BRPI0705564B1 - Sistema do tipo cristal líquido contínuo contendo co-solvente portador de substâncias fracamente solúveis em água, seu processo de obtenção e seus usos - Google Patents

Abstract

sistema portador de substâncias fracamente solúveis em água, processo para sua obtenção e seus usos a presente invenção se refere a um sistema portador de substâncias fracamente solúveis em água compreendendo (i) um composto lipídico, (ii) um co-solvente e (iii) água, dito sistema sendo um líquido constituído de fase liotrópica em equilíbrio termodinâmico, na forma de fase l3 (fase esponja), obtida a partir de proporções estequiometricamente definidas. a invenção também contempla um processo para a obtenção de dito sistema portador de substâncias fracamente solúveis em água, bem como o seu uso como meio portador de substâncias fracamente solúveis em água, tais como fármacos, pesticidas, herbicidas, proteínas, aminoácidos, vitaminas, antibióticos e substâncias semelhantes para a preparação de composições ou para o recobrimento de nanopartículas.

Description

Campo da invenção

[001] A presente invenção se refere a um sistema portador de substâncias fracamente solúveis em água compreendendo (i) um composto lipídico, (ii) um co-solvente e (iii) água, dito sistema sendo um líquido constituído de fase liotrópica em equilíbrio termodinâmico, na forma de fase L3 (fase esponja), obtida a partir de proporções estequiometricamente definidas. A invenção também contempla um processo para a obtenção de dito sistema portador de substâncias fracamente solúveis em água, bem como o seu uso como meio portador de substâncias fracamente solúveis em água, tais como: fármacos, pesticidas, herbicidas, proteínas, aminoácidos, vitaminas, antibióticos, anestésicos e substâncias semelhantes, para a preparação de composições ou como molde para a preparação de nanoparticuias de alta porosidade.

Fundamentos da invenção

[002] A maioria das estruturas liotrópicas formadas quando moléculas anfífilicas, tais como sabões, detergentes e lipídios são expostos à água está agora bem categorizada, e seus diagramas de fase são bem conhecidos. O caráter liotrópico das fases líquido cristalinas é dado pelas moléculas do solvente. Isso resulta do fato de que tais fases não estão uniformemente distribuídas, sendo tipicamente mais numerosas em uma parte da fase do que em outras.

[003] Essa separação entre anfifilico e solvente origina uma grande diversidade de estruturas. Em adição ao arranjo das próprias moléculas nos agregados anfifílicos, existe nas fases liotrópicas, um arranjo de agregados em estruturas de ordem superior. EKWALL (1975) (ver Ekwall, P., Advances in Liquid Crystals, Ed. G.W. Brown, Academic Press, New York, 1975) notou que, para vários sistemas ternários (surfactante iônico/álcool alifático de cadeia curta/água) o domínio de estabilidade da fase lamelar se amplia na direção do vértice da água no diagrama de fase. Em outras palavras, uma região caracteristicamente micelar do diagrama de fase, após a adição de álcool alifático, passa a ser uma fase La. O aumento do teor relativo de álcool resulta em três diferentes fases: (i) a fase micelar Li, em baixa relação ψdi∞oi/ψsurfactante; (ii) a fase La, em uma relação mais alta onde ocorre o domínio da estabilidade da fase lamelar inchada com álcool e, (iii) a fase L3, caracterizada por ser uma região fina. Essas transformações de fase em escala macroscópica muito provavelmente correspondem a relevantes transformações morfológicas dos agregados surfactantes. A seqüência corresponde a uma curvatura cada vez menor para o filme álcool/surfactante e está de acordo com o princípio segundo o qual a adição de álcool diminui dita curvatura (o modulo de dobramento Gaussiano).

[004] É importante observar que Ekwall foi pioneiro, mas ele não dispunha, na época, de técnicas espectroscópicas capazes de garantir a determinação da posição de moléculas, e, devido a isso, o sistema só pode ser desvendado em 1987/1988 pelo grupo de Monpellier (ver Ekwall, P. “Solutions of alkali soaps and water in fatty acids X. The basic structure of the molecules and the size of the particles of acid octanoates in the L2- phase at water contents below 40%”. Colloid & Polymer Science Volume 266 (8), pp. 729-733. Agosto/1988).

[005] Benton & Miller (ver Benton, W.J. e Miller, C.A., Prog. Colloid Polymer Sci. 68, 71. (1983)), pesquisadores na área de petróleo, descreveram, pela primeira vez, o aparecimento de uma fase líquido cristal na região diluída (< 10% peso de surfactante) de misturas ternárias surfactante/álcool/água usadas para lubrificação em poços de petróleo. Os autores trabalharam com uma série de surfactantes aniônicos e álcoois de cadeia reta e de tamanho médio utilizando luz polarizada em experimentos macroscópicos e microscópicos. A presença de cristais líquidos foi confirmada colocando-se a amostra em um tubo de ensaio no meio de dois polarizadores de luz cruzada. As fases líquido cristal aparecem com várias texturas birrefringentes.

[006] Porte G., em uma seqüência de trabalhos realizados pelo seu grupo em Montpellier (ver Porte, G. J. Phys. Cond. Mat.1992, 4, 8649), fez a caracterização de misturas ternárias surfactante/álcool de cadeia linear média/água usando um sistema baseado em cloreto e/ou brometo de cetilpiridinium, composto tendo uma cabeça hidrofílica e uma cauda hidrofóbica constituída de uma cadeia de hidrocarboneto. Resumidamente esse grupo fez a construção de um diagrama de fase na região altamente diluída de surfactante, onde é mostrado um comportamento radial, sendo que as diversas fases que se sucedem dependem principal mente da estequiometria álcool/surfactante e são independentes do teor de água. Na ausência de álcool, na fase diluída, as moléculas de detergente se organizam como micelas, que crescem de tamanho e mudam de forma (micelas gigantes ou formas cilíndricas, dependendo do contra-íon, cloreto ou brometo), sendo que as micelas de cloreto de cetilpiridinium (CPC1) permanecem pequenas e globulares e as de brometo de cetilpiridinium (CPBr) crescem para formar grandes formas cilíndricas flexíveis. Com a progressiva adição de água formam-se lamelas inchadas (fase denominada L,) e, a seguir, com adição de mais álcool, aparece uma fase que apresenta isotropia óptica e baixa viscosidade. Foi nessa fase, denominada L3, que o grupo de Monpellier concentrou esforços.

[007] Também importante é o trabalho de Saito e colaboradores (ver Saito Y, Hashizaki K, Taguchi H, Ogawa N. “Solubilization of (+)-limonene by anionic/cationic mixed surfactant systems”, DRUG DEVELOPMENT AND INDUSTRIAL PHARMACY 29 (3): 345-348 2003). Esses pesquisadores estudaram os efeitos combinados do n-octila sulfato de sódio (SOS) e brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) na solubilização de (+)-limoneno em solução aquosa usando uma técnica de cromatografia gasosa tipo “headspace".Os resultados mostraram que a mistura de SOS e CTAB resultaram em efeitos sinergísticos positivos na solubilização do (+)-limoneno. Tais efeitos sinergísticos positivos são explicados a partir da perspectiva de comportamento de fase desse sistema surfactante misto.

