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RELATÓRIO DE PROJETO DE PESQUISA
Nome do Projeto: Desenvolvimento de nanopartículas contendo ácido alfa lipóico com potencial para aplicação em produtos farmacêuticos e cosméticos

Protocolo: 042
Nome do(a) Proponente ou Orientador(a): Irene Clemes Kulkamp

Campus/Unidade: Tubarão
Data do Relatório: 01/09/2008
Tipo do Projeto:

( ) PUIC Disciplina ( ) PUIC Continuado ( ) PUIC Individual ( x ) PUIP
1. Introdução

Uma ampla variedade de processos oxidativos regulados por antioxidantes específicos ocorrem nos organismos vivos. Em algumas situações, o balanço entre o processo oxidativo e o antioxidante é desregulado, resultando em stress oxidativo, o qual está relacionado a diversas patologias. (Biewenga et al, 1997).

Diferentes fármacos tem sido utilizados como antioxidantes, no tratamento e prevenção do stress oxidativo. O ácido alfa lipóico (AAL) tem sido utilizado terapeuticamente em virtude de seu considerável efeito antioxidante. (Biewenga et al, 1997).

O acido lipóico apresenta a propriedade de reprimir radicais livres tanto em meio lipídico quanto aquoso, o que o diferencia dos demais antioxidantes. O AAL e sua forma reduzida, o ácido dihidrolipóico (ADHL) têm sido referidos como “antioxidantes universais” que atuam tanto na membrana quanto na fase aquosa da célula. Protegem a membrana por interagir com a vitamina C e a glutationa, as quais podem reciclar a vitamina E. Ambos os compostos tem propriedades antioxidantes substanciais. Isto inclui sua habilidade de deter uma variedade de espécies reativas ao oxigênio, como radicais superóxido, hidroxil, peroxil e oxigênio singlet, inibindo geradores de espécies reativas ao oxigênio e poupando outros antioxidantes. (Packer et al, 1995).

O AAL esta presente em todos os tipos de células eucarióticas e procarióticas, participando em diversos processos metabólicos. As propriedades do AAL incluem: capacidade de quelar metais, capacidade de reter espécies reativas ao oxigênio, capacidade de regenerar antioxidantes endógenos e papel no reparo de sistemas. (Packer et al, 1995), (Biewenga, 1997).

O ácido alfa lipóico apresenta diversas aplicações. Um grande número de experimentos e estudos clínicos apontam para a utilidade do ácido alfalipóico como agente terapêutico para diversos distúrbios como isquemia cerebral e do miocárdio, intoxicação por metais pesados, dano causado por radiação, diabetes, distúrbios neurodegenerativos e AIDS. (Packer et al, 1995).

O AAL tem demonstrado conservar as proteínas microssomais, proteger contra hemólise e contra desordens neurológicas. É comprovado o efeito protetor das dietas de suplementação de ácido lipóico contra isquemia. O AAL tem sido sugerido para o tratamento sistêmico ou como medicamento adjuvante de cirrose hepática, arterioesclerose e doença de Chagas, além dos distúrbios anteriormente citados. (Perricone, 2004).

Diversos estudos têm demonstrado a eficácia do tratamento com ácido alfa lipóico em distúrbios nos quais o balanço prooxidante e antioxidante é interrompido. A sua eficiência tem sido atribuída as propriedades únicas do sistema lipoato/dihidrolipoato de reagirem com as espécies reativas ao oxigênio, tendo a capacidade de varrê-las e efeito de atuar regenerando outros antioxidantes, como por exemplo a glutationa. (Bilska et al 2005).

Também tem sido utilizado como antioxidante para uso cosmético, em virtude de sua rápida penetração na pele. (Keefe 2004). O ácido lipóico é fisiologicamente presente nas células humanas, e vem sendo adicionado em formulações cosméticas para prevenir o envelhecimento precoce, especialmente de fumantes e pessoas que se expõem muito ao sol. (Rona, 2004). Suas aplicações na cosmetologia também incluem: aumento da produção de esfingolipídeos (Rawlings, 1995), tratamento de rosacea (Perricone, 2002) e acne (Perricone, 2003). Junto com a acetilcarnitina tem sido usado para tratamento de dermatite de contato, dermatite atópica, xerosis, eczema, rosácea, seborréia, psoríase, queimaduras térmicas ou por radiação, outros tipos de inflamação da pele e envelhecimento. (Perricone, 2004)

A aplicabilidade terapêutica do ácido lipóico é promissora, atuando em uma série de distúrbios degenerativos. No entanto, o ácido alfa lipóico não é um composto estável. (Ames, 2004). A falta de estabilidade química dificulta a formulação de uma forma farmacêutica adequada para administração tanto oral quanto tópica.

