Aula tecnologia emulsao

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Emulsões, 
lipossomas e 
cristais líquidos 
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1 nm = 10-9 m
NANO (anão)
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2
üO princípio ativo é encapsulado em espécies
coloidais como lipossomas, nano e
micropartículas poliméricas ou lipídicas sólidas
üO princípio ativo pode estar associado a
nanopatrículas metálicas e nanotubos de
carbono
SISTEMA DE LIBERAÇÃO 
SUSTENTADA
Nanopartículas: diâmetro < 1µm
Micropartículas: diâmetro > 1 µm
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Vantagens
• Melhora a estabilidade física e química de ativos
• Melhorar a biodisponibilidade
• Mantém o efeito do fármaco no tecido alvo
• Solubilizar ativos lipofílicos
• Minimiza os efeitos colaterais
• Reduz a toxicidade 
• Diminui o número de doses/aplicações
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3
LIBERAÇÃO SUSTENTADA
Efeitos adversos
Níveis tóxicos
Faixa terapéutica
Concentração
Min. efetiva
Sem efeito
Convencional
Liberação ordem 
zero
Tempo/dosagem administrada
N
ív
ei
s 
Pl
as
m
át
ic
os
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Dendrímeros Nanoemulsões
Ciclodextrina
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4
Lipossoma Nanopartículas 
Poliméricas
Nanopartículas 
Metálicas
Nanopartículas 
Lipídicas Sólidas
Fulerenos Nanotubo de Carbono
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Preparação e Caracterização de 
Nanopartículas no Encapsulamento de 
Ativos/Fármacos
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Top-Down X Bottom-Up
http://www.barrettresearch.ca/teaching/nanotechnology/nano06.htm
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Encapsulamento e liberação de 
ativos: Método Botton-Up através 
de moléculas auto-organização 
de moléculas em solução aquosa
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Moléculas anfifílicas
Reúnem dois grupos com polaridades 
ou solubilidades opostas
lipídeos, surfactantes, proteínas
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Sal de amina graxa 
(surfactante catiônico)
Alquilssulfato
(surfactante aniônico)
Betaína (surfactante anfotérico)
(Surfactantes não-iônicos)
Polimeros em bloco
Estruturas de algumas moléculas anfifílicas típicas
fosfatidilcolina 
(fosfolipídios)
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EMULSÕES
Aula 2
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É uma dispersão, na qual as fases são líquidos imiscíveis ou
parcialmente miscíveis. Neste sistema tem-se uma fase finamente
dividida (dispersa ou interna) em uma outra fase (contínua ou
externa), na presença de surfatante (agente emulsificante).
Classificação (tamanho das partículas da fase dispersa):
ü MACROEMULSÕES - >400 nm;
ü MINIEMULSÕES – 100 a 400 nm;
ü MICROEMULSÕES - transparentes, < 100 nm;
ü MÚLTIPLAS – a partícula dispersa já é uma emulsão
Emulsão
De Azevedo, 2004
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Exemplos de tipos de emulsões
A/O
De Azevedo, 2004
A
O
O
A
A
A/O
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ü INSTABILIDADE:
� 2 líquidos imiscíveis puros não podem formar uma emulsão:
A tensão interfacial de valor alto representa uma energia livre
interfacial alta, decorrente do aumento na área de contato entre
as fases
O sistema é instável termodinamicamente, se comparado à área
mínima que se conseguiria entre as duas fases quando
separadas.
De Azevedo, 2004.
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Instabilidade física das emulsões
Mecanismos
¨Floculação , sedimentação 
(“creaming”)
¨Coalescência
¨Envelhecimento de 
Ostwald,
separação de fases
reversível
irreversível
Irreversível
“quebra”
Mecanismos
De Azevedo, 2004
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Estabilidade pela presença de partículas 
sólidas
¨Partículas de látex de 
poliestireno estabilizando uma 
gota de água
na interface água/octano
A partícula irá
permanecer no líquido
que molha melhor
(ângulo de contato)
Para deslocar a
partícula da interface é
necessário realizar
trabalho
De Azevedo, 2004
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Seleção do surfatante como
agente emulsificante
Método do HLB (balanço 
hidrofílico-lipofílico, Griffin, 1949).
