WO2011156880A1

WO2011156880A1 - Nanocarreadores coloidais para ativos hidrofílicos e processo de produção

Info

Publication number: WO2011156880A1
Application number: PCT/BR2011/000185
Authority: WO
Inventors: Natália NETO PEREIRA CERIZE; Adriano Marim De Oliveira; Maria Inês RÉ; Antônio Cláudio TEDESCO
Original assignee: Universidade de São Paulo; São Paulo Research Foundation; Instituto de Pesquisas Tecnológicas
Current assignee: Universidade de São Paulo; São Paulo Research Foundation; Instituto de Pesquisas Tecnológicas
Priority date: 2010-06-15
Filing date: 2011-06-14
Publication date: 2011-12-22
Anticipated expiration: 2012-12-15
Also published as: EP2583671A4; BRPI1001959A2; JP2013530168A; EP2583671A1; US20130197100A1

Abstract

"NANOCARREADORES COLOIDAIS PARA ATIVOS HIDROFILICOS E PROCESSO DE PRODUÇÃO" pertence ao setor de preparações para finalidades médicas, odontológicas ou de higiene caracterizado por serem estruturas formadas por polímeros hidrofílicos contendo ativos hidrofílicos, envoltos por uma fase não hidrofílica e tensoativos que possuem atração pelos componentes, formando uma emulsão inversa, que permite a incorporação e veiculação controlada de ativos hidrofílicos, conferindo-lhe propriedades como proteção contra processos de degradação, melhoria da compatibilidade com os outros constituintes da formulação do produto final, aumento da disponibilidade e/ou biodisponibilidade do ativo para o meio de interesse (incluindo melhorias em processos de permeação em materiais biológicos, redução da exposição e volatilização do ativo para o meio) e liberação controlada do(s) ativo(s). O nanocarreador obtido por este processo, denominado de Nanocarreadores Coloidais (NCs), pode ser aplicado em áreas diversas como farmacêutica (incluindo dermatológica), cosmética, produtos de higiene pessoal, veterinária, agroquímica e fertilizantes, alimentos e outros afins. "NANOCARREADORES COLOIDAIS PARA ATIVOS HIDROFÍLICOS E PROCESSO DE PRODUÇÃO" apresenta um sistema cineticamente estável e eficiente quanto à nanoestrutura, que consiste em nanocarreadores formados por polímeros emulsificados em um meio não aquoso, na presença de um tensoativo que possui atração pelas duas fases (meio dispersante e agente encapsulante). Este sistema é obtido por meio da nanoemulsificação de uma fase aquosa de polímeros hidrofílicos, emulsificados em uma fase não hidrofílica (lipofílica ou silofílica) contendo o tensoativo, destacando-se pela aplicação de dois conceitos que abrangem a geração de uma nanoemulsão inversa e de nanopartículas poliméricas. A formulação gera o efeito técnico novo de um veículo polimérico nanoestruturado para veiculação de moléculas hidrofílicas suspenso em fase não hidrofílica, passível de controle de tamanho de partícula em escala nanométrica e de modulação da estabilidade coloidal através de parâmetros de processo.

Description

NANOCARREADORES COLOIDAIS PARA ATIVOS HIDROFÍLICOS

E PROCESSO DE PRODUÇÃO

CAMPO DE APLICAÇÃO

A presente invenção pertence ao setor de preparações para finalidades médicas (incluindo aplicações farmacêuticas, cosméticas e de higiene pessoal), abrangendo também um processo químico que envolve química de colóides e áreas caracterizadas por aspectos técnicos, mais especificamente nanotecnologia, atuando pelo processo de obtenção de nanocarreador polimérico coloidal que permita a incorporação e veiculação como sistema de liberação controlada de ativos hidrofílicos conferindo propriedades como proteção contra processos de degradação, estabilidade do sistema, melhoria da compatibilidade com os outros constituintes da formulação do produto final, aumento da disponibilidade e/ou biodisponibilidade do ativo para o meio de interesse (incluindo melhorias em processos de permeação em meios biológicos, redução da exposição e volatilização do ativo para o meio) e liberação controlada do(s) ativo(s). O nanocarreador obtido por este processo pode ser aplicado em áreas diversas como farmacêutica (incluindo dermatológica), cosmética, produtos de higiene pessoal, veterinária, agroquímica e de fertilizantes, alimentos e outros afins. OBJETIVO DA INVENÇÃO

Produto nanocarreador polimérico coloidal que permita a incorporação e veiculação controlada de ativos hidrofílicos e seu processo de produção.

ESTADO DA TÉCNICA No desenvolvimento racional de um sistema de liberação ou veículo adequado, que atenda os critérios de qualidade, eficácia e segurança, é importante conhecer as propriedades físico-químicas do ativo, suas formas polimórficas, compatibilidade com outros componentes da formulação durante o processamento e armazenamento, estabilidade do sistema, assim como via de aplicação (oral, tópica, parenteral) e forma de liberação (liberação imediata, controlada, sustentada). Neste contexto, o estudo de pré-formulação é essencial visto que abrange a idealização da formulação, identificação das características do ativo e dos excipientes, a verificação da estabilidade em condições de stress (condições extremas de pH e temperatura) e estudo de compatibilidade.

A veiculação de fármacos de forma precisa e segura, no tempo correto, com liberação controlada e atingindo o máximo efeito terapêutico no sítio de ação continua a ser uma referência na concepção e desenvolvimento de novos sistemas de administração de medicamentos. O conceito de liberação sítio- específica decorre da própria idéia de minimizar o parâmetro risco-benefício. Os nanocarreadores, nas suas diversas formas, têm a possibilidade de disponibilizar infinitas oportunidades no que tange à liberação de fármacos e, portanto, são cada vez mais investigados com o intuito de explorar o seu potencial (Mishra; Bhavesh; Sanjay, 2009). Contudo, o sucesso em formular um nanocarreador sítio-específico não consiste somente em atingir o alvo, mas também de veicular a droga em sua forma molecular, mantendo sua atividade farmacológica e permitindo sua interação com o receptor. Fatores como perda de droga do carreador por liberação ou degradação, redução da absorção no alvo, ou redução da atividade termodinâmica do ativo por sequestro de proteínas não podem ser negligenciados, caso contrário os sistemas podem falhar não atingindo o sítio de ação com quantidades suficientes e taxa de liberação e difusão da droga abaixo da concentração ótima, não promovendo o efeito terapêutico requerido (Ruenraroengsak , Cook e Florence, 2010). Os nanocarreadores, devido à sua elevada área superficial, apresentam melhorias na farmacocinética e biodistribuição dos agentes terapêuticos e, assim, minimizam a sua toxicidade por acumulação preferencial no sitio de ação. Podem melhorar a solubilidade dos compostos hidrofóbicos e tornando-os adequados para administração parenteral e, além disso, aumentam a estabilidade de uma variedade de agentes terapêuticos, como peptídeos, oligonucleotídeos, dentre outros (WU et al., 2001 a; ARRUEBO et al., 2007; (Mishra; Bhavesh; Sanjay, 2009), melhoram a biodisponibilidade do fármaco no sítio de ação e facilitam a internalização celular (TORCHILIN, 2009).

