Estudo do perfil de liberação in vitro

A determinação da liberação in vitro do fármaco é uma etapa importante no desenvolvimento de formas farmacêuticas, a qual provê informações valiosas a respeito de sua disponibilização e, consequente, eficácia terapêutica (PAULA et al., 2010).

Previamente a realização do ensaio de perfil de liberação in vitro, determinou-se o volume de meio apropriado a ser empregado a fim de atender a condição sink. Nanopartículas poliméricas (35 mg/célula), com teor de OECc de 116,58 mg/g, foram submetidas ao ensaio de perfil de liberação, em triplicata, conforme descrito no item

4.5.8. Após 8 dias, o sistema foi desligado e a porcentagem máxima de óleo essencial calculada como sendo de 83,91%. Partindo-se desta constatação, procedendo a adição de 3,3 mg de óleo essencial (quantidade 3x maior ao teor máximo liberado no ensaio) ao volume de 12,5 mL de meio não foi verificada a ocorrência de turvação. Portanto, o volume de PBS/LSS (1%) usado no ensaio foi capaz de solubilizar completamente o óleo essencial demonstrando, assim, o distanciamento da condição de saturação.

Os perfis de liberação sustentada do OECc a partir das nanopartículas poliméricas e dos géis, obtidos por metodologia de difusão em membrana de diálise, estão representados na Figura 47.

Figura 47. Perfil de liberação in vitro do óleo essencial de C. citratus encapsulado em

nanopartículas de PLGA (NPOE), incorporado em sua forma livre à formulação de gel (GOE), e incorporado à mesma formulação com prévia nanoencapsulamento (GNPOE) [tampão salino- fosfato com de lauril sulfato de sódio (1%), pH 6,8, 37°C, 100 rpm, n=3].

A liberação do OECc a partir dos nanocarreadores nas primeiras 3,4 horas de ensaio foi mais rápida (27,56% liberado), fato este atribuído a presença do marcador adsorvido a superfície das partículas, como constatado nas análises de IV-TF. Após este burst de liberação, nota-se o retardo na disponibilização do óleo a qual passa a ser conduzido de forma sustentada. Pode-se inferir que, durante esta segunda fase, a matriz de PLGA das nanopartículas forma uma barreira de difusão, fazendo com que a velocidade de transporte do citral localizado no núcleo da partícula seja menor (GOMES; MOREIRA; CASTELL-PEREZ, 2011; GABA et al., 2015).

Pela análise da Figura 47 é possível constatar que GOE também exibe um padrão bifásico, sendo maior percentual de OECc liberado durante as primeiras 1,9 horas (32,64%), com posterior fase de liberação sustentada. No mesmo tempo, 26,61% de óleo essencial é liberado a partir de GNPOE. O aumento da viscosidade do gel de Carbopol®

devido a incorporação dos nanocarreadores, observado nas análises de reologia, nos permite sugerir que a matriz polimérica torna-se mais compactada em relação à GOE levando a degradação lenta do polímero e diminuindo a velocidade de difusão do óleo (ABREGO et al., 2015; ELMOWAFY et al., 2017).

Após 8 dias, os teores máximos de citral liberados a partir de NPOE e GNPOE foram, respectivamente, 83,91% (ED 70,53 ± 2,21) e 84,47% (ED 66,91 ± 3,63), enquanto o teor máximo de OECc liberado a partir de GOE foi 86,12% (ED 69,05 ± 4,64), não sendo verificada diferença estatística entre as formulações. A análise dos resultados sugere que a rede tridimensional formada pelo carbômero é responsável por controlar mecanicamente a liberação do óleo essencial a partir dos géis. Todavia, em GNPOE as nanopartículas exibiram papel relevante na disponibilização do citral durante as primeiras horas. Como o ensaio procedeu-se a temperatura de 37°C por vários dias, pode ter ocorrido perda de óleo essencial por volatilização e, por tal razão, o percentual de fármaco liberado não alcançou os 100%.

Tabela 20. Coeficiente de determinação (R2_{), constante de velocidade de liberação (k) e expoente de difusão (n) obtidos após regressão linear em vários modelos}

matemáticos para avaliação do comportamento cinético de liberação in vitro do óleo essencial de C. citratus a partir das nanopartículas e géis desenvolvidos. Modelos matemáticos