[008] Um outro grupo de pesquisadores, estudando a interação de heparina com conjuntos anfifílicos (ver Ito Y., Okuyama T., Kashiwagi T., Imanishi Y. “Interaction of heparin with amphiphile assemblies and biocompatibility of the heparin complexes”, JOURNAL OF BIOMATERIALS SCIENCE-POLYMER EDITION 6 (8). 707-714 1994) verificou que a adição de heparina a vesículas pré-formadas de um composto lipídico catiônico com atividade surfactante, o brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB/DDOB), resultou em precipitação rápida do complexo heparina/DODAB. Por outro lado, a heparina estabilizou a vesícula composta de dipalmitoil L-alfa- fosfatidilcolina (DPPC) que é um lipídio neutro. Entretanto, a DPPC foi precipitada com heparina pela adição de uma pequena quantidade de estearilamina (SA) que é uma substância catiônica. O teste de calorimetria de varredura diferencial das misturas de heparina/amfifílico mostrou que o complexo heparina/DODAB possui uma estrutura diferente daquela da vesícula de DODAB original. A estrutura da vesícula de DPPC não foi afetada pela adição de heparina, enquanto que a estrutura do complexo de heparina/DPPC-SA mostrou ser diferente daquela da vesícula de DPPC-SA. Os autores desse trabalho concluíram que a interação de heparina com vesículas depende da natureza dos anfifílicos. Eles também verificaram que a heparina foi solubilizada no solvente orgânico quando complexada com vesículas de DODAB ou de DPPC-SA. Adicionalmente, os autores chegaram à conclusão que apesar de as membranas de poliuretanouréia misturadas com complexos de heparina/DODAB ou heparina/DPPC- SA serem altamente não-trombogênicas, elas são relativamente citotóxicas.

[009] Estudando a influência de co-solventes na estabilidade de vesículas cataniônicas (vesículas compreendendo surfactantes de cargas opostas), Yeh e colaboradores (ver Yeh S.J., Yang Y.M. e Chang C.H., “Cosolvent effects on the stability of catanionic vesicles formed from ion-pair amphiphiles”, LANGMUIR 21 (14): 6179-6184 JUL 5 2005) produziram vesículas cataniônicas em água, pelo método de dispersão mecânica, a partir de quatro anfifílicos de par-de-íons (IPAs) derivados do emparelhamento de cloretos de alquiltrimetilammônio e alquil sulfatos de sódio. A essas vesículas foram adicionados álcoois de cadeia curta (metanol, etanol, 1-propanol e 1-butanol) como co- solventes em diversas concentrações, sendo tais sistemas estudados sistematicamente com relação aos seus efeitos na estabilidade das vesículas resultantes. As medições por espalhamento dinâmico de luz (dynamic light scattering')indicaram que as vesículas formadas a partir de um dos IP As (ou seja, o dodecil sulfato de dodeciltrimetilamônio) podem ser eficazmente estabilizadas pela adição de quantidades apropriadas de 1- propanol e 1-butanol. Foram observados tempos de vida máximos de mais de 1 ano e de 132 dias para vesículas estáveis em soluções de 1-butanol a 5% e de 1-propanol a 15%, respectivamente. Os autores concluíram que isso demonstra o fato de que a estabilização de vesículas cataniônicas formadas a partir de IPAs torna-se possível pela adição de co- solvente. Além disso, os autores também concluiram que a estabilidade de vesículas cataniônicas é fortemente dependente da concentração do co-solvente e que, em geral, a estabilidade da vesícula fica aumentada com o aumento na concentração de co-solvente, alcançando o seu máximo em uma concentração específica e, após esse ponto, a estabilidade decresce com um aumento adicional de concentração, chegando a haver desintegração das vesículas em suas moléculas constituintes em solução com elevadas concentrações de co-solvente.

[010] Um outro grupo que vem se dedicando ao estudo de sistema de vesículas pré- formadas é o de Luisi P. (ver Thomas C.F., Luisi P.L. "Novel properties of DDAB: Matrix effect and interaction with oleate”, JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B 108 (31): 11285-11290 (2004)), sendo o mais recente o que trata da investigação sobre a interação do surfactante carregado positivamente DDAB (brometo de didodecildimetilamônio) com vesículas pré-formadas a partir de POPC (l-palmitoil-2- oleoil-sn-glicero-3-fosfocolina). Eles verificaram que a adição de DDAB 1,9 mM a vesículas pré-formadas de POPC em diferentes concentrações tem como resultado o aparecimento de vesículas mistas como conseqüência da ávida captação de DDAB pelo POPC, levando ao chamado efeito matriz. Este efeito acontece quando lipossomos de POPC pré-formados com uma faixa estreita de distribuição de tamanho estão presentes em solução aquosa, dando origem à rápida formação de vesículas mistas, sendo que a distribuição de tamanho final se aproxima muito daquela dos lipossomos de POPC pré- formados. O sistema final de vesículas mistas fica estável em tamanho e em distribuição de tamanho. O efeito é independente do tamanho inicial das vesículas de POPC e requer concentrações relativamente baixas de POPC com relação ao DDAB (até 1:4). Os autores também concluíram que a mistura de DDAB e vesículas de oleato para valores de fração molar de DDAB próximos a 0,4 leva a espécies vesiculares com distribuição estreita e centradas em torno de 100 nm.

[011] Wadsen, P. e colaboradores (ver Wadsen, P., Wõhri, A.B., Snijder, A., Katona, G., Gardiner, A.T., Cogdell, R.J., Neutze, R. e Engstrom, S. “Lipidic Sponge Phase Crystallization of Membrane Proteins. J. Mol. Biol. (2006) 364, 44-53), estudando a cristalização de proteínas de membrana, verificaram ser vantajosa a realização de tal cristalização em fase esponja, ao invés de ser efetuada em fases cúbicas lipídicas bicontínuas. Apesar dessas fases cúbicas poderem ser usadas para hospedar o crescimento de cristais de proteínas de membrana, elas são rígidas, de difícil manipulação e, além disso, a fase cúbica convencional interfere com os domínios hidrofílicos das proteínas de membrana devido ao limitado tamanho dos poros aquosos. Os autores propuseram o uso da fase esponja na cristalização de proteínas de membrana, em virtude do fato de dita fase facilitar um considerável aumento no tamanho permitido de domínios aquosos de proteínas de membrana.

[012] Vieira, D.B. e colaboradores (ver Vieira, D.B., Carmona-Ribeiro, A.M., “Synthetic Bilayer Fragments for Solubilization of Amphotericin B” (Note). Journal of Colloid and Interface Science 244, 427- 431 (2001)) deram atenção a uma outra aplicação de emulsões aquosas de surfactantes. Os autores estudaram a solubilização de anfotericina B (AB) por meio de fragmentos de bicamada sintética a partir de dispersões de brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB) ou de di-hexadecilfosfato de sódio (DHP) em água, sendo a solubilização do fármaco seguida através das técnicas de espalhamento dinâmico de luz e espectroscopia ótica. Esses autores partiram do conhecimento de que a baixa solubilidade de AB em água permite a determinação de distribuição de tamanho de agregados de AB em água e posterior comparação de tal distribuição na presença de nano-fragmentos de bicamada de DODAB ou DHP. Eles constataram que ocorre o desaparecimento dos grandes agregados do fármaco sob condições de incubação com os nano-fragmentos de bicamada. Os autores também verificaram que o espectro de absorção de luz para AB em um solvente fraco (água), em um bom solvente orgânico (dimetil sulfóxido:metanol 1:1), e em diferentes dispersões de lipídio também mostra que a solubilização depende estritamente da presença de fragmentos de bicamada, sendo que a AB é fracamente solúvel em dispersões formadas de vesículas de DODAB, DHP, fosfatidilcolina ou asolecitina totalmente fechadas. Os autores concluíram, a partir da estrutura química da AB e da aumentada hidrofobicidade nas bordas dos fragmentos de bicamada, que essas regiões hidrofóbicas interagem com o componente poliênico do antibiótico deixando o grupamento hidroxilado livre para facear a água que o rodeia. Os autores também visualizaram a utilidade desses fragmentos sintéticos de bicamada, que são de baixo custo, na criação de grandes áreas de nano-superficies hidrofóbicas bem dispersas em água no controle da liberação de AB e de outros fármacos insolúveis em água.

