13+Nanoemulsões

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Prof. Danielle Sóter
Disciplina: Tecnologia Farmacêutica III
Nanoemulsões
Curso: Farmácia
Nanotecnologia 
• Uma alternativa para aumentar a estabilidade e, ainda,
permitir a liberação controlada de ativos é o encapsulamento
das substâncias ativas através de técnicas que envolvem a
nanotecnologia.
• Com base nas características decorrentes do tamanho
diminuto, as nanopartículas contendo substâncias ativas são
utilizadas com a intenção de melhorar sua funcionalidade,
como, por exemplo, melhorar a disponibilidade ou estabilidade
quando comparada com o mesmo material na forma
molecular.
• Os nanoencapsulados são normalmente utilizados em cosméticos
para proteger ativos sensíveis, reduzir odores indesejáveis e evitar
incompatibilidades entre os ingredientes da formulação.
• Pela facilidade de aplicação e adesão na pele, o seu uso tem sido
explorado para muitos propósitos em hidratantes de pele,
preparações de protetor solar, produtos de bronzeamento,
produtos antienvelhecimento, desodorantes, antiperspirantes,
perfumes, entre outros.
Nanoemulsões
• Sistema termodinamicamente instável e heterogêneo no qual
um líquido imiscível é disperso em outro líquido;
cineticamente estável graças à adição de emulsionantes
(tensoativos)
• Consistem em emulsões muito finas com glóbulos de
diâmetro até 500 nm.
50 a 200 nm: Apresentam aspecto translúcido
Vantagens das nanoemulsões
• Sistemas promissores – transporte de fármacos lipofílicos
• Baixo custo
• Não utilização de solventes orgânicos
• Baixa toxicidade
• Biodegredáveis
• Biocompatíveis
• Fácil preparo
• Fácil transposição para escala industrial
• Carreadores e solubilizadores de fármacos de baixa solubilidade.
Desvantagens das nanoemulsões como 
nanocarreadores de fármacos
• Solubilidade limitada dos fármacos em triglicerídeos de
cadeia média e longa
• Conteúdo relativamente baixo de fase oleosa (até 30%) –
carga fármaco
• Instabilidade gerada pela presença do fármaco no sistema;
• Controle do tamanho dos glóbulos de sistemas injetáveis
sujeito as exigências legais restritas;
• Número limitado de tensoativos seguros aprovados para
estabilizar as emulsões aumentando as dificuldades para
superar desafios de formulação.
Vantagens das Nanoemulsões para 
aplicação cosmética
• Podem ser utilizadas como sistemas de veiculação de
fragrâncias, com liberação controlada e na fabricação de
perfumes sem álcool
• A permeação das partículas através das rugosidades de peles
extremamente ásperas possibilita maior capacidade de
hidratação
• O diminuto tamanho das partículas garante distribuição
uniforme do produto sobre a pele.
• Quanto ao aspecto sensorial, a fluidez natural do sistema (em
baixas concentrações da fase oleosa) confere às nanoemulsões
características muito valorizadas em produtos cosméticos.
Métodos de preparação das 
nanoemulsões
• As nanoemulsões não se formam espontaneamente,
sendo necessária doação de energia ao sistema.
• Podem ser preparadas por métodos que envolvem:
• Alta energia de emusificação:
• homogeneizadores de alta pressão com microfluidizadores
• ultrassom
• Baixa energia de emulsificação:
• emulsificação espontânea
• temperatura de inversão de fase (PIT)
Métodos emulsificação de alta 
energia 
• Princípio: baseado na formação de glóbulos iniciais de tamanho
macrométrico seguido de sua deformação e rompimento com
posterior adsorção dos tensoativos para assegurar estabilidade
• Vantagens/desvantagens:
• eficazes para produção de sistemas nanoparticulados;
• formação dos nanoglóbulos depende de parâmetros controláveis:
quantidade de energia, concentração de tensoativos, natureza dos
componentes;
• moléculas frágeis tais como proteínas, peptídeos e oligonucleotídeos
podem ser degradados durante o processo
Ultrassom
Homogeneizador
de alta pressão
Métodos emulsificação de alta energia
• Ultrassom
• Homogeneizador de alta pressão 
Hastes de agitador convencional
Haste de Ultra Turrax
Ultra Turrax
Entrada: alta pressão e baixa
velocidade
Saída: área de eliminação (alta
velocidade e baixa pressão
Cavitação, turbulência, colisão entre
as partículas, impacto do produto em
alta velocidade
Diminuição do raio dos glóbulos.
Homogeneizador de alta pressão 
Fatores que influenciam a qualidade da dispersão
• Número de ciclos e pressão
• Temperatura de operação: o aumento da temperatura diminui a viscosidade de óleo e
favorece a dispersão
• Composição: fase oleosa, tensoativos, eletrólitos
• Emulsificação ultra-sônica é causada pelo acoplamento das ondas de
ultra-som de poder em um sistema líquido.
Mecanismos de emulsificação:
(1)o campo acústico gera ondas que viajam através do líquido e causar um
movimento interfacial e microturbulências. A fase dispersante torna-se
instável, a fase dispersa (interna), eventualmente, quebra e forma
gotículas na fase contínua (externa).
(2) a aplicação de baixa frequência, ultra-som de alta potência gera
cavitação. Por cavitação ultra-sônica, microbolhas ou vazios são formados
no meio devido os ciclos de pressão da onda de ultra-som.
Métodos emulsificação de alta energia
• Ultrassom
• A implosão das bolhas provoca condições localmente extremas
como muito alto cisalhamento, jatos líquidos e extremo
aquecimento.
