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2- Lipossomas Micro/ Nanoencapsulação Profa Dra Maria Bernadete Pierre- Farmacotécnica UFRJ VIDEO ESTRUTURA LIPOSSOMOS ATÉ 3’ 14 Componentes estruturais dos lipossomos • FOSFOLIPIDEOS • COLESTEROL • ANTI-OXIDANTES • ÁGUA OU TAMPÃO C O M P O S I Ç Ã O • •Fosfolipídeos naturais ou semi-sintéticos Lipídeos estruturais Ex: fosfatidilcolina- Gema de ovo ou óleo de soja FOSFOLIPÍDEOS Profa Dra Maria Bernadete Pierre- Farmacotécnica UFRJ PARTES DE UM FOSFOLIPÍDEO Lipossomos são formados quando fosfolipídeos são dispersos em meio aquoso, formando vesículas uni ou multilamelares, com diâmetro variando de 0,25 a 5 m. Vesículas semelhantes às membranas biológicas. Capacidade de encapsular drogas hidrossolúveis, lipossolúveis e anfifílicas. D E F I N I Ç Ã O D E F I N I Ç Ã O Arranjo dos fosfolipídeos micelas bicamadas vesículas fosfolipídio Profa Dra Maria Bernadete Pierre- Farmacotécnica UFRJ VESÍCULA LIPOSSOMAL Substância hidrofílica Substância lipofílica Substância anfifílica Profa Dra Maria Bernadete Pierre- Farmacotécnica UFRJ BICAMADAS LIPÍDICAS OU LAMELAS DOS LIPOSSOMOS Fluidez da bicamada: Tc= A temperatura de mudança de gel-fluido é dita temperatura de transição. Depende da natureza química dos componentes da bicamada Uma bicamada de fosfolipídios pode existir em 2 estados físicos dependendo da temperatura: - estado gel: -estado fluido ou cristal líquido Tc lipídeo > T meio = membrana lipossomo é GEL OU RIGIDA (movimento restrito dos lipídeos ) Ex: Tc= 55ºC- diestearolilfosfatidilcolina Tc lipídeo < T meio= membrana lipossomo é FLUIDA (maior movimento lipídeos) Ex: Tc= 23ºC= DMPC Tc= 0°C = DOPC C O M P O S I Ç Ã O ESTERÓIS • COLESTEROL: presente em membranas animais. - Colesterol se encaixa nos espaços vazios entre as moléculas de fosfolipídeos, ancorando-as mais firmemente na estrutura. fluidez permeabilidade Melhora a estabilidade da membrana nos fluidos biológicos OUTRAS SUBSTÂNCIAS: Vitamina E (α tocoferol): anti-oxidante. Anel esteróide: componente rígido Cauda de HC: componente flexível COLESTEROL X FLUIDEZ Colesterol = Ordenamento da bicamada de fosfolipídios; Torna- as menos fluidas e menos permeáveis; Menor interação com proteínas plasmáticas Menor vazamento conteúdo do lipossomo. SELEÇÃO DOS COMPONENTES • Não existe uma fórmula padrão, depende do uso e tipo de lipossomo que se quer obter •Exemplo: Fosfatidilcolina/Colesterol/fosfatidilglicerol •Razão molar: 6/3/1, mistura lipídica a 30 mM, 4 mL. C O M P O S I Ç Ã O • A- Quanto ao número de bicamadas (lamelaridade) LUV- vesículas unilamelares MLV- vesículas multilamelares CLASSIFICAÇÃO DOS LIPOSSOMOS C L A S S I F I C A Ç Ã O • B-Quanto ao tamanho MENORES QUE 100 NM: SUV- vesículas pequenas unilamelares (25 nm) MAIORES QUE 100 NM: LUV- vesículas grandes unilamelares (250 nm) MLV- vesículas grandes multilamelares (2500 nm) C L A S S I F I C A Ç Ã O Tipo Características MLVs Mais que uma bicamada Maior encapsulação para drogas lipofílicas LUVs Simples bicamada com alto volume aquoso Útil para drogas hidrofílicas Alta captura de macromoléculas SUVs Única bicamada Limitada captura de macromoléculas Baixo volume aquoso Longa meia-vida de circulação 25 nm SUV 100 nm 250 nm LUV 500 nm 1000 nm 2500 nm MLV C-Quanto ao método de preparação C L A S S I F I C A Ç Ã O I- PROCEDIMENTO GERAL A) MÉTODO DO FILME Evaporação do solvente Hidratação e agitação Filme lipídico * ** 1-PROCEDIMENTO GERAL TÉCNICAS DE PREPARO II- DISPERSÃO MECÂNICA: TECNICA COMPLEMENTAR