A administração tópica de produtos deve possibilitar a absorção cutânea e liberar o antioxidante para o tecido alvo na sua forma ativa. Muitos produtos podem se oxidar ou se inativar antes de alcançar o alvo. (Lazarus, 2001).

Com relação a aplicação tópica, o ácido lipóico é rapidamente absorvido pelas camadas mais profundas da pele. (Gupta, 2005) É relatado o aparecimento de irritação local após a aplicação, especialmente durante as primeiras semanas de uso (Lazarus, 2001) (Beitner, 2003), o que poderia comprometer a adesão ao tratamento.

O ácido alfalipóico é rapidamente absorvido da dieta. É provavelmente rapidamente convertido a DHLA em muitos tecidos.(Packer et al, 1995). No entanto,

o AAL apresenta baixa biodisponibilidade (calculada entre 20 e 38%). (Biewenga, 1997) Além disso, a meia vida plasmática é muito curta, cerca de 30 minutos. Ambos motivos podem levar a redução dos efeitos terapêuticos do ácido lipóico. (Gruzman et al 2004).

Uma possível alternativa para o aumento da estabilidade, melhora da biodisponibilidade via oral e ainda redução do potencial irritativo da aplicação tópica pode ser o emprego de sistemas de liberação controlada de fármacos. A vetorização de fármacos e controle da liberação dos mesmos pode ser feita de diversas maneiras, como por exemplo, pelo emprego de micropartículas, lipossomas e nanopartículas. (Duran et al, 2006). Dentre estes, as nanopartículas poliméricas, sistemas aquosos poliméricos nanoestruturados carreadores de fármacos que apresentam diâmetro inferior a 1000nm, merecem destaque devido às suas potencialidades terapêuticas e à maior estabilidade tanto no armazenamento quanto nos fluídos biológicos.

    1. O estudo do acido alfa lipóico é promissor, tendo sido publicadas diversas patentes relacionadas a este fármaco.


Vários autores procuraram alternativas para resolver os problemas relacionados à baixa estabilidade, reduzida biodisponibilidade via oral e efeitos irritativos resultantes da aplicação cutânea do ácido alfa lipóico.

Por exemplo: Cattanewo (2005) relata o desenvolvimento de micropartículas contendo ácido lipóico para liberação na pele com o objetivo de reduzir a irritação cutânea; Ames (2004) descreve um método de estabilização do ácido alfa lipóico através da associação com nicotinamida; Morariu (2006) descreve a vetorização através de lipossomas para proteger o ácido lipóico contra a oxidação; Segall (2004) observou que o ácido lipóico não é muito estável em formulações cosméticas, e concluiu que a presença de vitamina A favoreceria a estabilidade química.

Ainda, Byrd (2001) relata o desenvolvimento de uma fórmula de liberação controlada de uso oral, que protege o acido lipóico contra a degradação após administração e permite que o fármaco seja liberado de forma controlada para absorção no sistema circulatório. O autor afirma que através da proteção do fármaco contra a degradação e pela manutenção do nível sérico, os efeitos fisiológicos alcançados são superiores aqueles das liberações convencionais. (Byrd 2001)

Apesar de todos estes estudos, no entanto, nenhum pesquisador conseguiu uma solução abrangente para os problemas anteriormente citados. Assim, o uso de nanopartículas para veiculação do ácido lipóico é uma alternativa promissora, pois pode ao mesmo tempo aumentar a estabilidade, melhorar a biodisponibilidade via oral e reduzir a irritação referente á aplicação cutânea. As nanopartículas de ácido alfa lipóico têm potencial aplicação tanto para uso oral quanto tópico, podendo ser utilizado em produtos cosméticos e farmacêuticos.

A nanotecnologia é uma área de pesquisa muito ampla e interdisciplinar, e tem tido destaque no cenário científico mundial devido ao seu grande potencial de aplicação.

No Brasil, foi formada uma rede de pesquisa cooperativa que conta com a participação de centenas de instituições de pesquisa e ensino na área da Nanobiotecnologia.