[013] Importante contribuição no estudo da solubilização de anfotericina B também foi dada no trabalho de Lincopan, N. e colaboradores (ver Lincopan, N., Mamizuka, E.M. e Carmona-Ribeiro A.M. “Zw vivo activity of a novel amphotericin B formulation with synthetic cationic bilayer fragments”. Journal of Antimicrobial Chemotherapy (2003) 52, 412-418). Os autores estudaram a solubilização da anfotericina B (AMB) por meio de fragmentos de bicamada de brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB) tomando por base a avaliação do papel de tais fragmentos na atividade in vivo em um animal modelo (camundongo) a partir de experimentos de sobrevida e de carga tecidual contra candidíase sistêmica. O experimento consistiu em adicionar AMB (<0,l g/L) a uma dispersão de DODAB em pó em água (10 g/L) previamente preparada por sonicação na ausência de solventes orgânicos. O estado de agregação da AMB foi avaliado a partir da absorção de luz na faixa UV-visível e da técnica de espalhamento dinâmico de luz para determinar o tamanho do agregado. Os autores verificaram que a AMB foi estabilizada pelos fragmentos de bicamada de DODAB em sua forma monomérica e que a mistura de AMB com dispersão de DODAB em água pura resultou no desaparecimento de grandes agregados do fármaco insolúveis em água. A partir de experimentos de sobrevivência, os autores também verificaram que ambas as bicamadas, de DODAB/AMB e da formulação tradicional de deoxicolato/AMB (DOC/AMB), tiveram efeito idêntico quando administrados pela mesma rota (intraperitonial) e com a mesma dosagem de 0,4 mg/kg/dia durante 10 dias.

[014] Outros trabalhos sobre a solubilização de moléculas orgânicas em vesículas e o comportamento das fases lipídicas lamelar e não-lamelar incluem: (1) Lohner K. "Effects of small organic-molecules on phospholipid phase-transitions”. CHEMISTRY AND PHYSICS OF LIPIDS 57 (2-3): 341-362 MAR 1991; (2) Abe, M.; Yamauchi, H.; Ogino, K. In Solubilization in Surfactant Aggregates, Christian, S. D., Scamehom, J. F., Eds., Marcel Dekker: New York, 1995; Chapter 10; (3) Nagarajan, R. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 1997, 2, 282-293.[ChemPort]; (4) Jung M , Hubert D.H.W., van Veldhoven E., Frederik P.M., Bl andam er M.J., Briggs B., Visser A.J.W.G., van Herk A.M., German A.L.i “Interaction of styrene with DODAB bilayer vesicles. Influence on vesicle morphology and bilayer properties”.Langmuir, 16(3):968-979, fevereiro/2000.

[015] Trabalhos interessantes sobre emulsificação espontânea incluem: (1) Shahidzadeh N., Bonn D., Meunier J., et al. “Dynamics of spontaneous emulsification for fabrication of oil in water emulsions”. Langmuir Dec.2000 16 (25): 9703-9708; (2) Sitnikova N.L., Sprik R., Wegdam G. e Eiser E. “Spontaneously Formed trans- Anethol/Water/Alcohol Emulsions: Mechanism of Formation and Stability”. Langmuir 2005; 21(16) pp 7083 -7089.

[016] Podem também ser citados trabalhos sobre miniemulsão, tais como: (1) Miller C.M., Venkatesan J., Silebi C.A., Sudol E.D., Elaasser M.S. “Characterization of Miniemulsion Droplet Size and Stability Using Capillary Hydrodynamic Fractionation”. Journal of Colloid and Interface Science 1994 162 (1): 11-18; (2) Feitosa E., Barreleiro P.C.A., Olofsson G. “Phase transition in dioctadecyl-dimethylammonium bromide and chloride vesicles prepared by different methods”, Chemistry and Physics of Lipids (2000) 105 (2): 201-213; (3) Stephanus A., Shantz D. F. “Cationic microemulsion- mediated synthesis of silicalite-1”. Microporous and Mesoporous Materials 84 (2005) 236-246.

[017] Outro grupo de pesquisadores trabalhou com outra substância fracamente solúvel em água, o taxol (ver Wenk, M., Fahr, A., Reszka, R. e Seelig, J. (1996) “Paclitaxel Partitioning into Lipid Bilayers”. Journal of Pharmaceutical Sciences, Vo. 85, No. 2). Wenk e colaboradores determinaram o coeficiente de partição do taxol em pequenas vesículas unilamelares de lipídio compostas de l-palmitoil-2-oleoil-sn-glicero-3- fosfocolina e concluíram que a reação de ligação é comandada pela entalpia, o que pode ser explicado pela existência de interações do tipo van-der-Waals entre o fármaco hidrofóbico e a região hidrofóbica da bicamada lipídica.

[018] Outras contribuições importantes na busca de sistemas portadores adequados para substâncias fracamente solúveis em água podem ser encontradas em vários documentos de patente. Por exemplo, a patente US 6.251.416 descreve uma microemulsão aquosa unifásica límpida de um inseticida piretróide agricolamente ativo, dita microemulsão sendo capaz de liberar grande quantidade da substância ativa e o concentrado de microemulsão consistindo de (razão em peso): (a) 0,015-4% de N- metilpirrolidona; (b) 0,005-2% de N-octilpirrolidona; (c) 0,05-1,5% de um surfactante de polímero em bloco etoxilado/propoxilado (EO/PO); (d) 0,04-6% de um óleo de mamona etoxilado ou um etoxilato de tristiril fenol, e (e) 0,0005-0,6% de um éster de fosfato como tampão de pH.

[019] O documento US 6.494.941 descreve microemulsões de uma fase contínua aquosa ou aquosa-orgânica e uma fase descontínua orgânica, esta última contendo pelo menos: (a) uma combinação de compostos ativos tebuconazol e propiconazol, (b) um éter de fenol/estireno poliglicol e, se apropriado, (c) um solvente orgânico.

[020] No documento US 6469084 é descrito um processo para preparar uma composição aquosa que adquire a forma de gel em uma dada temperatura. O processo é caracterizado pelo fato de se contatar um polímero associativo solúvel em água, constituído por uma cadeia principal hidrofilica e grupamentos laterais hidrofóbicos, com pelo menos um surfactante na forma de bicamadas quando ele está em solução sob as mesmas condições de temperatura e concentração. Preferencialmente, as composições, na forma de gel ou líquida, compreendem vesículas, particularmente lipossomos. De acordo com essa patente, o processo provê meios de variar consideravelmente a viscosidade de uma composição aquosa contendo um polímero associativo por meio da introdução de um surfactante na composição e seleção das condições em que o surfactante está na forma de bicamadas.