A- Sonicação e B- Extrusão OUTRAS TÉCNICAS DE OBTENÇÃO DE LIPOSSOMOS: III-DISPERSÃO POR SOLVENTE: Injeção IV- FASE REVERSA O B T E N Ç Ã O Após obtenção lipossomos pelo Método Geral (Filme): TÉCNICAS DE PREPARO O B T E N Ç Ã O BANHO GELO SONDA N 2 BANHO GELO SONDA N 2 II- DISPERSÃO MECÂNICA: TECNICA COMPLEMENTAR A- Sonicação= Ultra-som Extrusão TÉCNICAS DE PREPARO O B T E N Ç Ã O Lipossomos grandes são transformados em pequenos e com distribuição uniforme pela passagem através de membrana de tamanho poro definido (µm) N2 OUTRAS TÉCNICAS DE PREPARO Injeção O B T E N Ç Ã O Lipídeos em solvente orgânico Água ou tampão Evaporação de Fase Reversa Vídeo preparo lipossomos • Remoção do fármaco não-encapsulado (ou livre); •Coluna de Sephadex G-50 (Pharmacia LKB): Método mais usado; •Lipossomos são separados do fármaco encapsulado em colunas cromatográficas de acordo com a diferença de tamanho= Cromamatografia de Exclusão , processo de separação mecânico; •F.M= solvente para a eluição da amostra •F. E= partículas com forma, tamanho e porosidades uniforme; •Moléculas menores que as partículas da F.E: penetram nos poros (retidas) •Moléculas maiores que as partículas da F.E: são excluídas dos poros •Moléculas de tamanho intermediário: as maiores são eluidas antes das menores. PURIFICAÇÃO DOS LIPOSSOMOS APÓS PREPARO PURIFICAÇÃO O B T E N Ç Ã O • Diálise Remoção do fármaco não-encapsulado. • Centrifugação Separação por diferença de densidade E S T A B I L I D A D E • Problemas: Oxidação dos lipídeos •I nstabilidade física: fusão das vesículas, rompimento das vesículas, vazamento do material encapsulado Proteção contra degradação química •Usar lipídeos recentemente purificados; •Evitar altas temperaturas; •Manipular na ausência de oxigênio; •Eliminar oxigênio do meio com gás inerte (nitrogênio ou hélio); •Adicionar agentes antioxidantes e quelantes; •Usar lipídeos saturados. Preparações extemporâneas • Lipossomos congelados ou liofilizados que sofrem hidratação na hora do uso. Liofilização Congela-se a amostra em nitrogênio líquido Coloca no Liofilizador por 12 horas para que ocorra a sublimação da água coletando apenas os lipossomos VANTAGENS •Biocompatíveis e biodegradáveis. •Versatilidade de aplicação: encapsulamento de substâncias hidrofílicas ou lipofílicas. Várias vias de administração. •PROTEÇÃO: contra degradação física e biológica. •AUXÍLIO NA FORMULAÇÃO: reformulação para substâncias tóxicas ou irritantes. POR QUE USAR LIPOSSOMOS PARA VEICULAR FÁRMACOS? DIRECIONAMENTO: PASSIVO: biodistribuição alterada lipossomos após I.V --- acúmulo em áreas alvo e não naquelas onde efeito colateral fármaco é mais prejudicial (coração, rim e TGI)------------- aumenta I.T fármaco. Produto Droga Formulaçã o Empresa Indicação/Alv o País Doxil antineoplasico Doxorubi cina Lipossomos (LCL) Sequus Pharmaceutica s, Inc,CA. Ou Alza Sarcoma de Kaposi (Aids) Câncer ovariano Câncer múltiplo de medula óssea USA e Europa DOXORRUBICINA livre: Antibiótico antineoplásico. Alta toxicidade cardíaca INTRAVENOSO. LIPOSSOMAL= não acumula no coração Ambisome Anfotericin B F. LIVRE causa ef. Colaterais serios: nefrotoxicidade; anemias, etc Liposomos (LCL) NeXstar Pharmaceutical Inc., CO ou Gilead Infecções fungais sérias Em 24 países Alfotericina livre: Nefrotoxica, anemia: limita a dose! LIPOSSOMAL: AmBisome (amphotericin b): injetável estéril, apirogenica, liofilizada, para infusão intravenosa. Cada frasco contém: 50 mg of amphotericin B, em lipossomos consistindo de 213 mg PC soja hiodrogenada; 