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Fluidos Supercríticos: Aplicações e Novas
Oportunidades
Silvio A. B. Vieira de Melo
Departamento de Engenharia Química
Programa de Pós-graduação em Engenharia Industrial
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
9/26/2013 2
Brasil
9/26/2013 3
Brasil em Números
Área: 8,5 milhões km2 Localização: 6N-34S, 28-74 O População: 200 milhões de habitantes Densidade: 22,3 hab/km2 Início colonização: 1549, com a fundação de Salvador Independência: 1822 Governo: Repúbica Federativa, 1889 Economia: Petróleo e Gás, Minérios, Commodities agrícolas e
petroquímicos
9/26/2013 4
Bahia
9/26/2013 5
Salvador
9/26/2013 6
UFBA
www.ufba.br
9/26/2013 7
UFBA – Campus de Ondina
9/26/2013 8
UFBA em Números
Ano de fundação: 1946 Área total: 1,352,177.65 m2 Área total construída: 307.884,94 m2
Faculdades: 10 Escolas: 9 Institutos e Centros: 13
9/26/2013 9
UFBA em Números
Cursos de graduação: 112 Estudantes de graduação: 40 mil Professores: 1,6 mil Servidores: 4,8 mil Cursos de pós-graduação: DSc (40) e Msc (60) Estudantes de pós-graduação: 6 mil
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UFBA em Números
Estudantes de graduação em engenharia: 4 mil Professores na Escola Politécnica: 150
Cursos de graduação em Engenharia: 10 (Civil, Química, Elétrica, Mecânica, Minas, Ambiental, Produção, Automação e Controle, Petróleo, Naval)
Cursos de Mestrado e/ou Doutorado em
Engenharia: 8
Grupo de Pesquisa: Profa. Dra. Elaine Christine de Magalhães Cabral Albuquerque
Profa. Dra. Gloria Meyberg Nunes Costa
Profa. Dr. Heloysa Andrade
Prof. Dr. Silvio Alexandre Beisl Vieira de Melo
Dra. Cassia Detoni
Dra. Ariana Farias Melo
Linha de Pesquisa:
Nanotecnologia Supercrítica
BIOTECNAN - Tecnologia de Bioprocessos e Nanoprodutos
9/26/2013 12
Processamento de Fármacos
Formação de nanopartículas de fármacos em meio supercrítico
Encapsulação de fármacos em meio supercrítico • Lipossomos • Nanopartículas lipídicas sólidas
O tamanho de partícula deve variar em função da sua finalidade.
Tamanho de partícula para diferentes dosagens, formas e vias de administração
Preparação de partículas
Sistemas de Liberação Controlada X Liberação Convencional
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Diagrama de Fases Pressão-Temperatura
T > Tc
P > Pc
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Candidatos a FSC
Solvente Tc (oC) Pc (bar) Etileno 9,3 50,4 CHF3 26,0 47,5 CClF3 29,0 39,2 CO2 31,1 73,8 Etano 32,2 48,8 Propileno 91,9 46,2 Propano 96,7 42,5
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Como agem os FSC? (Diagrama ρ-P)
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Qual o processo?
Qual o papel do FSC? • Solvente • Antisolvente • Soluto
O que se deseja formar?
• Pó, revestimento, sólidos amorfos, cristais, co-cristais...
Formação de nanopartículas usando fluido supercrítico
O FSC como:
Solvente
Antisolvente
Soluto
GAS
SAS
RESS
RESOLV
PGSS
Técnicas
Formação de nanopartículas usando fluido supercrítico
Como ocorre?
Rápida Expanão de uma Solução Supercrítica - RESS
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RESS
Como ocorre?
Precipitação de Soluções Saturadas em Gás - PGSS
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PGSS
O fluido supercrítico promove a precipitação do substrato ou grupo de substratos que foram inicialmente dissolvidos em um solvente líquido
Como ocorre?
Precipitação usando um Gás Antisolvente Supercrítico - GAS
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GAS
Como ocorre?
Precipitação com Antisolvente Supercrítico - SAS
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SAS
9/26/2013 28
Unidade SAS – LNS/EP
9/26/2013 29
Unidade SAS – LNS/EP
9/26/2013 30
Unidade SAS – LNS/EP
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Tamanhos de partícula típicos
FSC como solvente: 10nm-100µm
FSC como antisolvente: 10nm-100µm
FSC como soluto: 1µm-50µm
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Principais Colaborações
University of Birmingham (Inglaterra)
Università di Salerno (Itália)
Università di Padova (Itália)
University of New South Wales (Austrália)
Universidade de Coimbra (Portugal)
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Estudo de Caso
Micronização da Levotiroxina Sódica usando CO2
Supercrítico e Etanol
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Levotiroxina sódica
Microscopia eletrônica de varredura
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Resultados - GAS
T = 40oC, 2 mg/ml, ampliação 1K e 100K
9/26/2013 36
Resultados - GAS
T = 40oC, 4 mg/ml, ampliação 1K e 100K
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Resultados - GAS
T = 25 oC, 2 mg/ml
100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000
20
40
60
80
100
Parti
cles,
%
Hydrodynamic diameter (nm)200 400 600 800 1000 1200
0
20
40
60
80
100
Parti
cles,
%Hydrodynamic diameter (nm)
T = 25 oC, 4 mg/ml
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Resultados - GAS
T = 40 oC, 2 mg/ml T = 40 oC, 4 mg/ml
350 355 360 365 370 375 380 385 390 395 4000
20
40
60
80
100
Parti
cles,
%
Hydrodynamic diameter (nm)200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
0
20
40
60
80
100
Parti
cles,
%Hydrodynamic diameter (nm)
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Resultados
9/26/2013 40
Estudo de Caso
Formação de lipossomos para
encapsulamento de insulina em meio supercrítico
Doutoranda: Islane do Espírito Santo
9/26/2013 41
Estudo de Caso
Supercritical fluid technology for development of solid lipid nanoparticles
entrapping curcumin Doutorando: André São Pedro
9/26/2013 42
Estudo de Caso
Impregnação de biopolímeros com produtos naturais utilizando tecnologia supercrítica para fins farmacêuticos e
cosméticos
Doutoranda: Cinara Vasconcelos da Silva
UFBA-UFPA-UC
Novo LAB
Centro de Excelência em Energia e Ambiente – CIENAM
Centro de Excelência em Energia e Ambiente – CIENAM
Novo LAB
Centro de Excelência em Energia e Ambiente – CIENAM
Novo LAB
Novo LAB
Unidade de Equilíbrio de Fases a Alta Pressão
Novo LAB
Unidade de Micronização Supercrítica
Novo LAB
Agradecimentos