Ordem

Zero Primeira Ordem Higuchi Hixson-Crowell Korsmeyer-Peppas

Formulação Equação Q = kt + Q0 Q = Q0.e kt _{Q = k.t}0.5 _Q1/3 _{= k.t + Q01/3 Q = k.t}n Variáveis k0 R2 k1 R2 kH R2 kHC R2 kK R2 n NPOE Fase I 0,1206 0,9793 0,0097 0,8211 2,0829 0,9967 -0,0021 0,9859 0,9729 0,9992 0,6277 Fase II 0,0031 0,8194 0,00005 0,7138 0,4456 0,9341 -0,0001 0,9125 12,154 0,9828 0,2091 Perfil Completo 0,0046 0,6497 0,0001 0,3724 0,6254 0,853 -0,0001 0,7995 3,28 0,9151 0,366 GNPOE Fase I 0,1508 0,9453 0,0093 0,7711 2,6485 0,9958 -0,0027 0,959 1,3659 0,9947 0,620 Fase II 0,0039 0,9448 0,00006 0,8847 0,5059 0,9965 -0,0001 0,9853 10,823 0,9803 0,2154 Perfil Completo 0,0049 0,8016 0,0001 0,4718 0,6051 0,9336 -0,0001 0,9152 5,144 0,9136 0,3063 GOE Fase I 0,2704 0,9633 0,0185 0,8115 3,5972 0,9930 -0,0048 0,9741 1,0995 0,9727 0,7294 Fase II 0,0038 0,9338 0,00006 0,8632 0,5011 0,9953 -0,0001 0,9825 12,541 0,9819 0,2021 Perfil Completo 0,0051 0,7637 0,0001 0,4351 0,6347 0,9156 -0,0002 0,8971 4,8207 0,9004 0,3182

As curvas de perfil de liberação in vitro acima apresentadas foram linearizadas e diferentes modelos matemáticos aplicados com o intuito de determinar a cinética de liberação do óleo essencial a partir das formulações desenvolvidas. Analisando-se os resultados apresentados na Tabela 20 como fases isoladas (Fase I, liberação inicial mais rápida, e Fase II, liberação mais lenta) ou de maneira completa, verificou-se que, apesar da proximidade dos coeficientes de determinação (R2_{), o modelo proposto por Higuchi é}

o que melhor descreve a cinética de liberação do óleo essencial em todos os casos analisados. Este modelo assume que a liberação de fármacos solúveis e de baixa solubilidade aquosa incorporados em matrizes sólidas ou semissólidas é baseada na lei de difusão de Fick e dependende da raiz quadrada do tempo (COSTA; LOBO, 2001). O modelo cinético de Higuchi tem se mostrado adequado para descrever a cinética de liberação de ativos lipofílicos contidos em nanocarreadores dispersos em géis de Carbopol® _{Ultrez 10 NF (MARCHIORI et al., 2010; FONTANA et al., 2011).}

Na Fase I, a menor constante de velocidade de liberação do modelo de Higuchi (Tabela 20) observada para NPOE (kH 2,0829) em relação a GOE (kH 3,5972) reafirma a capacidade dos nanossistemas em controlar a liberação do OECc na fase inicial, sendo menor quantidade disponibilizada em função do tempo. De maneira semelhante, a similaridade dos valores de k das três formulações para o perfil completo reforça o papel da matriz gelificante do carbômero no controle de liberação do óleo essencial.

A cinética de liberação do OECc a partir das nanopartículas e dos géis também poderia se ajustar facilmente ao modelo de Hixson-Crowell, em vista da proximidade de seus coeficientes de determinação em relação aos obtidos pelo modelo de Higuchi. Neste modelo, o processo de liberação é resultante da diminuição da área superficial das partículas durante a dissolução, sem alteração na forma geométrica das mesmas (COSTA; LOBO, 2001).

Visando determinar o mecanismo de transporte envolvido na liberação do citral/óleo essencial a partir das formulações, as variáveis (R2_{, k e n) relativas ao modelo}

de Korsmeyer-Peppas, também conhecido como lei da potência, foram calculadas (Tabela 20). Bons coeficientes de correlação foram obtidos tanto para os nanocarreadores quanto para os géis. A avaliação do expoente de difusão (n) do modelo indica que, em todas as formulações, a Fase I é regida por mecanismo de transporte não Fickiano ou anômalo (0,5<n<1,0), sendo a liberação dependente tanto da difusão quanto da erosão da matriz polimérica. Este tipo de transporte é desejável, pois indica que a taxa de penetração do meio está na mesma faixa que a difusão de OECc. Em contrapartida, a Fase II apresentou

mecanismo de transporte Fickiano (n ≤ 0,5), ou seja, dependente apenas do processo de difusão do OECc a partir da rede polimérica (DAS; SUBUDDHI, 2014). Os carbômeros possuem alta capacidade de entumescimento, podendo aprisionar moléculas lipofílicas e liberá-las conforme há a entrada de água e expansão da rede polimérica, provendo o controle de liberação das mesmas por difusão e/ou erosão da matriz, como verificado no presente estudo (YANG et al., 2016).

O perfil de liberação controlada do gel nanoestruturado desenvolvido é vantajoso por permitir que a ação terapêutica do OECc seja sustentada, levando a redução no número de aplicações e, consequentemente, oferecendo maior comodidade e adesão do paciente ao tratamento.