Aula1-Nano-II-Marta

(1)

1.3) PROPRIEDADES DOS

NANOMATERIAIS

(2)

POLIÉSTERES ALIFÁTICOS

Homo e copolímeros de lactato e glicolato

(PLA, PGA, PLGA)

Poli-Ɛ- caprolactona (PCL)

(3)

Principais poliésteres alifáticos Principais poliésteres alifáticos Principais poliésteres alifáticos Principais poliésteres alifáticos

(4)

Principais poliésteres alifáticos Principais poliésteres alifáticos Principais poliésteres alifáticos Principais poliésteres alifáticos

(Ácido lático) (Ácido glicólico)

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Métodos de Preparação

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MÉTODOS DE PREPARAÇÃO

Nanoprecipitation (

Dispersão de polímeros pré-formados, polimerização de monômeros dispersos

)

Emulsion–diffusion

Double emulsification

Emulsion-coacervation

Polymer-coating

Layer-by-layer

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Suspensão de Nanopartículas

Fase orgânica Fase orgânica Fase orgânica Fase orgânica Fase Fase Fase Fase Fase Fase Fase Fase Polímero: Polímero: Polímero: Polímero: Poli-Є-caprolactona Ativo AtivoAtivo Ativo Tensoativo lipofílico Tensoativo lipofílicoTensoativo lipofílico Tensoativo lipofílico Óleo: Nanocápsula Óleo: Nanocápsula Óleo: Nanocápsula Óleo: Nanocápsula Acetona AcetonaAcetona Acetona Água ÁguaÁgua Água Fase Fase Fase Fase Fase Fase Fase Fase Aquosa AquosaAquosa AquosaAquosa AquosaAquosa Aquosa Suspensão coloidal Suspensão coloidalSuspensão coloidal Suspensão coloidal Tensoativo hidrofílico

Tensoativo hidrofílicoTensoativo hidrofílico Tensoativo hidrofílico Água

ÁguaÁgua Água

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(9)

(10)

SISTEMAS COLOIDAIS

Nanoesferas

Nanopartículas

(10 a 1000 nm)

Nanoemulsões

(11)

Tabela 1. Componentes utilizados na preparação das suspensões contendo

nimesulida: NC (nanocápsulas), NS (nanoesferas), NE (nanoemulsões)

Componentes

NC

NS

NE

Nimesulide

150 mg

Poli-

εεεε

-caprolactone

1000 mg

---

Sorbitan monostearate 766 mg

766 mg

Sorbitan monostearate

766 mg

Miglyol 810



(Caprilic/capric triglyceride)

3102 mg

---

3102 mg

Acetone

267 mL

Polysorbate 80

766 mg

Distilled water

533 mL

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Tabela 1. Componentes utilizados na preparação das suspensões contendo

nimesulida: NC (nanocápsulas), NS (nanoesferas), NE (nanoemulsões)

Componentes

NC

NS

NE

Nimesulide

150 mg

Poli-

εεεε

-caprolactone

1000 mg

---

Sorbitan monostearate 766 mg

766 mg

Sorbitan monostearate

766 mg

Miglyol 810



(Caprilic/capric triglyceride)

3102 mg

---

3102 mg

Acetone

267 mL

Polysorbate 80

766 mg

Distilled water

533 mL

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Tabela 1. Componentes utilizados na preparação das suspensões contendo

nimesulida: NC (nanocápsulas), NS (nanoesferas), NE (nanoemulsões)

Componentes

NC

NS

NE

Nimesulide

150 mg

Poli-

εεεε

-caprolactone

1000 mg

---

Sorbitan monostearate 766 mg

766 mg

Sorbitan monostearate

766 mg

Miglyol 810



(Caprilic/capric triglyceride)

3102 mg

---

3102 mg

Acetone

267 mL

Polysorbate 80

766 mg

Distilled water

533 mL

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CARACTERIZAÇÃO DAS NANOPARTÍCULAS

Distribuição de tamanho da partícula

Potencial zeta

Determinação do pH

Determinação da quantidade de fármaco

(total, associado e livre)

(16)

Determinação do diâmetro e distribuição das

partículas: Espectroscopia de correlação de fótons

CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA

DAS NANOPARTÍCULAS

Zetasizer® Brookheaven Instruments (New York, USA)

digital correlator and a BI9863 detection

(17)

(18)

(Drug Delivery Nanoparticles Formulation and Characterization, 2009. Yashwant Pathak, Y; Thassu, D.)

(19)

FATORES QUE INFLUENCIAM NA DETERMINAÇÃO DO TAMANHO

DE PARTÍCULA

Método MétodoMétodo

Método de de de de nanoprecipitaçãonanoprecipitaçãonanoprecipitaçãonanoprecipitação::::

- tipo e concentração do polímeropolímeropolímeropolímero na fase orgânica - polaridadepolaridade do solvente, polaridadepolaridade

- natureza e relação entre fasefasefasefase internainternainterna e interna e e e externaexternaexternaexterna

- natureza e concentração do tensoativotensoativotensoativotensoativo (Santos-Magalhães et al., 2000; Zili et al., 2005).