Por outro lado, como uma das vantagens fundamentais dos nanocarreadores é seu tamanho, sendo que qualquer circunstância que altere seu design inicial de diâmetro poderá causar complicações relativas à especificidade e probabilidade de diminuição da capacidade em alcançar o alvo (Ruenraroengsak , Cook e Florence, 2010).

Nanopartículas Lipídicas Sólidas e Carreadores Lipídicos Nanoestrutrados

As nanopartículas lipídicas sólidas (NLSs) são classificadas em escala nanométrica (50 - 1000 nm) e propostas, dentre outros, como sistemas promissores para aplicação tópica (MUHLEN et al., 1998; MULLER-GOYMANN, 2004). São formadas por uma camada simples, ao contrário dos lipossomas (vesículas fosfolipídicas em bi-camadas) que podem (lipossomas) formar estruturas lamelares com uma ou várias membranas concêntricas, formadas por lipídeo-água (LIMA e KEDOR-HACKMANN, 1994). As NLSs são compostas por excipientes bem tolerados pela pele, sendo que matérias-primas usualmente utilizadas em formulações farmacêuticas e cosméticas podem ser empregadas nestes sistemas (MULLER et al., 2000). As substâncias utilizadas incluem triglicerídeos, glicerídeos, ácidos graxos (por exemplo, o acido esteárico) e ceras (por exemplo o palmitato de cetila). Um novo tipo de nanopartícula lipídica utilizando misturas de lipídios sólidos e líquidos tem sido estudada (carreador lipídico nanoestruturado - CLN). A partícula lipídica resultante apresenta uma estrutura nanoparticulada sólida com depressões formadas pelo lipídio liquido (óleo) (MULLER et al., 2002). Para preparação destes sistemas são utilizadas técnicas com ultra-som e homogeinizadores de alta pressão (métodos a frio ou quente), emulsificação e evaporação do solvente e microemulsificação (MEHNERT e MADER, 2001 ). Os CLNs apresentam como vantagens a capacidade de proteção química de componentes labéis contra decomposição, a possibilidade de liberação controlada de substâncias através do estado sólido da matriz lipídica, possibilidades de formação de um filme sobre a pele e propriedades oclusivas (MULLER et al., 2002). Jenning e colaboradores destacam ainda, o pequeno tamanho das nanopartículas, as quais apresentam grande área superficial, facilitando o contato das substâncias encapsuladas com o estrato córneo e, consequentemente, a quantidade viável capaz de penetrar na pele (JENNING et al., 2000; MAIA et al., 2000). As NLSs apresentam um efeito oclusivo mais intenso, quando comparadas com as emulsões convencionais ou micropartículas. A oclusão é baseada na formação de um filme, após aplicação na pele, reduzindo a perda transepidérmica de água (WISSING e MULLER, 2001 ). Com o aumento do conteúdo de água na pele, os sintomas de eczema atópico podem ser reduzidos, contribuindo para saúde cutânea. Um aumento da oclusividade pode ser verificado quando as NLSs são adicionadas a emulsões Óleo/Água , aumentando, inclusive, o efeito de hidratação (WISSING e MULLER, 2002a). A extensão das propriedades oclusivas é ainda dependente de fatores como tamanho da partícula e concentração lipídica (WISSING e MULLER, 2002b). A estabilidade físico-química das substâncias carreadas pelas NLSs e dos CLNs pode ser totalmente diferente das não carreadas (forma livre). O efeito da formulação sobre as características físico-químicas da substância associada deve ser investigado individualmente, propiciando desta forma o desenvolvimento de formulações adequadas para cada caso (LIM e KIM, 2002). Por exemplo, estudos realizados com retinol e coenzima Q10 em NLSs demonstraram que através da incorporação destes ativos, a matriz sólida diminuiu a degradação química destas substâncias (MULLER et al., 2000). Estudos têm demonstrado, ainda, que a estabilidade física destes sistemas pode ser mantida quando incorporados em veículos adequados para administração tópica. Os agentes espessantes, umectantes e tensoativos contribuem para estabilizar as formulações e modular a liberação sustentada de substâncias a partir das NLSs (JENNING et al., 2000; LIPPACHER et al., 2001 ).

Dupla Emulsão Cristalizável

As duplas emulsões cristalizáveis constituem um sistema de microreservatórios cineticamente estáveis, concebidos a partir do conceito de dupla emulsão convencional (uma fase interna aquosa emulsificada em uma fase oleosa e reemulsificada em outra fase aquosa), sendo que neste caso a membrana que separa as duas fases aquosas é formada por um componente lipídico sólido à temperatura ambiente, como mostrado na Figura 1 . A natureza físico-química do constituinte sólido influencia o tempo de destruição e a capacidade de encapsulação do sistema.

Vários fatores influenciam a estabilidade deste tipo de sistema como, por exemplo, a pressão osmótica das fases aquosas interna e externa, as interações entre as partículas (carga superficial dos óleos cristalizáveis, interações esféricas), as propriedades de superfície e conformação adquiridas pela fase oleosa após resfriamento e evolução reológica da fase oleosa dentre outras (GUERY, J., 2006), entretanto, as emulsões duplas cristalizáveis são matrizes permeáveis à água e podem ser permeáveis às espécies hidrofílicas encapsuladas, sendo que o núcleo de lipídeo em estado sólido constitui uma membrana semipermeável. As condições osmóticas permitem controlar de forma precisa as propriedades de encapsulação e de liberação do ativo. Sob condições iso- osmóticas a difusão do ativo é lenta, enquanto que em meio hipo-osmótico a liberação é rápida e seguida de uma desestruturação do material. A cinética do processo de liberação é controlada pela organização da membrana em estado sólido, distribuição inicial da matriz lipídica e capacidade de se contrair ou expandir. Estes parâmetros podem ser ajustados pela escolha dos óleos cristalizáveis e também pela alteração do histórico térmico do material de composição (GUERY, J., 2006).

Nanoemulsões Nanoemulsões são sistemas transparentes ou translúcidos que têm de 50 - 200 nm, cineticamente estáveis, no entanto a estabilidade a longo prazo (sem floculação ou coalescência aparente) faz das nanoemulsões um sistema diferenciado, com certa estabilidade termodinâmica (TADROS et al., 2004). A alta estabilidade coloidal das nanoemulsões pode ser entendida considerando a estabilização esférica (usando emulsificantes não-iônicos e poliméricos), além de ser afetada pela espessura da camada de emulsificante e pelo raio da gota. Além disso, o tamanho de gota em escala nano causa uma grande redução da força da gravidade e neste caso o movimento browniano sobrepõe esta força, impedindo a cremeação ou sedimentação durante o armazenamento. O tamanho reduzido também previne os processos de floculação e coalescência, desde que as gotas sejam não-deformáveis e inibam as variações da superfície. A espessura do filme de surfactante (relativo ao raio da gota) previne qualquer diluição ou ruptura dos líquidos entre as fases (TADROS et al., 2004).

