas de massa, a primeira no intervalo de
temperatura de 240 – 270°C (Δm1 =1,21% e Tpico DTG ~ 259°C) e a segunda no
intervalo de 300 - 483°C (Δm2 =97,06% e Tpico DTG ~ 414°C). Na curva TG da
92
Fig. 3 Curva de TG antes (linha pontilhada) e após (linha cheia)
processo de recristalização do ácido esteárico (a), cera de abelha
(b) e cera de carnaúba (c).
Fig. 4 Curva de TG da manteiga de Ouratea sp.(d),
misturas físicas: manteiga + ácido esteárico (e),
manteiga + cera de abelha (f), manteiga + cera de
carnaúba (g).
mistura MO e AE foi possível observar três perdas de massa: 1° na faixa de
temperatura de 156 – 306°C (Δm1 =41,10% e Tpico DTG ~ 258°C), 2° na faixa de
306 – 424°C (Δm2 =52,62% e Tpico DTG ~ 399°C) e 3° na faixa de 424 – 466°C
(Δm3 =4,52% e Tpico DTG ~ 446°C). A mistura de MO e CA e a mistura de MO e
CC apresentaram apenas um evento de perda de massa respectivamente no
intervalo 180 – 480°C (Δm1 = 99,5% Tpico DTG ~ 409°C) e no intervalo de
250 – 500°C (Δm1 = 98,5% Tpico DTG ~ 410,0°C). Esses dados sugerem uma
diminuição na estabilidade térmica na mistura lipídica contendo CC e um aumento
da estabilidade da mistura contendo AE e CA, se comparado com os resultados
obtidos pelos lipídeos sólidos puros (21).
Os difratogramas de raios X referentes aos lipídeos sólidos antes e após
recristalização estão apresentados na Figura 5. Os lipídeos sólidos (AE, CA e CC)
apresentaram picos principais de difração a 2θ de AE (23,87°; 25,00°; 27,92°), CA
(22,55°; 25,14°; 28,04°) e CC (25,28°; 27,92°). É possível observar que não houve
diferenças nos picos principais dos lipídeos sólidos antes e após a recristalização,
confirmando os dados obtidos por DSC.
A MO apresentou halos de difração a um ângulo de 2θ, em 20 e 23°. Já
nas misturas entre a MO e os lipídeos sólidos foi possível observar que houve
uma sobreposição entre os perfis de difração, com predominância dos picos
100 200 300 400 500 600 700 800
a
b
Pe
rda
de
ma
ss
a (
%)
c
Temperatura(°C)
100 200 300 400 500 600 700 800
Temperatura(°C)
Pe
rda
de
ma
ss
a (
%)
d
f
g
e
93
Fig. 5 Difração de raios X antes (linha pontilhada) e após (linha cheia)
processo de recristalização do ácido esteárico (a), cera de abelha (b) e
cera de carnaúba (c).
Fig. 6 Difração de raios X da manteiga de Ouratea sp.(d),
misturas físicas: manteiga + ácido esteárico (e), manteiga + cera
de abelha (f), manteiga + cera de carnaúba (g).
apresentados pelo lipídeo sólido. Sendo que as misturas apresentaram uma
pequena porção amorfa em aproximadamente a um ângulo de 2θ em 22°, a qual
não está presente nos lipídeos sólidos puros. De acordo com Attama e
colaboradores (22), isso mostra que a matriz lipídica formada apresenta uma
menor cristalinidade e espera-se que essa porção amorfa facilite a incorporação
de fármacos, por exemplo. Além disso, há uma diminuição na intensidade dos
picos principais de difração nas misturas lipídicas com a MO em relação aos
apresentados pelos lipídeos sólidos que são altamente ordenados. Esses
resultados confirmam os dados obtidos no DSC em que as misturas lipídicas
apresentaram um deslocamento da temperatura de fusão para valores menores
do que aqueles apresentados pelos lipídeos sólidos puros.
CONCLUSÃO
Baseado nos resultados obtidos nesse trabalho é possível concluir que
mesmo após recristalização os lipídeos mantiveram sua estrutura cristalina e que
a manteiga Ouratea sp. foi capaz de diminuir a cristalinidade dos lipídeos sólidos
em questão AE, CA e CC. Através do DSC foi possível observar que as misturas
lipídicas apresentaram um deslocamento do ponto de fusão para menores
temperaturas, em relação aos lipídeos sólidos puros. Os dados de TG sugerem
uma diminuição na estabilidade térmica nas misturas lipídicas contendo AE e CC
10 20 30 40 50 60 70 80
d
e
2
Inte
ns
ida
de
(u
.a.)
f
g
10 20 30 40 50 60 70 80
Inte
ns
ida
de
(u
.a.) a
b
c
94
e um aumento da estabilidade da mistura contendo CA se comparado com os
resultados obtidos pelos lipídeos sólidos puros. Por fim, os dados de DRX
mostraram uma diminuição na intensidade dos picos principais de difração nas
misturas lipídicas com a MO em relação aos apresentados pelos lipídeos sólidos
que são altamente ordenados e a presença de uma porção amorfa a um ângulo
em 2θ de 22°. Esses resultados confirmam os dados obtidos no DSC em que as
misturas lipídicas apresentaram um deslocamento da temperatura de fusão para
valores menores do que aqueles apresentados pelos lipídeos sólidos puros. Isso
sugere que a matriz lipídica formada apresenta uma menor cristalinidade e
espera-se que essa porção amorfa facilite a incorporação de fármacos, por
exemplo.
AGRADECIMENTOS A CAPES, FAPERN e o CNPq pelo apoio financeiro. REFERÊNCIAS 1. Duber-Smith DC, Chang YH, Olson AB, Rosholt AP, Api AM, Vey M, Ugurlayan AM, Srinivasan
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