• A natureza da concentração dos ativos parece não influenciar no tamanho das

nanocápsulas.

• A natureza da concentração dos ativos parece não influenciar no tamanho das

nanocápsulas.

• As pesquisas tem relatado conclusões contrastantescontrastantescontrastantescontrastantes (Fessi et al., 1989; Dalenc¸ on et al.,

1997; Quintanar et al., 1998b; Stella et al., 2007).

Mora-Huertasa, C.E.; Fessi, H.; Elaissari, A. International Journal of Pharmaceutics 385 (2010) 113–142. Polymer-based nanocapsules for drug delivery

(20)

(21)

Potencial

(22)

Maioria de partículas em

suspensão possuem uma

carga de superfície,

principalmente por grupos

ionizáveis ou por adsorção de

espécies carregadas.

Cria-se uma camada ao redor

da partícula Sob movimento

Browniano essa camada se

move como parte da

partícula. O potencial zeta é o

potencial nesta camada

(slipping plane).

(23)

MEDIDA DE POTENCIAL ZETA

Quando um campo é aplicado através de um eletrólito, partículas

carregadas em suspensão são atraídas para o campo de carga oposta.

A velocidade da partícula no campo é definida como mobilidade

eletroforética

O potencial zeta é relacionado com a mobilidade eletroforética através

da equação de Henry

UE = mobilidade eletroforética,

z= potencial zeta,

ε = constante dielétrica,

η = viscosity and f(κa) =

função de Henry’s.

(24)

O potencial zeta é o potencial elétrico no plano

hidrodinâmico de cisalhamento.

Depende não somente da superfície da partícula

mas do dispersante

Pode ser afetado pelo pH ou força iônica do meio

Dessa forma, pode-se prever estabilidade de

suspensões coloidais.

Estabilidade por carga: potencial zeta maior do

que -30mV ou +30 mV

(25)

Otimização de formulações

Diminuição do tempo necessário para triagem de

formulações

(26)

Estabilidade de Sistemas Coloidais:

Teoria DLVO (

Teoria DLVO (Derjaguin

Derjaguin

Derjaguin,

,

, Verwey

,

Verwey

Verwey, Landau e

, Landau e

, Landau e Overbeek

Overbeek

Overbeek))))

Overbeek

Energiada função potencial total V_T

V V V V_TT_T_T= V= V= V= V_A_A_A_A+ V+ V+ V+ V_R_R_R_R+ V+ V+ V+ V_S_S_S_S V_S= contribuição do solvente (pouco significativa) V_A= contribuição atrativa V_r = contribuição repulsiva V VV V_A_A_A_A====----A /12 A /12 A /12 A /12 ππππ DDDD2222₎₎₎₎

A = constante de Hamaker, D = separação entre partículas V

V V

V_R_R_R_R = 2 = 2 = 2 = 2 ππππ εεεε a a a a ξξξξ2222 _exp(_exp(_exp(_exp(----κκκκ_D)_D)_D)_D)

a =raio da partícula, π=permeabilidade do solvente, κ = função da composição iônica, ξ=potencial zeta

(27)

FATORES QUE INFLUENCIAM O POTENCIAL ZETA

pH

Condutividade

Maior a força iônica do meio maior a “compressão” da dupla camada

elétrica

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EXEMPLO DE APLICAÇÃO DE POTENCIAL ZETA – TITULAÇÃO

0 20 40 Z e ta P o te n tia l ( m V )

Isoelectric Titration Graph

pH 4.41 -60 -40 -20 3 4 5 6 7 8 9 10 Z e ta P o te n tia l ( m V ) pH

(29)

EXEMPLO DE POTENCIAL ZETA – NANOPARTÍCULA POLIMÉRICA

400000 600000 800000 T o ta l C o u n ts

Zeta Potential Distribution

Após 1 mês da preparação 0 200000 400000 -200 -100 0 100 200 T o ta l C o u n ts Zeta Potential (mV) Record 40: NC6 1 Record 41: NC6 1 Record 231: NC6 17-08-07 1 Record 234: NC6 17-08-07 1

(30)

(31)

Potencial

Potencial Zeta

Zeta

• Natureza química do polímero

• Natureza química do agente estabilizante

• pH do meio

O potencial zeta resultante depende provavelmente da combinaçãocombinaçãocombinaçãocombinação de

de de

de materiaismateriaismateriaismateriais e certamente das condiçõescondiçõescondiçõescondições do do do do processoprocessoprocessoprocesso, que