O presente projeto ocorrerá em parceria com a Universidade Federal do Rio Grande do Sul, uma das universidades integrantes da rede de pesquisa em Nanobiotecnologia. Esta parceria poderá trazer benefícios para a Unisul, uma vez que é uma oportunidade de absorver esta tecnologia promissora, podendo subsidiar pesquisas posteriores.

A pesquisadora proponente da pesquisa se deslocará quinzenalmente à UFRGS para realização dos experimentos que não puderem ser realizados nas dependências da Unisul.

Os resultados obtidos com este projeto poderão dar início a outras pesquisas na área de nanotecnologia dentro da Unisul, o que representará crescimento científico e tecnológico para a Unisul e a comunidade acadêmica relacionada.



2. Objetivos

2.1 Objetivo Geral

Desenvolvimento de nanopartículas contendo ácido alfa lipóico



2.2 Objetivos Específicos

Preparação de nanoparticulas contendo acido alfa lipóico


Caracterização físico-química das nanopartículas contendo ácido alfa-lipóico
Avaliação da estabilidade físico-química de nanoparticulas contendo ácido alfa lipóico
Testar a aplicação potencial das nanopartículas em produtos cosméticos e farmacêuticos.
3. Material e Métodos

Materiais
Todos os materiais utilizados na preparação das suspensões de nanocápsulas foram utilizados como recebidos. Acetona (Nuclear) e acetonitrila (Merck) apresentaram grau analítico e cromatográfico, respectivamente, e os demais materiais utilizados foram de grau farmacêutico. Para preparação das formulações empregaram-se mistura de triglicerídeos do ácido cáprico e caprílico (Brasquim, Brasil), poli (ξ-caprolactona) (Mw = 65,000) e monoesterato de sorbitano (Sigma Aldrich, EUA), polissorbato 80 (Synth, Brasil), carbopol 940® (Henrifarma, Brasil) e ácido lipóico (Pharma Nostra, Brasil), acetona (Nuclear, Brasil), diazolidiniluréia (Sarfam, Brasil) e butil-hidroxi-tolueno (Via Farma, Brasil).
Preparação das nanocápsulas
Foram preparadas formulações de nanocápsulas pela técnica de precipitação de polímeros pré-formados (Fessi, et al., 1989). As formulações denominadas de A, B e C continham ácido lipóico nas concentrações de 1; 2,5 e 5 mg/mL, respectivamente. O fármaco foi dissolvido na fase orgânica composta por triglicerídeos do ácido cáprico e caprílico (0,33 mL), monoestearato de sorbitano (76,6 mg), poli (ε-caprolactona) (100 mg), acetona (26,7 mL), butil-hidroxi-tolueno (BHT) (0,01 g). A fase orgânica foi vertida sobre uma fase aquosa contendo polissorbato 80 (76,6 mg), diazolidiniluréia (0,01 g) e água Milli-Q® (53,3 mL), através de funil e mantida sob agitação magnética durante 10 minutos. As formulações foram preparadas ao abrigo da luz e em triplicata e evaporadas em rotavapor Büchi R-114 sob a temperatura de aproximadamente 30 ºC até o volume final de 10 mL. Todas as formulações foram preparadas em triplicata. Foi também preparada uma formulação contendo todos os componentes da formulação, exceto o acido lipóico, denominada formulação N.

Como controles, também foram preparadas as formulações A’, B’ e C’, contendo apenas acido lipóico nas concentrações de 1; 2,5 e 5 mg/mL e butil-hidroxi-tolueno (BHT) (0,01 g), dissolvidos em acetona (26,7 mL). Esta solução foi vertida sobre água Milli-Q® (53,3 mL), e mantida sob agitação magnética durante 10 minutos. As preparações foram manipuladas e evaporadas sob as mesmas condições experimentais as quais as nanocápsulas foram submetidas.

A partir das formulações A, B, C e N, foram produzidas formulações semi-sólidas pelo espessamento das suspensões aquosas com Carbopol 940® (0,35 % p/V) e neutralização com trietanolamina (qs pH 7), denominadas FA, FB, FC e FN, respectivamente.
Caracterização físico-química das formulações

A caracterização físico-química das formulações foi realizada imediatamente após a preparação. As formulações A, B e C foram avaliadas com relação aos aspectos macroscópicos, tamanho de partícula, polidispersão, potencial zeta, pH, teor e taxa de encapsulação de ácido lipóico, bem como morfologia. A formulação N foi caracterizada quanto aos aspectos macroscópicos, tamanho de partícula, polidispersão e potencial zeta, enquanto que as formulações A’, B’ e C’ foram avaliadas em relação aos aspectos macroscópicos, pH e teor de ácido lipóico.