Estes sistemas são muito atrativos para veiculação de produtos tópicos visto que a grande área superficial permite rápida penetração de ativos, devido ao tamanho reduzido, as nanoemulsões podem promover melhoria da permeação de ativos na pele, podem ser preparadas utilizando menores concentrações de emulsificante que as microemulsões e a transparência e fluidez promovem uma sensação de aplicação agradável (TADROS et al., 2004). Nanoemulsões contendo plasmídio de DNA (WU et al., 2001 a), ceramidas (YILMAZ e BORCHERT, 2005), óleo de citronela (SAKULKU et al., 2009), cânfora, mentol e metil salicilato (MOU et al., 2008) foram relatadas para aplicação tópica.

Nanoemulsão Inversa (água em óleo)

Considerando aplicações da área farmacêutica dermatológica para veiculação tópica de nanoestruturas, a proposta de produzir uma nanoemulsão inversa (água em óleo), em escala nanométrica, seria um candidato ideal como nanocarreador para ativos hidrofílicos, baseando-se na perspectiva da molécula se mantér na fase interna, haver a possibilidade de trabalhar o pH para melhorar a estabilidade, reduzir a possibilidade de degradação e melhorar sua biodisponibilidade. Relato da literatura mostrou que macromoléculas carreadas em emulsões inversas são possivelmente transportadas via transfolicular ou que a via transepidermal é atingida através de perturbações na permeabilidade do estrato córneo provocadas pelos surfactantes (WU et al., 2001 b). Neste trabalho, Wu e colaboradores (2001 ) demonstraram que emulsões com o valor de BHL (balanço hidrófilo-lipófilo) compatível com o sebo normal (produzido pelas glândulas sebáceas da pele) podem ter o transporte de moléculas hidrofílicas facilitado devido a um processo de co-transporte, mediado principalmente via transfolicular.

As limitações deste processo estão relacionadas com a etapa de mistura de fases e emulsificação, que normalmente é realizada em altas temperaturas (superiores à temperatura ambiente). Visto que a degradação do ativo em solução é acelerada com o aumento da temperatura, há necessidade de se trabalhar com matérias-primas líquidas e que não exijam aquecimento no processo de formação da emulsão.

Nanoemulsão Anidra Outra estratégia de veiculação, considerada inovadora dentre os sistemas anteriormente citados, seria o desenvolvimento de uma nanoemulsão anidra. Trata-se de um sistema nanoestruturado, que utiliza um solvente não aquoso para sua solubilização de ativos hidrofílicos que possam sofrer degradação em fase aquosa. Tais sistemas, que podem substituir as emulsões convencionais em que a presença de água deve ser evitada, têm sido usados para a preparação de nanopartículas e como modelos para a formação de microestruturas de silicato (SUITTHIMEATHEGORN et al., 2005).

Um fenómeno interessante nos sistemas não-aquosos é a formação do par iônico que forma estruturas com características físicas diferentes dos íons. O par iônico facilita a permeação do ativo ionizado através de membranas hidrofóbicas, baseado na hipótese de que estes ativos podem obter uma neutralidade elétrica e certa lipofilicidade via formação de par iônico. Os pares iónicos formados nos sistemas não aquosos podem permear através de membranas pelos mecanismos de poros e de partição, o que ilustra a possibilidade de facilitação da permeação de ativos ionizáveis por membranas hidrofóbicas (LEE et al., 1988).

As principais desvantagens destes sistemas, no entanto, configuram-se na solubilidade dos agentes hidrofílicos em um meio não aquoso, a escolha deste meio não aquoso e, ainda, o processo de obtenção destes sistemas em escala nanométrica. Nanopartículas Polimérícas

O desenvolvimento de nanopartículas com revestimento polimérico também se configura como uma alternativa interessante para encapsular moléculas hidrofílicas visando estabilidade, eficiência de encapsulação e aumento da biodisponibilidade. Neste caso, uma das estratégias é a encapsulação utilizando um polímero hidrofílico como agente de revestimento ou formador de matriz através do processo de emulsificação e difusão de solvente (NAGARWAL et al., 2009). Entretanto, em uma formulação em que as nanopartículas permanecem suspensas, é importante garantir que o ativo não migre para o meio dispersante, o que poderia implicar na sua degradação e, também, a seleção do processo de obtenção das nanopartículas poliméricas deve assegurar a viabilidade do ativo no que diz respeito ao uso de aquecimento e solventes.

RESUMO DA INVENÇÃO

"NANOCARREADORES COLOIDAIS PARA ATI VOS HIDROFÍLICOS E PROCESSO DE PRODUÇÃO" apresenta um sistema cineticamente estável e eficiente quanto à nanoestrutura, que consiste em nanocarreadores formados por polímeros emulsificados em um meio não aquoso, na presença de um tensoativo que possui atração pelas duas fases (meio dispersante e agente encapsulante). Este novo sistema é obtido por meio da nanoemulsificação de uma fase aquosa de polímeros hidrofílicos, emulsificados em uma fase não hidrofílica (lipofílica ou silofílica) contendo o tensoativo, destacando-se pela aplicação de dois conceitos que abrangem a geração de uma nanoemulsão inversa e de nanopartículas poliméricas. A formulação embasada nos conceitos de nanoemulsão inversa e de nanopartículas poliméricas gera o efeito técnico novo de um veículo polimérico nanoestruturado para veiculação de moléculas hidrofílicas suspenso em fase não hidrofílica, passível de controle de tamanho de partícula em escala nanométrica e de modulação da estabilidade coloidal através de parâmetros de processo.

A obtenção deste sistema, denominado de Nanocarreadores Coloidais (NCs), é possível através da utilização de um processo combinando etapas de nanoemulsificação por homogeneização de alta pressão e extração parcial do conteúdo de água da fase interna, sendo esta última etapa considerada um fator determinante na estabilidade da formulação por permitir modular as características do sistema.

Os NCs aqui exemplificados resultaram em uma formulação com características adequadas para a veiculação de moléculas hidrofílicas, reproduzindo as propriedades físicas do sistema placebo no que condiz com a viscosidade, tamanho médio de partícula, estabilidade e morfologia, apresentando ainda alta eficiência de encapsulação e perfil de liberação controlado/sustentado. O comportamento dos sistemas contendo os modelos hidrofílicos permite entender melhor o mecanismo de formação dos NCs, a forma de interação do ativo com a matriz polimérica e identificar as diferenças físicas (principalmente morfologia) e químicas (eficiência de encapsulação e perfil de liberação) para os dois modelos testados.

Com esta invenção estes novos sistemas NCs são promissores para veiculação de ativos hidrofílicos, com potencial para estabilizá-los em um meio com quantidade reduzida de água, melhorando diversas propriedades de aplicaçãor Este novo sistema carreador contribui para a inovação e criação de novas formas de administração e veiculação de agentes ativos de interesse em áreas diversas como farmacêutica (incluindo dermatológica), cosmética, produtos de higiene pessoal, veterinária, agroquímica e alimentos.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Figura 1 . Desenho esquemático em corte mostrando as vantagens das emulsões duplas cristalizáveis em relação às emulsões duplas líquidas (adaptado de Guery, 2006), onde a Fig. 1A apresenta dupla emulsão líquida mostrando a coalescência de gotas da fase interna na interface dos glóbulos, com difusão através da fase oleosa líquida, e a Fig. 1 B apresenta dupla emulsão cristalizável mostrando a não coalescência de gotas da fase interna na interface, com a permeabilidade reduzida através da membrana sólida.