[021] Uma outra aplicação importante de fase líquido cristalina é no recobrimento de partículas. Por exemplo, na patente US 5.531.925 são descritas partículas, especialmente partículas coloidais, compreendendo (A) uma fase interior de (1) uma fase líquido cristalina liotrópica não-lamelar selecionada do grupo consistindo de uma fase líquido cristalina cúbica reversa e uma fase líquido cristalina hexagonal reversa ou (2) uma fase L3 homogênea ou qualquer combinação das mesmas, e (B) uma fase de superfície (1) selecionada do grupo consistindo de uma fase cristalina lamelar e uma fase líquido cristalina lamelar, ou (2) uma fase L3, ou qualquer combinação das mesmas, sendo que a dita fase de superfície e a dita fase interior são distintas. E, ainda, mencionado que essas partículas são apropriadas como partículas ou sistemas de entrega de fármaco e em outras aplicações médicas e não-médicas e que a estrutura de L3 é constituída de bicamadas multi-conectadas formando uma estrutura bicontínua de elevada conectividade, podendo ser vista como uma contraparte desordenada em comparação com as fases cúbicas.

[022] Um outro exemplo dessa aplicação é dado na patente US 6.482.517 que descreve uma partícula recoberta com um material cristalino não-lamelar incluindo um núcleo interno de matriz tendo pelo menos uma fase líquida nano-estruturada, ou pelo menos uma fase líquido cristalina nano-estruturada ou uma combinação das mesmas para uso na entrega de agentes ativos, tais como medicamentos, nutrientes, pesticidas, etc. É mencionado que as partículas podem ser usadas na liberação de um ou mais materiais em um ambiente selecionado e que a fase L3 é considerada como uma fase bicontínua, sendo similar à fase cúbica, mas desprovida da ordem de longo-espectro que é característica da fase cúbica.

[023] No documento US 7105229 é descrita uma partícula recoberta com um material não-lamelar, tal como material cristalino não-lamelar, material amorfo não-lamelar, ou material semi-cristalino não-lamelar, incluindo um núcleo interno de matriz com pelo menos uma fase líquida nano-estruturada ou pelo menos uma fase líquido cristalina nano-estruturada ou uma combinação de ambas a ser usada na entrega de agentes ativos, tais como medicamentos, nutrientes, pesticidas, etc. E também mencionado que o material nano-estruturado da matriz pode ser: (a) um material de fase Li nano- estruturado, (b) um material de fase L2 nano-estruturado, (c) uma microemulsão nano- estruturada ou (d) um material de fase L3 nano-estruturado. Nesse documento não é mencionado o lipídio DODAB como um componente da fase L3.

[024] Na patente US 6.991.809 é descrita uma partícula compreendendo um primeiro volume de material rico em domínios hidrofóbicos com características de dissolução e solubilização ajustáveis e um segundo volume de material líquido cristalino não-lamelar nano-estruturado. É mencionado que o material líquido cristalino não-lamelar nano- estruturado é capaz de ficar em equilíbrio com um solvente polar ou um solvente imiscível com água ou com ambos.

[025] Fases líquido cristalinas também encontram aplicação na obtenção de material de cerâmica com qualidades aperfeiçoadas. Por exemplo, na patente US 6.638.885 é descrito um material cerâmico mesoporoso com diâmetro de tamanho de poro na faixa de cerca de 10-100 nm produzido em moldes com um precursor cerâmico como fase líquido cristalina L3 liotrópica consistindo de uma rede não periódica tridimensional aleatória de uma membrana contínua conectada múltipla. É mencionado que em um processo preferido é produzido um material cerâmico inesoporoso incluindo a produção de um molde de uma fase líquido cristalina L3 liotrópica por mistura de um surfactante, um co-surfactante e ácido clorídrico, recobrimento do molde com um precursor cerâmico inorgânico pela adição à fase L3 de tetrametoxisilano (TMOS) ou tetraetoxisilano (TEOS) e posterior conversão do molde recoberto para cerâmica pela remoção de qualquer líquido. É mencionado que a fase L3 é uma fase termodinami cam ente estável composta do surfactante cloreto de cetilpiridinium (CpCl, cloreto de 1-hexadecilpiridinium mono-hidrato, Ci6H33(N )C5H5(Cl').H2O); do co- surfactante hexanol (COHBOH, ca. 98% por GC), e ácido clorídrico (solução aquosa a 0,2 M). É mencionado, ainda, que a fase L3 possui uma viscosidade comparável à da água, o que facilita a adição dos precursores inorgânicos, porque tal adição toma-se um problema em fases mais viscosas do tipo hexagonal, cúbica bicontínua e lamelar. Também é citado que os líquidos L3 são bastante estáveis e podem ser deixados armazenados por diversas semanas se o recipiente que os contiver for bem vedado para evitar a perda de hexanol.

[026] Na patente US 6.423.770 é descrito um material de silicato produzido pela mistura de uma mistura de moldagem (templating mixture)com uma resina pré-curada e um ou mais precursores de resina, sendo que a mistura de moldagem compreende um ou mais surfactantes, um ou mais álcoois e água. Os surfactantes são selecionados do grupo consistindo de brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB), Brij 30.TM. (monododecil éter de tetraetileno glicol) e cloreto de cetilpiridinium (CPC). Outros surfactantes com funcionalidade molecular similar, ou seja, uma cadeia alquílica ou de alquilarila de cerca de 10-20 átomos de carbono tendo uma extremidade não-polar ou hidrofóbica e uma extremidade polar ou hidrofílica contendo um grupamento tal como amónio quaternário, unidade oligomérica de óxido de etileno, sulfonato, sulfato, fosfato, ou fosfonato também podem ser utilizados. Os álcoois são aqueles moderadamente polares, tais como 1-pentanol, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol.

[027] No documento US 2004/0087447 é descrita uma formulação herbicida compreendendo a incorporação de um herbicida em uma micela ou vesícula e absorção de dita micela ou vesícula contendo o herbicida em um mineral de argila. A formulação é apropriada, em particular, para herbicidas com carga negativa a pH acima de 6 e provê liberação lenta e reduzida lavagem do herbicida para camadas mais profundas do solo, reduzindo, assim, a contaminação da água subterrânea e solo. É mencionado que as micelas são compostos de cátion amina quaternária, por exemplo, hexadeciltrimetilamônio (HDTMA) ou octadeciltrimetilamônio (ODTMA); e as vesículas são compostas de lipídios com carga positiva, por exemplo, brometo de didodecildimetilamônio (DDAB) ou brometo de dioctadecildimetilamônio (DDOB), sendo que as micelas ou vesículas contendo o herbicida, por sua vez, são absorvidas em um mineral de argila com carga negativa. Todos os exemplos de preparação das micelas ou das vesículas mostram que os compostos de cátion amina quaternária ou lipídios com carga positiva em solução tamponada são misturados com o herbicida para posterior absorção pelo mineral de argila.

[028] Apesar de terem sido apresentadas soluções, como as acima mencionadas, para prover um veiculo para substâncias importantes e que são pouco solúveis ou insolúveis em água, tais como fármacos e outras substâncias farmacologicamente ativas, herbicidas, inseticidas, substâncias cosméticas etc., há ainda necessidade de melhorar os veículos existentes para a obtenção de reduzida toxicidade e de estabilidade aumentada das composições ou recobrimentos que incluem veículos do tipo da presente invenção. Esses objetivos devem ser acompanhados da redução na concentração dos componentes que apresentam toxicidade e, portanto, precisam ser quantitativamente limitados.