Análise macroscópica

Cada formulação (2,5 mL) foi acondicionada em tubo de vidro transparente, e avaliada visualmente com relação à cor, odor, presença de precipitados ou separação de fases, sob luz natural.


Análise de pH
As medidas de pH foram efetuadas diretamente nas amostras utilizando-se potenciômetro Denver Instrument VB-10, previamente calibrado com soluções tampão para calibração pH 4 e 7 (Merck, Alemanha).
Validação do método cromatográfico
O doseamento do ácido lipóico nas amostras foi realizado por cromatógrafo líquido de alta eficiência Perkin Elmer, com detector UV em 332 nm. Foi utilizada coluna Waters Nova Pak C18 4 μm 3,9x150 mm, volume de injeção de 30 μL e tempo de corrida de 4 min. A fase móvel isocrática consistiu de acetonitrila: ácido fosfórico 0,01M (60:40, v/v), e o fluxo empregado foi 1 mL/min. Foi preparada uma solução mãe contendo 1000 μg/mL de ácido lipóico, a partir da qual foram tomadas alíquotas e diluídas na faixa de 30 a 120 μg/mL para a curva de calibração.

A especificidade do método na cromatografia líquida de alta eficiência foi avaliada através da injeção de amostras de nanocápsulas sem acido lipóico preparadas e diluídas nas mesmas condições que as formulações testadas. Para verificar a possível co-eluição de produtos de degradação, preparou-se uma solução S1 contendo 1 mg/mL de ácido lipóico em acetonitrila e manteve-se esta solução em frasco de vidro transparente durante 15 dias recebendo luz natural, induzindo assim sua degradação. Imediatamente antes da análise preparou-se outra solução S2 de ácido lipóico na mesma concentração que a solução inicial. A pureza do pico cromatográfico foi avaliada através da injeção das amostras S1 e S2 sob as mesmas condições cromatográficas anteriormente descritas, em um sistema de cromatografia líquida (Shimadzu Co.) composto por uma bomba LC-10ADVP, degaseificador DGU-2A, injetor automático SIL-10ADvp e detector de arranjo de fotodiodos SPD-M10A.


Determinação de teor e taxa de associação de ácido lipóico às nanoestruturas
Para doseamento do acido lipóico nas formulações, as mesmas foram diluídas para obter concentração teórica final do mesmo de 50 μg/mL. Assim foram tomados 250, 100 e 50 μL das formulações A, B e C, e A’, B’e C’ respectivamente, e diluídos para 5 mL com acetonitrila. As amostras foram filtradas (Millipore 0.45 μm) e injetadas (20 μL) no cromatógrafo.

A determinação da taxa de encapsulação foi realizada com alíquotas de 400 μL das formulações, as quais foram submetidas à técnica de ultrafiltração-centrifugação, utilizando-se membranas Ultrafree-MC Millipore, através de filtração em centrífuga Ependorf 5417R durante 5 minutos a 4500 rpm e 24 ºC. O ultrafiltrado foi injetado no cromatógrafo para determinar a quantidade de acido lipóico livre no meio. O percentual de encapsulação foi determinado a partir da diferença entre a concentração total de acido lipóico na amostra e a quantidade de acido lipóico livre.


Determinação de tamanho de partícula, polidispersão e potencial zeta
O diâmetro médio e a polidispersão das partículas em suspensão foram determinados utilizando espectroscopia de correlação de fótons, através do equipamento Zetasizer Nano series Nano-Zs (Malvern Instruments). As amostras A, B, C e N foram diluídas na proporção de 1:500 em água Milli-Q® e a distribuição de tamanho por intensidade foi avaliada efetuando-se três leituras para cada amostra. As amostras FA, FB, FC e FN foram diluídas na proporção de 1:2000 em água Milli-Q®, determinados o tamanho e a polidispersão pela mesma técnica descrita anteriormente, comparando-se os resultados obtidos com as suspensões de nanocápsulas (A, B, C e N) e as formulações semi-sólidas contendo as nanocápsulas (FA, FB, FC e FN).