Figura 2: Desenho esquemático do Processo de Fabricação dos NCs, mostrando as três etapas do processo. Figura 3 - Microscopia eletrônica de varredura do produto obtido no EXEMPLO 1 , obtida por MEV-FEG, onde se mostra a formação dos nanocarreadores com baixa polidispersão, de morfologia esférica e superfície lisa e regular. As características da microfotografia encontram-se na própria. Figura 4 - A Figura 4A apresenta o gráfico do perfil de extração de água da fase interna dos NCs de PVP em função do tamanho de partícula, isto é, a variação do tamanho de partícula em função do conteúdo de água presente nos nanocarreadores e a Figura 4B apresenta o gráfico de retroespalhamento dos NCs à base de PVP com 3 horas de processo de extração de água, indicando a não variação de backscateríng e consequente estabilidade da amostra por 7 dias, tudo referente aos NCs obtidos no EXEMPLO 2.

Figura 5: A Figura 5A apresenta Fotomicrografia dos NCs à base de quitosana obtida por MEV-FEG, onde as características da microfotografia encontram-se na própria, a Figura 5B apresenta um gráfico do perfil de extração de água da fase interna dos NCs de quitosana em função do tamanho de partícula, e a Figura 5C apresenta um gráfico da cinética da estabilidade dos NCs à base de quitosana com 3 e 5 horas de processo de extração de água, tudo referente aos NCs obtidos no EXEMPLO 3.

Figura 6 - A Figura 6A apresenta Fotomicrografia dos NCs à base de amido contendo Salicilato de Sódio como ativo hidrofílico modelo, obtida por MEV-FEG, onde as características da microfotografia encontram-se na própria, e a Figura 6B apresenta Fotomicrografia mais ampliada dos NCs à base de amido contendo Salicilato de Sódio como ativo hidrofílico modelo obtida por MEV-FEG, onde as características da microfotografia encontram-se na própria, tudo referente aos NCs obtidos no EXEMPLO 4.

Figura 7 - A Figura 7 apresenta um gráfico da cinética da estabilidade dos NCs dos NCs, referentes ao EXEMPLO 5, à base de PVP contendo SaNa com 3 e 5 horas de processo de extração de água,

Figura 8 - A Figura 8 apresenta Fotomicrografia dos NCs, referentes ao EXEMPLO 6, à base de amido contendo Cianocobalamina como ativo hidrofílico modelo, obtida por MEV-FEG, onde as características da microfotografia encontram-se na própria.

Figura 9 - A Figura 9 apresenta um gráfico do perfil de liberação do salicilato de sódio dos NCs à base de amido, relativos aos EXEMPLOS 4 e 6. DETALHAMENTO DA INVENÇÃO

Desenvolver um sistema nanoestruturado para veiculação de ativos, visando melhoria da estabilidade e aumento da biodisponibilidade, é um desafio da ciência dos colóides que abrange numerosas aplicações, que vão desde a veiculação de fármacos com ação sítio-específica, a permeação cutânea de compostos hidrofílicos até a internalizaçâo celular de partículas. Face a estes desafios muitos sistemas têm sido considerados nos últimos anos, mas vários possuem limitações com relação a uma ação potente e estável para a aplicação prevista.

As nanopartículas têm a vantagem de ter uma matriz sólida, que armazena o componente ativo, podendo modular sua liberação. O estado sólido destes materiais dá-lhes uma reduzida permeabilidade às espécies que contêm. Além disso, as partículas sólidas à base de lipídios reduzem qualquer limitação devido a problemas de toxicidade. Estes materiais são certamente eficazes para a encapsulação de moléculas hidrofóbicas, mas são limitados para garantir a vetorização das espécies hidrofílicas ou para qualquer aplicação que exija compartimento interno aquoso.

As duplas emulsões cristalizáveis também seriam sistemas muito viáveis para a veiculação de ativos hidrofílicos, tendo como limitação a questão do aquecimento durante o preparo, assim como as nanopartículas poliméricas. As nanoemulsões têm emergido como o candidato ideal para a aplicação em questão, mas no que tange à incorporação de moléculas hidrofílicas e que possuam degradação em meio aquoso, houve a necessidade da criação de uma emulsão inversa ou mesmo anidra, que evitasse sua degradação. O nanocarreador abordado aqui é, portanto, resultante da concepção de um novo sistema cineticamente estável e eficiente quanto à nanoestrutura. Este novo nanocarreador consiste em estruturas formadas por polímeros hidrofílicos contendo ativos hidrofílicos, envoltos por uma fase não hidrofílica e tensoativos que possuam atração pelos componentes, formando uma emulsão inversa, formados por polímeros emulsificados em um meio não aquoso, na presença de um tensoativo que possui atração pelas duas fases (meio dispersante e agente encapsulante). Empregando polímeros hidrofílicos, dissolvidos em fase aquosa e emulsificados em uma fase não aquosa, contendo o tensoativo, esta concepção une dois conceitos que abrangem a geração de uma nanoemulsão inversa e de nanopartículas poliméricas.

O novo sistema foi denominado de Nanocarreador Coloidal (NC) e é constituído de um nanocarreador polimérico coloidal que permite a incorporação e veiculação controlada de ativos hidrofílicos, formulado em uma fase externa não aquosa.

Algumas invenções já foram patenteadas utilizando nanopartículas carreadoras sendo que, no entanto, a maioria delas se refere ao desenvolvimento e aplicação de carreadores para moléculas hidrofóbicas, utilizando matrizes de encapsulação também hidrofóbicas como, por exemplo, copolímeros de bloco, e ainda empregando processos diversos, e em nenhum dos casos utiliza-se emulsão inversa na obtenção dos nanocarreadores, sendo basicamente esta a novidade e a atividade inventiva do "NANOCARREADORES COLOIDAIS PARA ATIVOS HIDROFÍLICOS E PROCESSO DE PRODUÇÃO", objeto desta patente.

A patente WO 2009123768 "Nanocarrier and Nanogel Compositions" , descreve uma classe de carreadores em escala nanométrica compostos por copolímeros de bloco suspensos em meio aquoso ou no solvente do co-polímero (de forma diferente à invenção aqui revelada), associadas com agentes terapêuticos de caráter hidrofóbico, sendo que como exemplos testados empregaram-se indometacina, doxorrubicina e budesonida, dentre outros. Outra composição, em WO 2007041206 "Drug Delivery Nanocarriers

Targeted by Landscape Phase", descreve método de obtenção de nanocarreadores através do emprego de moléculas anfifílicas para encapsulação, principalmente de proteínas sítio-específicas, usando unicamente a técnica de complexação descrita. O carreador é formado por uma fase protéica contendo uma proteína que exibe um peptídeo de ligação selecionado para ligar de forma específica e seletiva a um sítio de destino, no qual será liberada. Todavia, a invenção reinvindica apenas proteínas específicas, não abrangendo moléculas hidrofílicas ou emprego de matrizes poliméricas como nanocarreador.