Sumário da Invenção

[029] Foi agora verificado que a estabilidade e outras características desejáveis em sistemas portadores de substâncias pouco solúveis em água podem ser aperfeiçoadas a partir do estabelecimento de uma relação entre os componentes não ativos, especialmente entre o componente lipídico e o co-solvente, para obtenção de uma mistura liotrópica estável e, preferencialmente, de baixa toxicidade, que pode ser usada como veículo da substância ativa ou como molde para o depósito de materiais inorgânicos, que originam preferencialmente superfícies particuladas, mais preferencialmente nanoparticulas. Sistemas assim determinados possuem, além de aperfeiçoada estabilidade, uma melhorada capacidade de solubilizar compostos fracamente solúveis em água, tais como fármacos, herbicidas, fungicidas e semelhantes visando à aplicação das composições que os incorporam na entrega em um ambiente selecionado, tal como um organismo, solo e semelhantes.

[030] Uma primeira concretização da presente invenção refere-se a um sistema portador de substâncias fracamente solúveis em água caracterizado pelo fato de dito sistema compreender: (i) um lipídio; (ii) um co-solvente e (iii) água, sendo que a quantidade de (ii) para (i) é determinada estequiometricamente para a formação da fase L3. O componente lipídico pode ser natural ou sintético, desde que possua uma conformação tal que permita a acomodação termodinamicamente estável de uma substância fracamente solúvel em água, sendo, de preferência, sintético e selecionado do grupo consistindo de brometo de dioctadeldimetilamônio (DODAB) e cloreto de dioctadeldimetilamônio (DODAC). O componente co-solvente é um composto orgânico tendo um grupamento polar selecionado do grupo consistindo de hidroxila, cetona, carboxila, éster, aldeído e amida.

[031] Em uma das concretizações preferidas da invenção, o co-solvente é um composto hidroxilado, preferencialmente um álcool com até oito átomos de carbono, mais preferencialmente o álcool é um álcool mono-hidroxilado de cadeia reta. Nesta concretização preferida, a quantidade do co-solvente é a suficiente para a formação da fase L3, preferencialmente determinada a partir da correlação entre a concentração estipulada de lipídio em água capaz de gerar uma fase L3, e o número de átomos de carbono de dito álcool por meio da equação y=295277*exp(-l,3806*x), onde x significa o número de átomos de carbono de dito álcool e y significa a quantidade máxima de dito co-solvente, expressa em microlitros, para prover uma fase nemática isotrópica. Preferencialmente, a razão molar entre o lipídio e o co-solvente varia entre 1:12 a 0,001:1. São preferidos os álcoois 1-etanol, 1-propanol, 1-butanol, 1-pentanol, 1- hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, mais preferencialmente o 1-butanol, 1-pentanol, 1- hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, e mais preferencialmente ainda o 1-pentanol.

[032] Em uma segunda concretização da invenção é provido um processo para a obtenção de um sistema portador de substâncias fracamente solúveis em água compreendendo um sistema lipídio/co-solvente/água, dito processo sendo caracterizado por compreender as etapas de: (a) dispersar o componente lipídico em água em uma concentração suficiente para formação da fase L3; (b) adicionar cuidadosamente o co- solvente à dispersão obtida em (a) em uma quantidade necessária para a formação da fase L3; (C) aquecer a mistura obtida em (b) até uma temperatura TL3 por um tempo suficiente até o aparecimento de uma fase transparente liotrópica estável tendo uma estrutura de fase L3; e (d) resfriar a mistura e deixar em repouso por um tempo suficiente até que seja atingido o equilíbrio e a completa formação da fase L3 correspondente ao sistema portador de substâncias fracamente solúveis em água da invenção. Preferencial mente, a concentração do componente lipídico para a obtenção da fase L3 é de até 10 mM, preferencialmente de até 5 mM. De preferência, a concentração do co- solvente é tal que a razão molar entre o lipídio e o co-solvente varia entre 1:12a 0,001:1. A temperatura TL3 de aquecimento da mistura para a formação da fase L3 depende do lipídio utilizado, ou seja, depende da sua Tm. De preferência, a temperatura é de até 70°C, mais preferencialmente a temperatura de aquecimento é de 65 °C e o lipídio é o DODAB ou DODAC.

[033] Altemativamente, na formação da fase L3, a partir da mistura lipídio/co- solvente/água, quando a quantidade de co-solvente estiver em excesso, este é eliminado por qualquer modo brando convencional, por exemplo, diálise, para permitir a formação da fase liotrópica (L3 ou fase esponja).

[034] Uma terceira concretização da invenção diz respeito ao uso do sistema portador de substâncias fracamente solúveis em água da invenção como veículo de composições farmacêuticas, composições herbicidas, composições inseticidas e similares.

[035] Uma quarta concretização da invenção refere-se ao uso do sistema portador de substâncias fracamente solúveis em água na liberação ou na entrega dessas substâncias em um ambiente selecionado, sendo tais substâncias escolhidas do grupo consistindo de polímeros, materiais biológicos e materiais minerais.

[036] Uma quinta concretização da invenção refere-se ao uso do sistema portador de substâncias fracamente solúveis em água da invenção no recobrimento de superfícies, preferencialmente de partículas e mais preferencialmente de nanoparticulas.

Breve descrição das figuras

[037] A Figura 1 mostra, esquematicamente, a estrutura de Fase L3 que é característica do sistema transportador da presente invenção (STREY, R.; JAHN, W.; PORTE, G.; BASSEREAU, P. Frezze fracture electron microscopy of dilute lamellar and anomalous (L3) phases. Languimuir, Washington, DC.v.6, p. 1635-1639.1990).

[038] A Figura 2 ilustra a determinação da temperatura TL3 para o lipídio DODAB.

[039] A Figura 3 mostra a formação da fase isotrópica formada por DODAB e n- pentanol em uma região de maior concentração (fase leitosa). (1) = camada de co- solvente e, (2) = fase isotropica de surfactante e co-solvente, em região de maior concentração

[040] A Figura 4 ilustra a modificação seqüencial das estruturas para o sistema DODAB/n-pentanol/água através do acompanhamento dessa modificação com a técnica de calorimetria de varredura diferencial: (a) espectro da dispersão de DODAB em água quente; (b) espectro de micelas mistas de DODAB e n-pentanol e (c) fase L3 do sistema DODAB/n-pentanol/água mostrando o sinal de bicamada.

[041] A Figura 5 ilustra, de acordo com a invenção, a representação gráfica do cálculo da quantidade de co-solvente (álcool) para a obtenção da fase L3 para o sistema DODAB (1,5 mM)/álcool/água.

[042] A Figura 6 ilustra graficamente, a região de formação da fase L3, através da medição da absorbância (medida a 450 nm), de acordo com a quantidade de co-solvente (álcool) para a obtenção da fase L3 para o sistema DODAB (1,5 mM)/álcool/água.

[043] A Figura 7 mostra o uso do sistema transportador de substâncias fracamente solúveis em água na solubilização da anfotericina B.

Descrição detalhada da invenção

[044] Inicialmente, são fornecidas algumas definições estreitamente relacionadas com a presente invenção para facilitar a compreensão da mesma.