Utilizando-se o mesmo equipamento, o potencial zeta foi medido através da medida da mobilidade eletroforética. As amostras foram diluídas na proporção de 20 μL para 10 mL de NaCl 10 mM e as leituras efetuadas em triplicata.


Avaliação morfológica
A morfologia das amostras A, B e C foi analisada em microscópio eletrônico de transmissão JEOL (Centro de Microscopia Eletrônica da UFRGS) operando em 120 kv, com um aumento de 120000 vezes. As suspensões foram diluídas na proporção de 1:10 em água Milli-Q®, e depositadas na forma de gotas diretamente nos suportes metálicos utilizados para a observação das amostras através de microscopia eletrônica, utilizando como contraste solução de acetato de uranila (2 % m/v), e mantidas em dessecador por 24 horas antes das leituras.
Estudo de estabilidade
Para estudo da estabilidade foram monitorados os parâmetros de pH, teor total de ácido lipóico, tamanho de partícula, polidispersão e potencial zeta durante os tempos: 0, 7, 14 e 28 dias, das formulações A, B, C. Os aspectos macroscópicos, o pH e o teor total de ácido lipóico também foram avaliados para as formulações A’, B’ e C’. As amostras foram armazenadas à temperatura ambiente e ao abrigo da luz e do calor.

A estabilidade das formulações A, B e C também foi avaliada através de caracterização óptica através do equipamento Turbiscan LAb (Formulaction Co., França). Foram adicionados 25 mL de cada amostra recém preparada em uma célula de vidro borossilicato, cilíndrica, de 25 mm de diâmetro e 55 mm de altura, mantida sob temperatura constante de 25º C. A amostra foi submetida à varredura por um feixe de luz composto por um diodo eletro-luminescente na região do infravermelho próximo (850 nm). Dois sensores ópticos sincrônicos detectaram a luz transmitida através da amostra (180º a partir da luz incidente) e a luz retroespalhada pela amostra (45º da radiação incidente). A leitura óptica varreu todo o comprimento da amostra ao longo da célula (até 55 mm), obtendo os dados de transmissão e retroespalhamento a cada 40 μm, em função da altura da amostra em mm. A aquisição dos dados foi repetida a cada 5 minutos por um período de tempo de 6 horas, totalizando 72 leituras para cada amostra. O perfil obtido ao longo das análises permite detectar fenômenos de migração de partículas e tendência a desestabilização do sistema a partir da variação nos sinais obtidos da luz transmitida ou retroespalhada. As análises gráficas de variação do fluxo da luz retroespalhada em função do tempo de análise foram efetuadas utilizando o software computacional Turbiscan LAb.


Análises estatísticas
Os dados experimentais foram analisados estatisticamente através da análise de variância (ANOVA), considerando-se o nível de significância de 0,05. A comparação entre as amostras foi feita através do teste de significância de Tukey.


4. Resultados:

Caracterização físico-química das formulações
Análise macroscópica

Após a preparação, as suspensões de nanocápsulas (A, B, C e N) resultaram em formulações com aparência macroscópica homogênea, aspecto leitoso, branco e opalescente. As suspensões apresentaram reflexo azulado resultante do movimento browniano das nanopartículas em suspensão. O aspecto visual das suspensões de nanocápsulas foi semelhante ao descrito na literatura para diferentes sistemas de nanocápsulas preparadas pelo método de deposição interfacial (Santos-Magalhães et al., 2000; Schaffazick, et al., 2002, Cruz, et al., 2006, Schaffazick, et al., 2006).

A formulação A’ apresentou aspecto de solução aquosa, enquanto que nas formulações B’ e C’ observou-se a presença de ligeira precipitação do fármaco após o processo de evaporação dos solventes, porém, redispersíveis.

Observou-se acentuado odor característico de compostos sulfurosos nas formulações A’, B’ e C’, enquanto que nas formulações A, B e C o odor sulfuroso apresentou-se praticamente imperceptível. A formulação N não apresentou odor caracterizável.


