Preparação e caracterização

As nanoemulsões apresentam-se como preparações de baixa viscosidade e comportamento Newtoniano, onde substâncias ativas de reduzida solubilidade aquosa podem ser incorporadas, sendo encontradas preferencialmente solubilizadas na fase oleosa e/ou adsorvidas na interface da gota (SONNEVILLE-AUBRUN et al., 2004). Na fase oleosa são geralmente utilizados óleos que apresentam ácidos graxos saturados, insaturados e ésteres de ácidos graxos em sua composição. Os surfactantes apresentam como função reduzir a tensão superficial entre água e óleo, e neste caso, o tipo e a concentração do surfactante utilizado devem ser cuidadosamente selecionados já que os mesmos estão relacionados com a estabilidade e toxicidade da nanoemulsão. Tensoativos não iônicos ou anfotéricos, ou ainda suas combinações são empregados com frequência para controlar o tamanho da gota e melhorar a estabilidade do sistema (CHEN et al., 2011). Os

tensoativos não iônicos também são mais seguros quando comparados com os tensoativos iônicos (CHIME et al., 2014).

As lecitinas são misturas complexas de fosfolipídeos extraídos da gema de ovo ou da soja, cujo componente majoritário é a fosfatidilcolina. São moléculas anfifílicas que adsorvem em interfaces óleo/água com a porção apolar direcionada para a fase oleosa e a porção polar para a fase aquosa, resultando em uma diminuição da tensão superficial de sistemas nanoemulsionados (XU et al., 2011). Lecitinas são amplamente utilizadas na área farmacêutica e cosmética por serem atóxicas e biocompatíveis. Geralmente conferem um alto valor de potencial zeta negativo, capazes de prevenir a coalescência das gotículas, sendo consideradas assim agentes estabilizadores (SCHMID e KORTING, 1993). Zhou e colaboradores (2010) relataram que nanoemulsões contendo lecitina melhoraram a permeação cutânea de uma substância lipofílica, o vermelho de nilo, quando comparadas com uma macroemulsão por reduzir o efeito barreira do estrato córneo através de mudanças na conformação dos lipídeos intercelulares, além da melhora na hidratação cutânea.

As nanoemulsões podem ser obtidas usando métodos de emulsificação de baixa e alta energia. Dentre os métodos de emulsificação de alta energia, os mais citados na literatura são a homogeneização ultrasônica, a homogeneização por alta pressão e a microfluidização. A emulsificação pela homogeneização ultrasônica ocorre por dois mecanismos. Primeiro, o uso de um campo acústico produz ondas interfaciais instáveis, que eventualmente resultam na formação de gotículas. Segundo, a aplicação de ultrassom de baixa frequência causa a cavitação; a formação e subsequente ruptura de microbolhas pela variação de pressão causa uma turbulência extremamente alta, que por sua vez é capaz de romper as gotas de óleo dispersas no meio em gotículas de tamanho nanométrico (MAA e HSU, 1999; KENTISH et al., 2008; SUTRADHAR KUMAR e AMIN MD, 2013). A intensidade do ultrassom e o efeito térmico são parâmetros que influenciam no processo. Com o aumento da intensidade de sonicação o tamanho de gota diminui, porém essa diminuição é limitada por um platô, onde o tamanho destas gotículas permanece constante. Durante o processo há um aumento da temperatura da dispersão a ser nanoemulsionada, resultante da energia dissipada na forma de calor, o que pode ser um fator limitante nos casos de materiais termolábeis (MAA e HSU, 1999; ALMEIDA et al., 2008). Este método tem sido muito empregado em escala laboratorial, entretanto, pode também ser

empregado em grande escala desde que a emulsão não seja muito viscosa para não comprometer a homogeneidade do sistema (MAA e HSU, 1999; BEHREND e SCHUBERT, 2001; ALMEIDA et al., 2008).