[045] - “Lipídio”, no contexto da invenção, significa um composto orgânico sintético ou natural de dupla cadeia com uma estrutura do tipo cabeça hidrofilica e cauda hidrofóbica, a cauda hidrofóbica possuindo um arranjo tridimensional constituído de cadeias que definem um espaço expansível para permitir a acomodação termodinamicamente estável de uma substância fracamente solúvel em água.

[046] - “Co-solvente” - compostos orgânicos, contendo grupamentos polares em pelo menos uma de suas extremidades, que servem como “espaçadores” das cadeias do lipídio.

[047] - “Fase L3”, no contexto da invenção, significa fase liquido cristalina bicontínua com ordem orientacional (nemática), isotropia óptica (transparente) de baixa viscosidade, frequentemente denominada “fase esponja” (ver Figura 1).

[048] - “Fase La inchada”, no contexto da invenção, significa a fase que surge imediatamente antes do aparecimento da fase L3. A transição entre as fases Lαe L3 tem sido induzida variando-se a temperatura, a concentração de sal e a relação surfactante/cosurfactante. Essa transição ocorre em equilíbrio entre fases termodinamicamente estáveis.

[049] - “temperatura Tu” é uma temperatura situada na faixa de 5 a 20°C acima da temperatura Tm (temperatura de transição de fase do lipídio, de gel para líquido cristalino) (ver Figura 2, lipídio sendo o DODAB).

[050] - “termodinamicamente estável”, no contexto da invenção, significa um sistema no mais baixo possível estado de energia.

[051] É conhecido o fato de que uma substância anfifilica, quando dissolvida em água, se molda espontaneamente e resulta em um grande número de estruturas micelares, tais como glóbulos, corpos cilíndricos ou discóides, assim como vesículas (estruturas não- micelares). Mesmo em soluções diluídas contendo cerca de 1% de surfactante, essas estruturas primárias podem se organizar em escala macroscópica de forma que todo o sistema possa ficar completamente organizado. A morfologia de agregados formados por auto-moldagem de moléculas de lipídios em solução e a evolução dessa morfologia com aditivos (co-solventes), tais como álcoois, cetonas, ésteres e amidas de cadeia média, é o fenômeno físico-químico que é base da presente invenção.

[052] Dependendo da concentração, as substâncias com atividade surfactante em solução podem resultar em sistemas com características opostas. No primeiro caso, os sistemas são microemulsões onde há muita água, muito óleo e uma moderada quantidade de mistura surfactante (surfactante + co-solvente). Em tal situação, os meios hidrofílico e hidrofóbico desempenham um papel simétrico e não são submetidos a restrições locais, exceto restrições de densidade. Tais sistemas são separados por um filme surfactante que tem suas próprias propriedades mecânicas (por exemplo, curvatura espontânea) e resistência elástica a dobramento extra, incorporando, além disso, a maioria das moléculas de surfactante e co-solvente.

[053] Essa situação é muito diferente quando comparada com sistemas sem óleo, ou seja, sistemas binários (surfactante/água (ou solução salina)) ou ternário (surfactante/co- solvente/água (ou solução salina)). Nestes casos, os meios hidrofóbicos e hidrofílicos não estão mais em posição de simetria. Em particular, o meio hidrofóbico está submetido a estritas restrições geométricas e sua espessura local não deve exceder a duas vezes o comprimento lmax de todas as cadeias hidrofóbicas (por exemplo, parafínicas) das moléculas do surfactante.

[054] Recentemente, foi observado que moléculas anfifílicas se agregam para formar bicamadas flexíveis em soluções muito diluídas. No caso de sistemas surfactantes inchados, existem duas diferentes fases que possuem uma bicamada surfactante como unidade básica. A primeira, a fase lamelar Lα, é uma fase birrefringente tendo um arranjo unidimensional de bicamadas empilhadas com ordem esmética, ou seja, cristal líquido em que as moléculas estão ordenadas em camadas paralelas. A segunda consiste de bicamadas inter conectadas nas três dimensões e é conhecida como fase esponja (fase L3). A presente invenção diz respeito à obtenção da fase L3 a partir de uma mistura de lipídio, co-solvente e água, em proporções estequiometricamente definidas. O lipídio empregado na presente invenção é uma substância anfifílica capaz de formar fase esponja termodinami cam ente estável e possui um arranjo tridimensional constituído de cadeias que definem um espaço expansível, por meio da ação do co-solvente, para permitir a acomodação termodinamicamente estável de uma substância fracamente solúvel em água. Mais preferencialmente o lipídio é uma substância sintética, por exemplo, brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB) ou cloreto de dioctadecildimetilamônio (DODAC), os quais são lipídios sintéticos de cadeia dupla, com atividade surfactante, que permitem a adição progressiva de álcoois lineares de cadeia curta e média. Tipicamente, de acordo com a presente invenção, a fase esponja forma-se espontaneamente sem agregação secundária com relação ao tempo e mantém- se em equilíbrio termodinâmico.

[055] A fase L3 é importante na síntese de novos materiais inorgânicos mesoestruturados que usam sistemas liotrópicos como molde, na cristalização de proteínas transmembrana, no transporte de fármacos e outras moléculas bioativas, no recobrimento de partículas, especialmente de nanopartículas, entre outros.

[056] O sistema da presente invenção foi criado a partir da observação de que, quando compostos orgânicos contendo grupamentos polares, por exemplo, álcoois tendo dois ou mais átomos de carbono, entram em contato com uma dispersão contendo vesículas fechadas de lipídio, por exemplo, DODAB ou DODAC, em alguns minutos, observa-se a formação de uma zona interfacial branca como resultado da transição espontânea de vesículas bicamada (fechadas, unilamelares, translúcidas) para miniemulsões, dita zona interfacial branca (leitosa) consistindo de uma fase isotrópica formada pelo lipídio (por exemplo, DODAB) e pelo co-solvente (por exemplo, n-pentanol) em uma região de maior concentração (ver Figura 3). Com o aquecimento e a proporção correta lipídio:co- solvente, forma-se a desejada fase L3. A Figura 4 ilustra a mudança seqüencial dessas estruturas.

[057] As moléculas de co-solvente parecem ter dois papéis fundamentais: (1) inserção organizada na vesícula provendo meios para a expansibilidade da parte hidrofóbica do lipídio (por exemplo, na molécula do DODAB, as duas cadeias longas parafínicas) e (2) o preenchimento do interior das “gotas” nanométricas que compõem as micelas mistas que ocorrem na região de maior concentração de lipídio (por exemplo, DODAB). Em outras palavras, as vesículas fechadas, com ampla distribuição de tamanho (na faixa de 700-1200 nm) transformam-se espontaneamente, pela adição de um co-solvente, em miniemulsões estáveis, com estreita distribuição de tamanho (cerca de 250 nm), estabilizadas por uma carga positiva. Dados de microcalorimetria de varredura mostram o desaparecimento da bicamada típica de vesículas de DODAB. Por exemplo, a mistura de 1-pentanol (co-solvente) com vesículas pré-formadas de DODAB 5mM (lipídio) forma uma fase intermediária branca (ver Figura 3) que, ao ser diluída em proporção adequada, dá origem a uma fase isotrópica, termodinamicamente estável.

[058] O composto DODAB (brometo de dioctadecildimetilamônio) é um lipídio sintético de dupla cadeia de um sal de amónio quaternário. Moléculas de DODAB formam vesículas quando dispersas em água acima da temperatura de transição de fase Tm (gel para líquido cristalino) (ver Figura 2). Tendo em vista que a Tm da dispersão aquosa de DODAB está entre 44.8 e 45.5° C, acredita-se que as vesículas de DODAB estejam no estado gel, à temperatura ambiente.