Análises de pH
Todas as formulações apresentaram pH ácido devido as características de seus componentes, principalmente o ácido lipóico. A presença do polímero também contribuiu para a obtenção de suspensões de caráter ácido, visto que outras artigos demonstram que nanopartículas preparadas com poli (ε-caprolactona) apresentaram-se ácidas (Michalowski, 2004, Cruz et al.,2006). As formulações A’, B’ e C’ (Tabela 1) apresentaram valores de pH significativamente menores (p < 0,01), provavelmente devido a maior concentração de ácido lipóico livre no meio dispersante.
Validação do método cromatográfico
O método foi validado na faixa de 30 a 120 μg/mL, apresentando linearidade (r2= 0,9914), precisão (repetibilidade, DPR = 2,13 %) e exatidão (97,20 % + 4,56). O limite de detecção e quantificação foram, respectivamente, 0,13 e 1,0 μg/mL. A especificidade do método foi confirmada verificando-se a ausência de sinal nos cromatógrafos obtidos para as amostras de nanocápsulas sem acido lipóico.

A amostra degradada S1 apresentou perda de 50 % de ácido lipóico em relação à concentração da amostra não degradada S2. O detector de fotoarranjo de diodos demonstrou pureza de pico igual a 1,0 e ausência de impurezas nos picos cromatográficos de ambas as amostras.

Em 332 nm, que corresponde ao comprimento de onda das análises de doseamento, não foi detectada a presença de picos cromatográficos adicionais além do relacionado ao ácido lipóico (r = 1,64) em ambas as amostras (S1 e S2). No entanto, o detector de fotoarranjo de diodos demonstrou a presença de dois picos adicionais (r = 1,41 e r = 3,085) em 285 nm apenas na amostra degradada (S1), demonstrando que o método utilizado para o doseamento é específico para o ácido lipóico, e que não ocorre co-eluição de produtos de degradação.
Determinação de teor e taxa de associação de ácido lipóico às nanoestruturas
Os teores de ácido lipóico encontrados nas suspensões de nanocápsulas A, B e C foram significativamente superiores (p < 0,001) do que os encontrados nas formulações A’, B’, e C’ contendo o fármaco livre (Tabela 1). Durante a preparação das formulações, as mesmas são expostas ao ar, água e luz inerentes ao processo de produção. Observou-se o efeito protetor da nanoencapsulação sobre o ácido lipóico, visto que as formulações A, B e C apresentaram teores superiores às formulações A’, B’, e C’. Durante o processo de produção das formulações A’, B’, e C’ ocorre a perda por degradação, confirmada pela diminuição dos teores de ácido lipóico.

A técnica usada para separar a fase contínua (dispersante) das nanocápsulas foi a ultrafiltração-centrifugação, consolidada na literatura para calcular a taxa de associação do fármaco à nanocápsulas (Schaffazick, et al., 2003; Michalowski, et al., 2004; Cruz, et al., 2006). Verificou-se taxa de encapsulação entre 77,10 e 89,70 %, com valores maiores para as formulações contendo concentrações mais elevadas de fármaco (Tabela 1). Pequenas partículas poliméricas podem ter baixa eficiência de incorporação de fármacos, e há relatos na literatura de diferentes sistemas contendo nanoestruturas que não apresentaram 100 % de encapsulação do fármaco (Riley et al., 1999, Santos-Magalhães, et al., 2000, Hu, et al., 2002, Schaffazick et al., 2005, Zhang e Feng, 2006). O percentual de associação do ácido lipóico às nanocápsulas pode ser considerado elevado, e a solubilidade do ácido lipóico na fase oleosa da formulação, especialmente nos triglicerídeos do ácido cáprico e caprílico, constituintes do núcleo oleoso, podem ter contribuído para este resultado.

Ainda, a taxa de encapsulação é afetada pela quantidade de fármaco adicionada nas formulações, visto que o percentual de associação do fármaco às nanocápsulas aumentou com o incremento na concentração de ácido lipóico nas formulações. Em concentrações baixas pode ainda ter ocorrido a saturação dos sistemas. Estudos realizados com poli (ε-caprolactona) ou outros polímeros também demonstraram um aumento do percentual de encapsulação em nanopartículas com o aumento da concentração de fármaco inicialmente adicionada às formulações (aumento da liberação teórica) (Guterres, et al., 1995; Govender et al., 2000; Schaffazick, et al., 2003).
Determinação de tamanho de partícula, polidispersão e potencial zeta
Todas as formulações apresentaram partículas com diâmetros submicrométricos entre 313 e 377 nm (Tabela 2). Os diâmetros médios obtidos estão em concordância com os dados relatados na literatura para nanocápsulas formadas pelo método de deposição interfacial (Couvreur et al.,2002, Michalowski et al., 2004 Schaffazick et al., 2006).