Nos documentos KR 100868724 "Method for Preparing Self- Aggregating Nanocarrier Particles Having Temperature Depending Property" e WO 2009123934 "Branched Multifunctional Nanoparticle Conjugates and their Use" também são descritas nanopartículas carreadoras para agentes hidrofóbicos. No primeiro caso (KR 100868724), utiliza-se copolímeros de bloco sensíveis à temperatura para a incorporação da droga, sendo o controle da formação de partículas através de temperatura. O processo envolvido compreende uma etapa de polimerização e emprega polímeros sensíveis contendo um grupo de poli (N, N-Dimetilacrilamida), poli (N-isopropil acrilamida) ou sua mistura. No caso da invenção WO 2009/123934, a matriz é composta de polímeros ramificados de poliglicerol, com ação específica de "montar e desmontar" em condições in vivo, conjugada com um agente hidrofóbico. Estes sistemas são muito empregados em procedimentos de imageamento e diagnóstico, como por exemplo em modelos de câncer.

A invenção WO 2009055794 "Method and Compositions for Polymer Nanocarriers Containing Therapeutic Molecules" reporta um método e uma composição de nanocarredores formados por co-polímeros de bloco hidrofóbicos, obtidos por processo de dupla emulsão, para encapsulação e veiculação de proteínas. A aplicação compreende o uso destas nanopartículas carreadoras esféricas e filamentosas para diagnósticos e terapias.

Em WO 2009141 170 "Suited as Nanocarriers for Active Agents and their Use" é descrita uma entidade carreadora que tem na sua estrutura um grupamento definido pela fórmula geral como um resíduo de amina. A invenção relata tais compostos como carreadores para nucleotídeos, nucleosídeos, oligonucleotídeos lineares ou circulares simples ou duplos e moléculas oligoméricas (sendo todas estas moléculas hidrofóbicas), com a casca formada por poliglicerol e/ou derivados, com a principal aplicação concernente a silenciação de genes. O processo de obtenção dos nanocarreadores não consiste em emulsão inversa, como a invenção aqui revelada, mas sim de uma emulsão convencional (óleo/água), para veiculação de ativos hidrofóbicos.

O trabalho que apresenta alguns aspectos semelhantes com a presente invenção é US 2009/0258078 "Antioxidant Polymer Nanocarriers for Use in Preventing Oxidative Injury" que se caracteriza pela presença de um polímero carreador para encapsulação de proteínas, preparado por homogenização a temperatura abaixo de zero, mantendo assim a atividade enzimática. Podem ser empregadas enzimas antioxidantes e detoxificantes xenobióticas, que são preservadas da degradação de proteases, aumentando seu tempo de vida. Uma vantagem é que o sistema é permeável ao substrato podendo exercer seu efeito sem a liberação da enzima encapsulada.

A invenção "NANOCARREADORES COLOIDAIS PARA ATIVOS HIDROFILICOS E PROCESSO DE PRODUÇÃO" emprega um nanocarreador para moléculas de propriedades hidrofílicas (e não proteínas), suspensas em um meio não aquoso e obtidas por método que inclui três etapas: pré-emulsificação, nanoemulsificação e extração de fase interna (solvente), caracterizando um processo de dupla-emulsão. O nanocarreador formado também protege o agente hidrofílico contra a degradação, podendo proteger inclusive moléculas susceptíveis à degradação em meio aquoso e não da ação enzimática como na US 2009/0258078. Mencione-se, ainda, o perfil de liberação controlada do nanocarreador coloidal, que pode ser modulado em função do agente ativo empregado, de forma distinta à invenção anteriormente citada, em que a proteína encapsulada se mantém conjugada com o carreador para exercer seu efeito, não sendo liberada .

A presente invenção "NANOCARREADORES COLOIDAIS PARA ATIVOS HIDROFILICOS E PROCESSO DE PRODUÇÃO" apresenta um sistema polimérico nanocarreador de constituição e estrutura bem definidos, e seu processo de obtenção desenvolvido de forma específica para as limitações encontrada em todos os trabalhos aqui apresentados, que é a encapsulação de agentes hidrofílicos de maneira simples, em um único processo de emulsificação (sem necessidade do uso de dupla-emulsão), e usando materiais inertes, e até biodegradáveis em alguns casos.

O processo de fabricação dos NCs envolve três etapas de preparação: Etapa 1 de pré-emulsificação, Etapa 2 de nanoemulsificação e Etapa 3 de extração de fase interna, conforme mostrado na Figura 2, sendo os NCs aqui revelados obtidos por meio da emulsificação de uma solução aquosa contendo polímeros hidrofílicos com o princípio ativo de interesse, sendo tais polímeros polissacarídeos, proteína de origem animal ou vegetal, quitosana, gomas (goma arábica, goma xantana, goma guar, goma carragena, goma de cajueiro, goma tara, goma tragacante, goma Karaya, goma gati), derivados de celulose (carboximetil celulose, carboxietil celulose, etc), polivinilpirrolidona, poliacrilatos, poliacrilamidas, polivinilcaprolactamas, em uma fase não hidrofílica, contendo emulsificantes específicos compatíveis com a fase não hidrofílica escolhida. Esta fase não hidrofílica pode ser constituída tanto por líquidos lipofílicos ou silofílicos. O processo de emulsificação pode ser realizado por diferentes técnicas convencionais, como: agitação mecânica, cowlles, ultraturrax, homogeneizadores de alta pressão, ultrassom, ou qualquer outra técnica que promova a emulsificação de uma fase aquosa em uma não aquosa.

Etapa 1 . Formação da pré-emulsão através da dispersão da fase interna na fase externa, sob agitação mecânica, e após completa adição, utilização de agitador convencional. Nesta primeira etapa é formada a pré-emulsão entre as fases interna e externa, sendo a fase interna composta de polímero e solução aquosa contendo um sal inorgânico (sais solúveis em água) com função co-estabilizante e o ativo hidrofílico, enquanto a fase externa contém o componente não hidrofílico e um emulsificante específico como, por exemplo silicone modificado com polioxidoetileno (SF1540, Momentive®) ou outros emulsificantes usuais compatíveis. A temperatura empregada nesta etapa do processo pode variar de 10 a 100°C, preferencialmente 25,0 °C. A mistura é realizada sob agitação que pode variar de 100 a 22000 rpm, sendo preferencial 1000 rpm sob pressão atmosférica. Os sais empregados devem ser hidrossolúveis, preferencialmente cloretos mono ou bivalentes.

Etapa 2. Homogeneização da pré-emulsão formada na Etapa 1 em um sistema de mistura de alta energia de desagregação.

O uso de homogenização de alta pressão deve empregar de um mínimo de 1 ciclo de homogeneização até a quantidade necessária para se atingir a granulometria desejada, geralmente inferior a 20 ciclos, sendo que a temperatura empregada nesta etapa pode variar de 10 a 100 °C, preferencialmente 25,0 °C. A pressão do equipamento deve ser no mínimo 10 Bar e no máximo a capacidade de pressurização do equipamento, preferencialmente 900 bar. Etapa 3. A nanoemulsão resultante é colocada em reator com pressão reduzida, com temperatura controlada e agitação moderada, conectado a um condensador para extração da fase aquosa interna e formação dos NCs.

Esta etapa de extração do solvente da fase interna deve ser realizada por no mínimo 15 minutos até o tempo necessário para a desumidificação desejada, geralmente 5 horas, sendo que a pressão aplicada pode variar de 760 mmHg até 10^~7 mmHg, preferencialmente 280 mmHg. A temperatura do reator nesta etapa pode variar de 20 a 150°C, sendo a preferencial 50°C.