Outro método de alta energia é a utilização de homogeneizadores de alta pressão ou microfluidizadores. Estes equipamentos são projetados para que uma emulsão macroscópica seja forçada a passar por espaços extremamente estreitos, lacuna homogeneizadora ou microcanais, pela imposição de uma alta pressão. Como resultado, forças de cisalhamento, impacto e cavitação são aplicadas em um volume pequeno da dispersão líquida gerando gotículas de tamanho nanométrico. Geralmente, o diâmetro das gotículas obtidas por estes métodos pode ser afetado pela pressão imposta, temperatura e pelo tempo de processamento (número de ciclos de passagem) (FLOURY, BELLETTRE, et al., 2004; FLOURY, LEGRAND, et al., 2004; ALMEIDA et al., 2008; ANTON et al., 2008).

Os métodos de emulsificação de baixa energia fazem uso de propriedades físico-químicas do sistema e utilizam a alteração espontânea na curvatura do surfactante para a obtenção de gotículas. Pertencente a esta classe está o método de emulsificação espontânea.

A emulsificação espontânea baseia-se na adição de uma solução do óleo em um solvente orgânico miscível em água, a uma fase aquosa contendo um surfactante. A rápida difusão do solvente orgânico na fase aquosa gera uma turbulência interfacial, chamada de efeito Maragoni, que leva à redução da tensão interfacial e formação de nanogotículas da fase oleosa (VITALE e KATZ, 2003; BOUCHEMAL et al., 2004; XU e LUO, 2007; ANTON et al., 2008). Alguns fatores que afetam as características da nanoemulsão resultante incluem a viscosidade do óleo, o equilíbrio lipófilo-hidrófilo do tensoativo e a miscibilidade do solvente orgânico na água. Além disso, o gradiente de concentração entre a fase aquosa e oleosa afeta a velocidade de difusão do solvente e, consequentemente, o tamanho das gotículas (BOUCHEMAL et al., 2004).

A emulsificação espontânea é uma excelente alternativa para o preparo de nanoemulsões devido à simplicidade do método, pela possibilidade de preparação de pequenos volumes da formulação, além de não necessitar do aquecimento das fases oleosa e aquosa, o que a torna interessante na incorporação de fármacos termolábeis, e de dispensar o emprego de equipamentos sofisticados (BOUCHEMAL et al., 2004).

A caracterização dos sistemas nanoemulsionados incluem a determinação de propriedades físico-químicas como tamanho médio e distribuição de tamanho das gotículas, potencial zeta, pH e viscosidade. Fatores como componentes da formulação, técnica de preparo e incorporação de fármacos influenciam estas propriedades. Técnicas de microscopia eletrônica também são empregadas para avaliar a morfologia destes sistemas nanoestruturados e corroborar com a caracterização (ROLAND et al., 2003).

O tamanho e distribuição do tamanho, e do potencial zeta das gotículas são geralmente determinados por espectroscopia de correlação fotônica e da mobilidade eletroforética, respectivamente. O potencial zeta é definido como a diferença de potencial entre o meio de dispersão e a camada estacionária ligada à partícula dispersa, e indica o grau de repulsão entre as partículas de sistemas coloidais em uma dispersão. Seu valor reflete a composição da interface do sistema, em relação aos tensoativos formadores do filme interfacial ou em relação à presença de moléculas com carga, localizadas na interface. Um potencial zeta relativamente elevado em módulo conferirá estabilidade física ao sistema, uma vez que as forças repulsivas entre as gotículas superam as forças de atração (LIEBERMAN et al., 1989; ROLAND et al., 2003). O pH final dos sistemas nanoemulsionados deve levar em consideração aspectos como a solubilidade e estabilidade do fármaco no veículo, a estabilidade da forma farmacêutica e a via de administração. Para a aplicação cutânea, é indicado que as formulações apresentem um pH neutro a levemente ácido (ALVES et al., 2007; ARORA et al., 2014).

Em relação à estabilidade das nanoemulsões, o tamanho nanométrico confere estabilidade contra a sedimentação ou cremação devido ao movimento Browniano das partículas, onde a taxa de difusão é maior que a taxa de sedimentação induzida pela gravidade (TAYLOR, 1998; 2003; TADROS et al., 2004; SOLANS et al., 2005).