• Estas forças extremas quebram gotas da fase dispersa (interna)
em gotas de tamanho nanométrico que se misturam de forma
homogênea na fase contínua externa.
Desvantagem do ultrassom:
• Contaminação do produto com resíduo de titânio
proveniente da sonda
• Baixa reprodutibilidade em relação ao diâmetro da gotícula
• Dificuldade de transição da escala.
Métodos de emulsificação de baixa 
energia
• Princípio: envolve somente uma pequena quantidade de
energia aplicada para gerar nanoemulsões.
• Emulsificação espontânea
• Temperatura de Inversão de Fase (PIT)
• Vantagens/desvantagens:
• Depende das propriedades físico químicas dos tensoativos, co-
tensoativos e componentes da formulação
• Inidicados para moléculas frágeis
• Uso de solvente orgânico pode ser um inconveniente.
Métodos de emulsificação de baixa energia
Emulsificação espontânea
Tensoativo migra da FO 
para FA gera turbulência 
na interface e forma 
nanoestruturas
Métodos de emulsificação de baixa energia
Emulsificação espontânea (sem solvente orgânico)
Métodos de emulsificação de baixa energia
• Temperatura de Inversão de fase (PIT)
• Princípio: baseado no fato de que as propriedades
hidrofílicas e lipofílicas de tensoativos não iônicos
etoxilados mudam em função da temperatura.
• PIT ocorre quando emulsões O/A são aquecidas e pontes de
H são rompidas aumentando o caráter lipofílico dos
tensoativos.
Temperatura de Inversão de fase (PIT)
Caracterização das nanoemulsões
• Distribuição do diâmetro/tamanho dos glóbulos (espectroscopia
de correlação do fóton (PCS) com Zetasizer --- Faixa desejável:
100 a 500 nm
• Índice de Polidispersão – desejável < 0,2
• Potencial Zeta: análise da mobilidade eletroforética das vesículas
e do espalhamento dinâmico de luz das partículas ---- > 30 mV –
estabilidade contra floculação e coalescência;
• Determinação do pH: avaliação da compatibilidade biológica e
estabilidade (diminuição do pH devido à hidrólise de
triglicérides).
• Determinação do teor de encapsulação
• Determinação de liberação in vitro
Nanosistemas em fotoproteção
• Por meio de nanosistemas, pode-se:
• Aumentar o fator de proteção solar (FPS) e seu espectro de
proteção
• Aumentar a retenção na pele evitando permeação cutânea
• Aumentar o intervalo para reaplicação
• Aumentar a fotoestabilidade de filtros solares
• Melhoria do sensorial do produto mascarando oleosidade e
odor.
• Um protetor solar ideal contém múltiplos componentes que
refletem e dispersam a radiação UV, absorvem comprimentos
de onda, contém mecanismos estabilizadores e interceptam
os radicais livres limitando o dano fotoquímico.
• Necessidades:
• protetores de amplo espectro,
• reduzida concentração de filtros UV químicos,
• proteção elevadafrente às radiações
• fotoestabilidade adequada.
RADIAÇÕES: ESPECTRO SOLAR TERRESTRE
• A luz solar consiste de radiações com vários comprimentos de
onda diferentes, e compreende os raios gama, os raios X, o
ultravioleta, o visível, o infravermelho, as ondas curtas, as
ondas hertzianas, de rádio, e as ondas longas, de telegrafia
sem fio.
• Apenas 7% da totalidade de energia irradiada pelo sol atinge a
Terra
• O espectro solar terrestre compreende apenas as regiões: UV
(3%), luz visível (47%), infravermelho (50%)
• Quanto maior o comprimento de onda, menor a energia.
Energia
Alta
Baixa
Espectro Eletromagnético
Efeito da radiação UV na pele
• Pigmentação: Produção de melanina 
• Hiperplasia epidérmica: 
Espessamento da camada córnea da 
pele (fotocalosidade). Promove 
proteção contra comprimentos de 
ondas curtos da luz UV
• Eritema: Resultado da dilatação dos 
vasos sanguíneos na derme como 
resposta a produtos formados pelo 
dano celular. UVB é o principal 
agente causador. UVA precisa de 
dose 1000 x maior
• Perspiração: Produção do ácido 
urocânico, substância que absorve 
radiação UV
Fotoprotetores
• São preparações farmacêuticas destinadas à proteção da
pele contra radiação solar.
Categorias de filtros UV:
Orgânicos ou químicos: absorvem UV e 
transformam em radiações menos lesivas. 
Ex. benzofenona 3, metoxinamato de octila.
Físicos: refletem a radiação. Ex. dióxido de 
titânio e óxido de zinco.
Dose Mínima Pigmentária (DMP): dose
mínima de radiação UVA requerida para
produzir um escurecimento pigmentário
persistente da pele com bordas
claramente definidas, observado entre 2
e 4 horas após a exposição à radiação
UVA.
Fator de Proteção UVA
(FPUVA): valor obtido pela razão entre
a dose mínima pigmentária em uma
pele protegida por um protetor solar
(DMPp) e a dose mínima pigmentária
na mesma pele, quando desprotegida
(DMPnp).
Fator de Proteção Solar (FPS): valor
obtido pela razão entre a dose mínima
eritematosa em uma pele protegida por um
protetor solar (DMEp) e a dose mínima
eritematosa na mesma pele quando
desprotegida (DMEnp).
COMPRIMENTO DE ONDA CRÍTICO: o 
comprimento de onda para o qual a área sob 
a curva integrada de densidade ótica que 
começa em 290 nanômetros é igual a 90% da 
área integrada entre 290 e 400 nanômetros.