EXEMPLOS Para mostrar a concretização da invenção e o potencial de aplicação dos NCs são apresentados exemplos empregando ativos hidrofílicos diferentes, e as principais características dos produtos obtidos, incluindo o perfil de liberação e eficiência de encapsulação. Os NCs obtidos foram caracterizados quanto ao teor de água, índice de refração, diâmetro médio de partícula, índice de polidispersão, viscosidade, turbidimetria dinâmica e morfologia.

EXEMPLO 1 : Obtenção de NC à base de amido em silicone Em um béquer de 500 ml_ foi preparada 140g de uma solução contendo um emulsificante à base de silicone modificado com polioxidoetileno (SF1540, Momentive®) em dimeticone na concentração 3% m/m. Outra solução foi preparada por meio de solubilização de 9 g de amido e 0,6 g de NaCI em 51 g de água deionizada. A solução aquosa de amido foi emulsificada na fase não hidrofílica sob agitação mecânica de 1000 rpm. Após esta emulsificação, a mistura foi submetida à homogeneização de alta pressão por meio de cinco ciclos a uma pressão de 900 bar. Finalmente, a emulsão foi levada a um reator de vidro encamisado para efetuar a remoção da água por meio de destilação sob vácuo, em pressão de 280 mmHg. A remoção da água foi conduzida por 3 horas e por 5 horas de desumidificação em temperatura de 50°C. Os NCs obtidos foram caracterizados quanto aos diâmetro médio de partículas (DP), índice de polidispersão (IP), teor de água residual (TA), viscosidade (Vise), turbidimetria dinâmica e morfologia. Os resultados são apresentados na Tabela 1.

Tabela 1 : Resultados obtidos com o produto produzido de acordo com as condições experimentais do EXEMPLO 1.

DP (nm) IP TA (%) Vise

442 168 1 ,00 0, 1 13 4,76 + 0,350 0,087 + 0,002 144

Os resultados de DP, PI e TA descritos na Tabela 1 referem-se aos NCs obtidos nos tempos 3 horas e 5 horas de processo de extração de água e atestam a propriedade nanométrica do sistema carreador, com índice de polidispersão relativamente baixo, e conteúdo de água reduzido em função do tempo. Além disso, o sistema gerado possui característica de líquido fluido, conforme pode ser observado pela baixa viscosidade apresentada. A morfologia esférica e superfície lisa e regular do NC obtido pode ser vista na Figura 3.

EXEMPLO 2: Obtenção de NC à base de polivinilpirrolidona (PVP) em silicone

Em um béquer de 500 ml_ foi preparada 140 g de uma solução contendo um emulsificante à base de silicone modificado com polioxidoetileno (SF1540, Momentive®) em dimeticone na concentração 3% em massa. Uma outra solução foi preparada por meio da solubilização de 9 g de PVP e 0,6g de NaCI em 51 g de água deionizada. A solução aquosa de PVP foi emulsificada na fase não hidrofílica sob agitação mecânica de 1000 rpm. Após esta emulsificação, a mistura foi submetida à homogeneização de alta pressão por meio de cinco ciclos a pressão de 900 bar. Finalmente, a emulsão foi levada a um reator de vidro encamisado para efetuar a remoção da água por meio de destilação sob vácuo (280 mmHg). A remoção da água foi conduzida por 3 horas e 5 horas de processo em temperatura de 50 °C. Os NCs obtidos neste exemplo foram caracterizados quanto a diâmetro médio de partículas (DP), índice de polidispersão (IP), teor de água residual (TA), viscosidade (Vise), índice de refração (IR), turbidimetria dinâmica e perfil de redução de tamanho em função do teor de água. Os resultados são apresentados na Tabela 2.

Tabela 2: Resultados obtidos com o produto produzido de acordo com as condições experimentais do EXEMPLO 2.

57 176 0,438 0,023 5,513 + 0,106 0,338 + 0,004 135 1 ,401

Os resultados dos NCs à base de PVP foram semelhantes àqueles descritos para os NCs de amido mostrados no EXEMPLO 1. Os valores de DP, PI e TA descritos na Tabela 2 referem-se aos NCs obtidos nos tempos 3 horas e 5 horas de processo de extração de água e confirmam a propriedade nanométrica do sistema carreador formado por PVP, com índice de polidispersão relativamente baixo e conteúdo de água reduzido em função do tempo. Além disso, o sistema gerado possui uma característica de líquido fluido, conforme pode ser observado pela baixa viscosidade apresentada. Ressalte-se que, controlando a etapa de extração de água da fase interna, é possível modular o tamanho de partícula dos nanocarreadores formados, atingindo o patamar de diâmetro desejado, como mostrado na Figura 4A. Os resultados demonstram que é necessário obter uma quantidade determinada de água para obtenção de sistemas nanoestruturados, a partir da qual não mais ocorre variação significativa de tamanho, que pode interferir na estabilidade física, o que pode ser observado por turbidimetria dinâmica como mostrado na Figura 4B. Os NCs à base de PVP obtidos com 3 horas de desumidifcação foram analisados quanto ao perfil de retroespalhamento (por turbidimetria dinâmica) por 7 dias após a preparação, e apresentaram alto índice de estabilidade física.

EXEMPLO 3: Obtenção de NC à base de quitosana em silicone

A obtenção do NC à base de quitosana foi realizada em um béquer de 500 mL onde foi preparada 140 g de uma solução contendo um emulsificante à base de silicone modificado com polioxidoetileno (SF1540, Momentive®) em dimeticone na concentração 3 % m/m. Uma outra solução foi preparada por meio da solubilização de 1 ,2 g de quitosana e 0,6 g de NaCI em 51 g de água deionizada. A solução aquosa de quitosana foi emulsificada na fase não hidrofílica sob agitação mecânica de 1000 rpm. Após esta emulsificação, a mistura foi submetida à homogeneização de alta pressão por meio de cinco ciclos á pressão de 900 bar. Finalmente, a emulsão foi levada a um reator de vidro encamisado para efetuar a remoção da água por meio de destilação sob vácuo de 280 mmHg. A remoção da água foi conduzida por 3 e 5 horas em temperatura de 50°C. Os NCs obtidos neste exemplo foram caracterizados quanto a diâmetro médio de partículas (DP), índice de polidispersão (IP), teor de água residual (TA), viscosidade (Vise), turbidimetria dinâmica, morfologia e perfil de redução de tamanho em função do teor de água, como mostrado na Tabela 3.

Tabela 3: Resultados obtidos com o produto produzido de acordo com as condições experimentais do EXEMPLO 3. TA (%) Vise

510 505 0,053 0,1 14 5,965 + 0,427 0,189 + 0,039 130

A caracterização dos NCs à base de quitosana com relação ao diâmetro de partícula mostra a obtenção de um sistema em escala nanométrica, com baixo índice de polidispersão e teor de água inferior a 1 ,0% para 5 horas de extração. O sistema obtido possui característica de alta fluidez, devido à baixa viscosidade. Neste exemplo também se observa a formação de estruturas nanocarreadoras esféricas, de superfície regular, conforme mostrado na Figura 5A.