52 mg colesterol, 84 mg distearoilfosfatidilglicerol; 0.64 mg alfa tocoferol; and 27 mg succinato dissódico hidratado como tampão. Após reconstituição com água estéril para injeção, a suspensão resultante tem pH entre 5-6. • LUVs • < 100 nm http://www.rxlist.com/ambisome-drug.htm Amphocil Anfotericina B Complexo lipídico Sequus Pharmaceutical , Inc., CA Infecções fungais sistêmicas; aspergilose invasiva(Asper gillus, candida e criptococus) Asia e Europa http://www.amphocil.com/ •INFUSÃO INTRAVENOSA •RECONSITUIÇÃO ANTES DO USO TRATAMENTO DA LEISHMANIOSE CUTANEA E VISCERAL Doença parasitária causada por protozoários flagelados os quais são fagocitados por macrófagos, no interior dos quais estes se tornam amastigotas (formas que se multiplicam livremente) Após administração IV dos lipossomos : Opsonização pelas proteínas do plasma (opsoninas= Imunoglobulinas IGG e IGM) levando ao reconhecimento pelas células do SRE (macrófagos do baço e fígado). Ex: se o alvo é o parasita de macrófago (Leishmaniose) a administração IV de lipossomos contendo antimoniais leva ao DIRECIONAMENTO PASSIVO deste para o alvo! EX: Se alvo são os tumores baço e fígado (macrófagos destes órgãos opsonizarão os lipossomos e assim leva ao DIRECIONAMENTO PASSIVO deste para tais órgãos! Direcionamento ATIVO: imunolipossomos por meio de anticorpos ou outros ligantes na superfície do lipossomo. A: anticorpo ligado a lipossomo convencional. B: anticorpo ligado a LLC (estabilizado estericamente). C: anticorpo ligado ao final distal da molécula de PEG. •DURAÇÃO DA AÇÃO: liberação lenta obtendo um aumento da duração da ação e uma diminuição na freqüência da administração. Objetivo principal do sistema lipossômico é concentrar a ação do fármaco no local desejado, para maximizar a ação terapêutica e minimizar a toxicidade. O tamanho, a composição lipídica e a carga elétrica dos lipossomos: Influenciam a sua distribuição no organismo e sua deposição. USOS DOS LIPOSSOMOS NA TERAPÊUTICA HUMANA LIBERAÇÃO DE GENES- TERAPIA GENÉTICA: doenças geneticas Lipossomos catiônicos Leuvectin: câncer de próstata. DERMATOLOGIA: • superfície da pele • penetrar na pele (500 nm) Fig. 3. Possible mechanisms of action of liposomes as skin drug delivery systems. (A) is the free drug mechanism, (B) is the penetration enhancing process of liposome components, (C) indicates vesicle adsorption to and/or fusion with the stratum corneum (SC) and (D) illustrates intact vesicle penetration into or into and through the intact skin (not to scale) (modified from El Maghraby et al., 2006). DOENÇAS INFECCIOSAS: - Infecções parasitárias (Leishmaniose): LC - Antibióticos - Antituberculostáticos (rifampicina e isoniazida) •VACINAS: lipossomos são usados para promover a resposta imune pela incorporação de antígenos ou seqüência de DNA. - Epaxal (hepatite A) - outras vacinas: gripe, hepatite B, tatano, E. Coli, etc. OUTRAS APLICAÇÕES TERAPÊUTICAS VIAS DE ADMINISTRAÇÃO PARA LIPOSSOMOS Local •Intramuscular: Efeito sustentado no local de aplicação Minimiza os efeitos de medicamentos tóxicos como dicoflenaco de sódio. •Tópica: •Maior penetração cutânea do fármaco na pele •Retenção do lipossomo na pele, onde ele age como um depósito para a liberação sustentada. •Diminuição da absorção percutânea do fármaco, diminuindo portanto a toxicidade para órgãos não alvo. • ORAL Condições fisiológicas do trato GI não mantém estáveis vesículas lipídicas. Estudos futuros: insulina, Fator VIII (hemofilia)
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