[059] Os co-solventes utilizados na presente invenção são compostos orgânicos contendo grupamentos funcionais capazes de interagir com o lipídio para se obter a fase liotrópica, fase L3 ou fase esponja, da invenção. Exemplos de tais grupamentos funcionais são: hidroxila, por exemplo, álcoois contendo pelo menos dois átomos de carbono, de preferência, de dois a oito átomos de carbono; cetona, por exemplo, cetonas C2-C8; carboxila, por exemplo, ácidos carboxílicos C2-C8; amida, por exemplo, amidas C2-C8; éster, por exemplo, ésteres C2-C8 e aldeído, por exemplo, aldeídos C2-C8. Preferencialmente, os co-solventes usados na presente invenção são álcoois de cadeia reta contendo uma hidroxila em uma extremidade. Mais preferencialmente, o co- solvente do sistema ternário da presente invenção é selecionado do grupo consistindo de n-etanol, n-propanol, n-butanol, n-pentanol, n-hexanol, n-heptanol ou n-octanol. Junto com os lipídios, os co-solventes são capazes de formar micelas mistas.

[060] Na concretização preferida da presente invenção, o sistema compreende como lipídio, o DODAB, como co-solvente, um álcool de cadeia reta com 2 a 8 átomos de carbono e água. A proporção de lipídio: co-solvente para a formação da fase L3 pode ser calculada pela equação y=295277*exp(-l,3806*x), onde x significa o número de átomos de carbono de dito álcool e y significa a quantidade máxima de dito co-solvente para prover uma fase nemática isotrópica. A tabela 1 mostra a compatibilidade de valores calculados e empíricos para a determinação do volume máximo de álcool para a obtenção da fase L3 em um sistema DODAB/álcool/água para uma concentração de DODAB constante de 1,5 mM. Essa concordância também pode ser acompanhada graficamente como mostrado nas Figuras 5 e 6. Tabela 1: Quantidade máxima de álcool adicionada à dispersão DODAB/água para obtenção da fase L3 relacionada aos átomos de carbono do álcool

[061] É importante observar a diferença entre o sistema portador de substâncias fracamente solúveis em água da presente invenção e os sistemas transportadores baseados em vesículas ou lipossomas para a vetorização de fármacos. Vesículas ou lipossomas consistem de bicamadas lipídicas fechadas envolvendo um núcleo aquoso e apresentam-se como membranas dobradas em estruturas esféricas tridimensionais, semelhantes à micela, porém com duas camadas de moléculas. As vesículas são formadas por auto-moldagem para proteger as cadeias hidrofóbicas da água. Uma das razões que tomam o sistema vesícula de DODAB de grande interesse é que ele é um exemplo de vesiculação espontânea, ou seja, as vesículas se formam pela simples adição do lipídio em água e aquecimento acima da temperatura de transição de fase (Tm).

[062] No sistema da presente invenção a fase esponja se forma como uma fase de bicamada “fundida”, cada fusão ocorrendo por meio de ligações estreitadas (ver Figura 1). A transparência do sistema (isotropia) ocorre porque essas deformações são dinâmicas. Antes de cada fase L3 há a formação de uma fase La. Assim, à medida que o co-solvente é adicionado, ocorre a seqüência: vesículas vesículas progressivamente menores fase E, e finalmente L3. Essa modificação das estruturas pode ser monitorada por análise de calorimetria de varredura diferencial (DSC), como ilustrado na Figura 4. É importante observar que se houver co-solvente em excesso, por menor que seja, há o aparecimento de uma multifase que não serve para os propósitos da presente invenção. No entanto, com a eliminação desse excesso de co-solvente, por exemplo, através de diálise, refaz-se a fase L3. Esse sistema de fase L3 é tão importante para se conseguir solubilização de substâncias fracamente solúveis ou insolúveis em água que até mesmo moléculas estericamente complicadas, como é o caso da anfotericina, são incorporadas no sistema transportador da presente invenção. Em outras palavras, em proporções adequadas, é possível provocar profunda mudança estrutural no sistema vesículas do lipídio (por exemplo, DODAB) pela adição do co-solvente obtendo-se a desejada fase L3 ou fase esponja.

[063] O sistema transportador da presente invenção diferencia-se radicalmente dos sistemas conhecidos, tal como o de Benton e Miller (1983) que trabalharam com surfactantes aniônicos (em um sistema surfactante/álcool/água) com concentrações de cerca de 10% em peso. Já no sistema da invenção, a concentração varia preferencialmente entre 0,5 e 10 mM, o que equivale, no caso de o lipídio ser o DODAB, a cerca de 0,01 a 0,2% em peso. Ou seja, uma concentração de até cerca de 100 vezes menor. Essa diferença é importantíssima, especialmente quando o sistema transportador de substâncias fracamente solúveis em água for utilizado em composições farmacêuticas, em que as exigências de segurança quanto à toxicidade são radicalmente elevadas.

[064] Os sistemas transportadores de substâncias fracamente solúveis em água podem ser obtidos por um processo compreendendo as etapas de (a) dispersar o componente lipídico em água em uma concentração suficiente para formação da fase L3; (b) adicionar cuidadosamente o co-solvente à dispersão obtida em (a) em uma quantidade necessária para a formação da fase L3; (c) aquecer a mistura obtida em (b) até uma temperatura TL3 por um tempo suficiente até o aparecimento de uma fase transparente liotrópica estável tendo uma estrutura de fase L3; e (d) resfriar a mistura e deixar em repouso por um tempo suficiente até que seja atingido o equilíbrio e a completa formação da fase L3 correspondente ao sistema portador de substâncias fracamente solúveis em água.

[065] Preferencialmente, a concentração do componente lipídico para a obtenção da fase L3 é de até 10 mM, preferencialmente de até 5 mM. De preferência, a concentração do co-solvente é tal que a razão molar entre o lipídio e o co-solvente varia entre 1:12 a 0,001:1.

[066] A temperatura TL3 de aquecimento da mistura para a formação da fase L3 depende do lipídio utilizado, ou seja, depende da sua Tm. De preferência, a temperatura TL3 deve situar-se na faixa de 5 a 20°C acima da Tm. Para o caso o lipídio ser o DODAB, a TL3 deve situar-se na faixa de 65 a 70°C, mais preferencialmente a temperatura de aquecimento é de 65 °C.

[067] O sistema transportador de substâncias fracamente solúveis ou insolúveis em água da presente invenção são úteis como veículos para composições compreendendo um ou mais princípios ativos. Tais composições podem ser composições farmacêuticas, composições herbicidas, composições inseticidas, composições cosméticas e semelhantes.

[068] O sistema da invenção é particularmente utilizável na preparação de veículo para composições farmacêuticas ou composições de uso agrícola, tais como composições herbicidas, composições inseticidas, composições nematocidas e semelhantes.