Evidencia-se a possibilidade de modulação do tamanho de partícula em função do teor de água presente nos nanocarreadores, que apresenta variação até um patamar de escala nanométrica, não resultando em maiores reduções de tamanho posteriormente, conforme pode ser observado na Figura 5B. Esta modulação está associada ainda à estabilidade física dos nanocarreadores em suspensão, que com 3 horas de processo de extração é cineticamente estável e com 5 horas possui teor reduzido de água, mantém a propriedade nanométrica, mas apresenta separação de fases, ainda que esta seja facilmente redispersa. A Figura 5C apresenta os perfis de estabilidade física deste produto com 3 e 5 horas de processo de desumidificação, e a Tabela 4 mostra os índices de estabilidade obtidos por turbidimetria dinâmica, que neste caso quanto menor o índice, maior a estabilidade física do sistema. Tabela 4 - índices de estabilidade relativos ao EXEMPLO 3, obtidos por turbidimetria dinâmica

EXEMPLO 4: Obtenção de NC à base de amido contendo salicilato de sódio como ativo hidrofílico modelo A obtenção do NC a base de amido, contendo um ativo modelo (salicilato de sódio - SaNa), foi realizada em um béquer de 500 ml_ onde foi preparada 140 g de uma solução contendo um emulsificante à base de silicone modificado com polioxidoetileno (SF1540, Momentive®) em dimeticone na concentração 3% m/m. Uma outra solução foi preparada por meio da solubilização de 9 g de amido e 0,6 g de NaCI e 2 g de salicilato de sódio em 49 g de água deionizada. A solução aquosa de amido e ativo foi emulsificada na fase não hidrofílica sob agitação mecânica de 1000 rpm. Após esta emulsificação, a mistura foi submetida à homogeneização de alta pressão por meio de cinco ciclos a pressão de 900 bar. Finalmente, a emulsão foi levada a um reator de vidro encamisado para efetuar a remoção da água por meio de destilação sob vácuo de 280 mmHg. A remoção da água foi conduzida por 3 e 5 horas de processo de extração em uma temperatura de 50 °C. Os NCs obtidos neste exemplo foram caracterizados quanto a diâmetro médio de partículas (DP), índice de polidispersão (IP), teor de água residual (TA), viscosidade (Vise), eficiência de encapsulação (EE), turbidimetria dinâmica e morfologia, cujos resultados são apresentados na Tabela 5.

Tabela 5: Resultados obtidos com o produto produzido de acordo com as condições experimentais do Exemplo 4.

DP nm) IP TA (%) Vise EE

143 1 16 0,085 0,052 5,694 + 0,148 0,165 + 0,01 150,7 93,70 Os dados de DP, mostrados na Tabela 4, confirmam a escala nanométrica dos NCs à base de amido com SaNa incorporado, e estão na mesma faixa de tamanho dos NCs de amido sem o ativo (EXEMPLO 1), evidenciando que a presença da molécula não altera as características de tamanho dos nanocarreadores. Não obstante, o índice de polidispersão também é baixo; e o teor de água nos tempos de processo 3 e 5 horas de desumidificação também reproduzem aqueles dos NCs sem ativo (EXEMPLO 1 ), reduzindo-se para valores inferiores a 1 ,0% com 5 horas de extração. O sistema gerado também possui característica fluida, confirmada pela baixa viscosidade. Com o produto obtido neste exemplo, a eficiência de encapsulação do SaNa na matriz de amido apresentou valor de 93,70 %, o que demonstra a viabilidade do uso dos NCs na encapsulação de ativos hidrofílicos. Observa-se nas Figuras 6A e 6B que os NCs constituídos de amido e contendo SaNa como ativo modelo apresentaram uma superfície irregular, com várias protuberâncias na superfície das partículas, como se fossem grânulos de ativo. Esta morfologia demonstra que o ativo está provavelmente encapsulado, distribuído na matriz polimérica, com localização preferencial na porção mais externa da matriz. Supõe-se que durante a retirada da fase interna através do processo de extração à vácuo o SaNa, que tem alta solubilidade na água, migre para a superfície das partículas e fique mais retido na camada mais externa, solidificando-se com o teor de água final (menor que 1 ,0%) e formando os pequenos grânulos visualizados. EXEMPLO 5: Obtenção de NC à base de polivinilpirrolidona contendo salicilato de sódio como ativo hidrofilico modelo

A obtenção do NC à base de PVP, contendo um ativo modelo (salicilato de sódio - SaNa), foi realizada em um béquer de 500 mL onde foi preparada 140 g de uma solução contendo um emulsificante à base de silicone modificado com polioxidoetileno (SF1540, Momentive®) em dimeticone na concentração 3% m/m. Uma outra solução foi preparada por meio da solubilização de 9 g de PVP, 0,6 g de NaCI e 2 g de salicilato de sódio em 49 g de água deionizada. A solução aquosa de PVP e ativo foi emulsificada na fase não hidrofílica sob agitação mecânica de 1000 rpm. Após esta emulsificação, a mistura foi submetida à homogeneização de alta pressão por meio de cinco ciclos de pressão de 900 bar. Finalmente, a emulsão foi levada a um reator de vidro encamisado para efetuar a remoção da água por meio de destilação sob vácuo de 280 mmHg. A remoção da água foi conduzida por 3 e 5 horas (NC5 - 3h e NC5 - 5h) numa temperatura de 50 °C. Os NCs obtidos neste exemplo foram caracterizados quanto a diâmetro médio de partículas (DP), índice de polidispersão (IP), teor de água residual (TA), viscosidade (Vise), turbidimetria dinâmica e eficiência de encapsulaçâo (EE), e os resultados são apresentados na Tabela 6.

Tabela 6: Resultados obtidos com o produto produzido de acordo com as condições experimentais do Exemplo 5.

DP (nm) IP TA (%) Vise EE

5h 5h _HHHHI

26,1 202,0 0,328 0,541 5,940 + 0,376 0,291+ 0,028 104,7 84,60

Analogamente aos exemplos anteriores, os NCs à base de PVP contendo SaNa como ativo modelo apresentou DP em escala nanométrica, baixo índice de polidispersão, teor de água reduzindo-se com o tempo de processo de extração, com valores inferiores a 1 ,0 % para 5 horas de processo e baixa viscosidade indicando a fluidez do sistema.

A Figura 7 apresenta os perfis de estabilidade física deste produto com 3 e 5 horas de processo de extração de água, bem como os índices de estabilidade obtidos através da variação do backscattering em função do tempo, como mostrado na Tabela 7 (dados obtidos por turbidimetria dinâmica). Os NCs com 3 horas apresentam um índice de estabilidade bem menor (maior estabilidade) comparado àqueles de 5 horas de processo de extração, indicando a modificação da estabilidade física do sistema com o teor de água presente.