hidrofilicidade
O tamanho relativo dos 
grupos determina a 
curvatura preferida da 
interface, o que 
determina a fase dispersa
Selecionar o surfatante 
ou uma combinação de 
surfatantes
De Azevedo, 2004
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Diagramas de fase para o sistema 
surfatante/óleo/água
¨3 diferentes tipos de diagramas de fase, dependendo dos valores relativos
de energia de interação do surfatante com óleo ou água; “tie line” seria
horizontal para afinidades totalmente balanceadas
¨Winsor tipo I ¨Winsor tipo II ¨Winsor tipo III
Região bifásica: tensoativo-água
predomina
tensoativo-óleo
predomina
microemulsão
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1
2
2
1
1
De Azevedo, 2004
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Preparação de emulsões
qA formação e estabilidade de uma emulsão é afetada pela seqüência e
metodologia de mistura ( ex: emulsificador adicionado em separado,
mistura de todos os componetes);
qa energia introduzida influi no diâmetro das gotas;
qforte tensão de cisalhamento pode levar a coalescência e
polidispersidade (margarina O/W : componente de aroma na fase
dispersa)
qMétodos
oMétodos de micronização – energia mecânica ao sistema, promovendo
agitação dos 2 fluidos e do emulsificador (agitador)
ultra-som: produção repentina e subseqüente colapso das cavidades em
um líquido; crescimento da pressão local, subdivisão da gota (problemas
de reprodutibilidade, controle dos núcleos de cavitação
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Aplicação : preparação de microesferas
SEM, elétrons 
secundários 
(topografia)
A=5000x 
(clorofórmio)
De Azevedo, 2004
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Emulsão múltipla na
obtenção de
microesferas para
vacinas de DNA
De Azevedo, 2004
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FORMAÇÃO DE AGREGADOS POR 
MOLÉCULAS ANFIFÍLICAS
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Surfactantes
Tensoativos ou 
agentes de superfície
“head” hidrofílica
“tail” hidrofóbica
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Surfactantes em solução
cmc – concentração 
micelar crítica – faixa 
estreita de 
concentração
Aparecimento de 
agregados (micelas)
Myers, 1999; Fendler, 1982
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Efeito da temperatura 
sobre os tipos de 
agregados formados 
por surfactantes não-
iônicos
(mesofases 
termotrópicas)
Cristais Líquidos Termotrópicos
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Vesículas ou lipossomas
multivesículas
Fendler e col. 1982 
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Técnicas de Caracterização
ü Espalhamento de luz dinâmico (DLS).
ü Espalhamento de luz estático (SLS).
üEspalhamento de nêutrons a baixos
ângulos (SANS).
ü Espalhamento de raios X a baixos
ângulos (SAXS).
ü Microscopia eletrônica de
transmissão (TEM).
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Espalhamento de luz dinâmico (DLS)
Ø Intensidade de luz espalhada por
partículas em suspensão em movimento
Browniano.
ØDT=kT/3phd
Øcálculo do raio de hidratação, d (raio de
Stokes)
Edwards e Baeumner, 2006 
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Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM)
Ø Feixe de elétrons incidentes que interagem com a
amostra de diferentes formas
Informações sobre tamanhos, formas e organizações
de partículas.
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CRISTAIS LÍQUIDOS
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Técnicas de preparação similares aos de preparações
de micelas.
Sagalowicz e col. 2006 
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Modelos de Solubilização
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Técnicas de Caracterização
ü Medidas de viscosidade
üMicroscopia óptica com luz polarizada.
ü Espalhamento de luz dinâmico (DLS).
ü Espalhamento de luz estático (SLS).
ü Espalhamento de nêutrons a baixos ângulos
(SANS).
ü Espalhamento de raios X a baixos ângulos
(SAXS).
ü Microscopia eletrônica de transmissão (TEM).
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Microscopia óptica
Identificação das fases
líquido cristalinos devido a
observação de diferentes
texturas.
Ex. fase hexagonal
apresenta textura do tipo
leque.
fase cúbica (isotrópica).
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Microscopia óptica: exemplos de texturas
fase líquido cristalina hexagonal
fase líquido cristalina lamelar
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Micrografias por cryo-TEM
de uma fase hexagonal
reversa (b); fase cúbica
hexagonal reversa de uma
dispersão de Dimodan U (c),
vesícula a partir de uma
fase lamelar a partir
de uma mistura de
Dimodan U e lactato de
sódio esteárico (d);
dispersão de micela de
solução de polissorbato
80 (e).
Sagalowicz e col. 2006 
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Aplicações
Ø Ciclosporina A, um peptídeo altamente lipofílico
empregado no tratamento de inflamações dérmicas, foi
encapsulado em fases cúbicas e hexagonais de
monoleína, sendo que foi observado um aumento da
permeação cutânea, além da diminuição da irritação.
Lopes e col., 2006 
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LIPOSSOMAS
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Preparação de lipossomas
Lipossomas: MLV, SUV, LUV
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Preparação de lipossomas
Lipossomas: MUV, SUV, LUV
(http://www.avantipolarlipids.com/PreperationofLiposomes.html) jun/2006. 
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Modelos de Solubilização
Fendler, 1982 
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Caracterização de lipossomas
Ø Número de lamelas
Ø Distribuição de tamanhos
Ø Composição e concentração delipídios, além da eficiência de
encapsulamento
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Número de lamelas
31P NMR (adição de Mn2+ que suprime o sinal P)
NMR dos fosfolipídeos da face externa dos
lipossomas.
ü SAXS
ü Cyo-TEM
Distribuição de Tamanhos
ü DLS
ü SLS
ü HPLC-GEC-high-performance gel exclusion
chromatography
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Conteúdo de fosfolipídios
Ø Métodos colorimétricos
Ø NMR
Ø HPLC
Outras caracterizações
Ø DSC na interação ativo/membrana
Ø NMR na organização das vesículas
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