[069] No uso do sistema da invenção como meio de solubilização e transporte de fármacos para um meio selecionado, por exemplo, o corpo de um paciente animal ou humano, faz-se referência ao sistema transportador de anfotericina B. Como mostrado na Figura 7, fica evidente a capacidade de solubilização e, portanto, de transporte da anfotericina B com o sistema transportador da invenção. A comparação ilustrada pela Figura 7 mostra, através de espectros na faixa de absorção de UV, os perfis de anfotericina B (30 jxl) em água, controle (A); anfotericina B em pentanol, controle (B); anfotericina B no seu melhor solvente (dimetil sulfóxido:metanol, para 20 pl (C) e 40 pl (D); anfotericina B no sistema da invenção, em uma das suas formas preferidas DODAB/n-pentanol/água, nas adições sucessivas de 20 pl, 40 pl, 60 gl e 80 pl de anfotericina B (E). A Figura 7 mostra a concordância entre os espectros de anfotericina B (Figuras 7C e 7D) no seu melhor solvente e no sistema portador da invenção (Figura 7E).

[070] Deve ser entendido que os exemplos e concretizações aqui descritas são somente para finalidade ilustrativa e que várias modificações ou mudanças, à luz das mesmas, serão sugestivas aos especialistas na técnica e devem estar incluídas dentro do espírito e alcance desta descrição e escopo das reivindicações que a acompanham. Todas as publicações, patentes e pedidos de patente aqui citados estão incorporados a título de referência em sua integralidade e para todos os propósitos.

Exemplo 1: Preparação do Sistema da invenção DODAB/álcool/água

[071] Pesar quantidade suficiente de DODAB para preparar dispersão de DODAB em água na concentração de 5 mM. Adicionar o co-solvente cuidadosamente e aquecer a cerca de 65°C (TL3>Tm) por aproximadamente 1 hora sob agitação constante.

[072] A seguir, a mistura é resfriada até a temperatura ambiente par um tempo suficiente até que o equilíbrio seja alcançado e se forme a fase L3 transparente.

[073] Sistemas DODAB/álcool/água estáveis também podem ser obtidos com concentrações muito mais baixas de DODAB, por exemplo, 1,5 mM.

[074] O sistema assim formado é estável e apropriado para uso como veículo de composições contendo substâncias ativas fracamente solúveis em água. Alternativamente, o sistema pode ser utilizado como molde para o depósito de partículas inorgânicas, por exemplo, de partículas, preferencialmente de nanopartículas.

Exemplo 2: Uso do Sistema da invenção DODAB/álcool/água na preparação de composições de anfotericina B

[075] Prepara-se um sistema DODAB/álcool/água com uma concentração de DODAB de 1,5 mM como ensinado no Exemplo 1.

[076] A fase L3 obtida é utilizada como veículo de anfotericina B pela incorporação de quantidades sucessivamente aumentadas de anfotericina B de 20, 40, 60 e 80 pl. A Figura 7 mostra nitidamente que o sistema da invenção, como veículo para a anfotericina B, equipara-se ao melhor solvente para essa substância (dimetilsulfóxido:metanol 1:1). Os espectros da anfotericina B foram obtidos em um espectrofotômetro UV (280-440 nm) - 1601 PC Shimadzu feixe-duplo.

Exemplo 3: Uso do Sistema da invenção DODAB/álcool/água na preparação de composições para aplicação agrícola

[077] Do mesmo modo que o descrito no Exemplo 2, incorpora-se uma substância ativa, por exemplo, citronelal, extrato de capim limão, óleo de neem e similares no sistema DODAB/álcool/água com uma concentração de DODAB de até 10 mM.

[078] Da mesma forma que no Exemplo 2 são obtidas composições estáveis (ausência de floculação ou de coalescência aparente), por no mínimo 2 anos, pela incorporação da substância ativa no sistema DODAB/álcool/água, que encontram ampla aplicação na agricultura como inseticidas naturais.

Claims (14)

1. Sistema portador de substâncias fracamente solúveis em água sendo um cristal líquido contínuo do tipo esponja caracterizado por compreender: (i) um lipídeo sintético selecionado entre brometo de dioctadecildimetilamonio e cloreto de dioctadecildimetilamonio, (ii) um co-solvente selecionado entre 1-etanol, 1- propanol, 1-butanol, 1-pentanol, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol e (iii) água, sendo que a quantidade de (ii) para (i) e determinada estequiometricamente para a formação da fase L3, e quantidade de (i) para (ii) esta situada em uma faixa de 1:12 a 0,0001:1 p/p e onde a quantidade de lipídeo esta situada na faixa de 1,5 a lOnM.

2. Sistema portador de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que a quantidade de lipídio está situada na faixa de 1,5 a 5,0 mM.

3. Sistema portador de acordo com a reivindicação 2 caracterizado pelo fato de que a quantidade de lipídio está situada na faixa de 5 a 10 mM.

4. Processo para a obtenção de um sistema portador de substâncias fracamente solúveis em água compreendendo um sistema lipídio/co-solvente/água, dito processo sendo caracterizado por compreender as etapas de: (a) dispersar o componente lipídico sintético selecionado do grupo consistindo de brometo de dioctadecildimetilamonio e cloreto de dioctadecildimetilamonio em água em uma quantidade de até 10 nM para formação da fase L3; (b) adicionar cuidadosamente o co-solvente, um composto orgânico tendo pelo menos um grupamento polar selecionado do grupo consistindo de hidroxila, aldeído, carboxila, cetona, éster e amida, à dispersão obtida em (a) em uma quantidade de lipídio para co-solvente situada em uma faixa variando de 1:12a 0,001:1 necessária para a formação da fase L3; (c) aquecer a mistura obtida em (b) até uma temperatura TLS por um tempo suficiente até o aparecimento de uma fase transparente liotrópica estável tendo uma estrutura de fase L3; e (d) resfriar a mistura e deixar em repouso por um tempo suficiente até que seja atingido o equilíbrio e a completa formação da fase L3 correspondente ao sistema portador de substâncias fracamente solúveis em água.

5. Processo de acordo com a reivindicação 4 caracterizado pelo fato de que o composto orgânico é um álcool de cadeia reta é selecionado do grupo consistindo de 1-etanol, 1-propanol, 1-butanol, 1-pentanol, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol.

6. Processo de acordo com a reivindicação 4 caracterizado pelo fato de que a temperatura TL3 é uma temperatura 5 a 20°C acima da Tm do lipídio utilizado.

7. Processo de acordo com a reivindicação 4 caracterizado pelo fato de a temperatura TL3 é uma temperatura de até 70°C quando o lipídio utilizado é o brometo de dioctadecildimetilamônio ou o cloreto de dioctadecildimetilamônio.

8. Processo de acordo com a reivindicação 4 caracterizado pelo fato de se eliminar o co-solvente em excesso por diálise para se alcançar a proporção lipídio/co- solvente necessária para a formação da fase L3.

9. Uso do sistema definido nas reivindicações 1 a 3 caracterizado por ser um veículo de uma composição compreendendo um ingrediente ativo.

10. Uso de acordo com a reivindicação 9 caracterizado pelo fato de que dita composição é de aplicação na agricultura.

11. Uso de acordo com a reivindicação 10 caracterizado pelo fato de o um ingrediente ativo ser selecionado do grupo de consistindo de fármaco, herbicida, inseticida, proteína, vitamina e antibiótico.

12. Uso de acordo com a reivindicação 11 caracterizado pelo fato do inseticida ser selecionado do grupo compreendendo óleo de nim e citronelal.

13. Uso do sistema definido nas reivindicações 1 a 3 caracterizado por ser como molde para o depósito de partículas inorgânicas.

14. Uso de acordo com a reivindicação 13 caracterizado pelo fato de que ditas partículas são nanopartículas

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