Tabela 7 - índices de estabilidade relativos ao EXEMPLO 5, obtidos por turbidimetria dinâmica

AMOSTRA N°

NC5 - 3h 0,78

NC5 - 5h 8,95 A eficiência de encapsulaçâo também resultou em um valor alto

(84,60%) evidenciando o desempenho da matriz dos nanocarreadores na incorporação de moléculas hidrofílicas. EXEMPLO 6: Obtenção de NC à base de amido contendo cianocobalamina como ativo hidrofílico modelo

A obtenção do NC à base de amido, contendo um ativo modelo (cianocobalamina), foi realizada em um bequer de 500 mL onde foi preparada 140 g de uma solução contendo um emulsificante à base de silicone modificado com polioxidoetileno (SF1540, Momentive^®) em dimeticone na concentração 3% m/m. Uma outra solução foi preparada por meio da solubilização de 8,1 g de amido, 0,6 g de NaCI e 0,9 g de salicilato de sódio em 51 g de água deionizada. A solução aquosa de amido e ativo foi emulsificada na fase não hidrofílica sob agitação mecânica de 1000 rpm. Após esta emulsificação, a mistura foi submetida à homogeneização de alta pressão por meio de cinco ciclos a pressão de 900 bar. Finalmente, a emulsão foi levada a um reator de vidro encamisado para efetuar a remoção da água por meio de destilação sob vácuo de 280 mmHg. A remoção da água foi conduzida por 3 e 5 horas na temperatura de 50 °C. Os NCs obtidos neste exemplo foram caracterizados quanto a diâmetro médio de partículas (DP), índice de polidispersão (IP), teor de água residual (TA), índice de refração (IR), viscosidade (Vise), turbidimetria dinâmica e morfologia, conforme mostrado na Tabela 8.

Tabela 8: Resultados obtidos com o produto produzido de acordo com as condições experimentais do Exemplo 6.

DP nm) IP TA (%) Vise EE

88,1 316,6 0,089 0,133 6,153 + 0,034 0,258 + 0,055 102,5 88,68

Neste exemplo evidencia-se a incorporação de um ativo hidrofílico de uso alimentício, veterinário e farmacêutico nos NCs à base de amido. O produto obtido nas condições experimentais deste exemplo apresentou DP em escala nanométrica, baixo índice de polidispersão, teor de água reduzindo-se com o tempo de processo de desumidificação, com valores inferiores a 1 ,0 % para 5 horas de processo e baixa viscosidade indicando a fluidez do sistema. A eficiência de encapsulação também resultou em um valor alto (aproximadamente 89%) evidenciando o desempenho da matriz dos nanocarreadores na incorporação de moléculas hidrofílicas.

EXEMPLO 7: Perfil de liberação controlada dos ativos modelos dos NCs

O perfil de liberação controlada dos ativos modelos dos NCs, relativos aos EXEMPLOS 4 e 6 foi monitorado em um período de 48 horas, através da medida da absorção no UV, nos comprimentos de ondas 232 nm para cianocobalamina e 301 nm para o salicilato de sódio.

Uma massa de aproximadamente 1 ,50 g de formulação foi aplicada em uma membrana e imersa em erlenmeyers fechados, nos quais foram adicionados 100,0 mL de água. O sistema foi mantido sob leve agitação (50rpm) e à temperatura de 37°C. Foram coletadas alíquotas de 3,0 mL em intervalos de tempo pré-determinados e as concentrações monitoradas por absorção no UV. A porcentagem de ativo liberada foi plotada em função do tempo (em horas), com os respectivos desvios-padrão. O ensaio de liberação foi realizado em triplicata e as leituras das medidas de absorção em quintuplicata, como pode ser observado na Figura 9.

Observa-se que os NCs contendo salicilato de sódio apresentaram um perfil de liberação mais rápido que aqueles contendo cianocobalamina. Estas diferenças no perfil de liberação podem ser atribuídas às diferenças nas estruturas moleculares e solubilidades das moléculas (ativo hidrofílico) em água, além da interação que cada uma tem com a matriz polimérica.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. "NANOCARREADORES COLOIDAIS PARA ATIVOS HIDROFÍLICOS, caracterizado por serem estruturas formadas por polímeros hidrofílicos contendo ativos hidrofílicos, envoltos por uma fase não hidrofílica e tensoativos que possuam atração pelos componentes, formando uma emulsão inversa.

2. "NANOCARREADORES COLOIDAIS PARA ATIVOS HIDROFÍLICOS, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por os polímeros hidrofílicos serem polissacarídeos, proteínas de origem natural, quitosana, goma arábica, ou goma xantana, ou goma guar, ou goma carragena, ou goma de cajueiro, ou goma tara, ou goma tragacante, ou goma Karaya, ou goma gati; ou derivados de celulose, ou carboximetil celulose, ou carboxietil celulose; ou polivinilpirrolidona (PVP), ou poliacrilatos, ou polimetacrilatos ou poliacrilamidas, ou polivinilcaprolactamas.

3. "NANOCARREADORES COLOIDAIS PARA ATIVOS HIDROFÍLICOS, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por a fase não hidrofílica ser constituída por líquidos lipofílicos ou silofílicos.

4. "NANOCARREADORES COLOIDAIS PARA ATIVOS HIDROFÍLICOS, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a fase não hidrofílica ser dimeticone.

5. "NANOCARREADORES COLOIDAIS PARA ATIVOS HIDROFÍLICOS, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por co-estabilizante ser um sal inorgânico.

6. "NANOCARREADORES COLOIDAIS PARA ATIVOS HIDROFÍLICOS, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o co-estabilizante ser cloretos mono ou bivalentes.

7. "NANOCARREADORES COLOIDAIS PARA ATIVOS HIDROFÍLICOS, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por co-estabilizante ser cloreto de sódio.

8. "PROCESSO DE PRODUÇÃO" que visa a produção de carreadores coloidais para ativos hidrofílicos, caracterizado por se constituir de 3 etapas, sendo a Etapa 1 de formação da pré-emulsão através da dispersão da fase interna na fase externa, sendo a fase interna composta de polímero e solução aquosa contendo um sal inorgânico solúvel em água e o ativo hidrofílico, enquanto a fase externa contém o componente não hidrofílico e o emulsificante específico; uma Etapa 2 de nanoemulsificação pela homogeneização da pré-emulsão formada na Etapa 1 em um sistema de mistura de alta energia de desagregação e uma Etapa 3 de extração da fase aquosa interna formando os nanocarreadores coloidais.

9. "PROCESSO DE PRODUÇÃO", de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a Etapa 1 ser realizada em temperatura de 10 a 100 °C, agitação de 100 a 22000 rpm, e sob pressão atmosférica.

10. "PROCESSO DE PRODUÇÃO", de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a etapa 1 ser realizada em temperatura de 25,0 °C e agitação de 1000 rpm

11. "PROCESSO DE PRODUÇÃO", de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a etapa 2 ser realizada em temperatura de 10 a 100 °C, sob pressão mínima de 10 Bar empregando-se um mínimo de 1 ciclo de homogeneização por variação da pressão.

12. "PROCESSO DE PRODUÇÃO", de acordo com a reivindicação 11 , caracterizado por a etapa 2 ser realizada em temperatura de 25 °C e pressão de 900 Bar por até 20 ciclos.

13. "PROCESSO DE PRODUÇÃO", de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a etapa 3 ser realizada em temperatura de 20 a 50°C, em pressão de 760 mmHg até 10^"7 mmHg por um mínimo de 15 minutos.

14. PROCESSO DE PRODUÇÃO", de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a etapa 3 ser realizada em temperatura de 50 °C e pressão de 280 mmHg durante 5 horas.