Não foi verificada diferença estatisticamente significativa (p = 0,2676) nos diâmetros das nanocápsulas suspensas nas amostras A, B e C, demonstrando que a concentração de fármaco não influencia o tamanho das nanopartículas.

Foi observado um índice de polidispersão (Tabela 2) médio de 0,29 + 0,04, o que corresponde a uma variação de tamanho de aproximadamente 94 nm em torno do diâmetro médio de 324,43 nm, indicando homogeneidade dos sistemas (Cruz et al., 2006, Alves, et al., 2007). As nanocápsulas poliméricas de acido lipóico (formulações A, B e C) apresentaram uma distribuição mais estreita de tamanho, do que as nanopartículas lipídicas de ácido lipóico desenvolvidas por Souto e colaboradores (2005), as quais obtiveram índice de polidispersão em torno de 0,6, apresentando uma ampla variação no tamanho das nanoparticulas, o que significa falta de controle das partículas formadas.

Observou-se que não ocorreu coalescência ou agregação das partículas na produção da forma farmacêutica semi-sólida, a partir do espessamento das formulações com o polímero Carbopol 940 ®, visto que o diâmetro médio (PCS) das amostras semi-sólidas FA, FB, FC e FN assemelham-se aos diâmetros das suspensões originais A, B, C e N. Resultados semelhantes foram obtidos com nanopartículas lipídicas no estudo de Souto et al., (2004), observando manutenção no diâmetro de nanopartículas lipídicas e carreadores lipídicos nanoestruturados antes e após a incorporação de formulações em hidrogel, sendo que um dos polímeros utilizados foi Carbopol® 943.

O potencial zeta, relacionado à carga da superfície das partículas, apresentou valores negativos (Tabela 2), semelhantes aos relatados na literatura para nanocápsulas de poli (ε-caprolactona) (Schaffazick et al., 2003). Os resultados demonstraram que ocorre diminuição significativa (p = 0,0177) do potencial zeta em módulo conforme o aumento na concentração de fármaco nas amostras. Este fator indica que pode haver uma quantidade indeterminada de ácido lipóico não encapsulado que encontra-se presente na interface partícula/água. Ainda, sugere-se que a associação ocorre através de interação eletrostática entre o fármaco e o polímero (Losa, et al, 1991; Schaffazick et al., 2003).
Avaliação morfológica
As fotografias por microscopia eletrônica de transmissão mostraram que ocorre a formação de partículas vesiculares contendo ácido lipóico (Figura 1). Foi observada a presença de vesículas cujo conteúdo é diferente do meio dispersante. As partículas apresentaram forma esférica com distribuição de tamanho homogênea, em torno de 300 nm, corroborando às medidas de tamanho obtidas por espectroscopia de correlação de fótons. Observou-se também que com o aumento da concentração do fármaco não houve alteração na morfologia das nanocápsulas.
Estudo de estabilidade

O acompanhamento das características das amostras A, B e C durante o período de 28 dias demonstrou que as mesmas mantiveram-se estáveis durante o tempo de análise, enquanto que as amostras A’, B’e C’ foram instáveis apresentando diminuição do teor (Figura 2).

O pH manteve-se estável durante todo o período (Figura 3). Este é um indício de que o fármaco se mantém dentro das nanopartículas, visto que as formulações contendo ácido lipóico livre apresentam valores de pH significativamente inferiores às formulações contendo o mesmo nanoencapsulado, conforme discutido anteriormente. A manutenção do pH das formulações demonstra estabilidade das nanopartículas e que não ocorre a degradação do polímero (Schaffazick et al., 2003).

O acompanhamento do teor total das suspensões A, B e C demonstrou que ocorre uma perda inicial do teor total, estatisticamente significativa apenas nas formulações A e C (p < 0,01), seguida de estabilização nas nanocápsulas de ácido lipóico (Figura 2). Na suspensão B a redução de teor em função do tempo não foi significativa (p = 0,3217). A concentração da amostra A após 28 dias de armazenamento foi estatisticamente equivalente à concentração inicial da amostra A’ contendo o fármaco livre. Para as amostras B e C, o teor de ácido lipóico nas nanocápulas foi estatisticamente superior à concentração inicial das amostras B’ e C’. Observou-se assim uma evidente degradação nas formulações A’, B’e C’, contendo ácido lipóico livre e o efeito protetor da nanoencapsulação sobre o ácido lipóico.

Não houve aumento significativo no diâmetro médio das partículas presentes nas suspensões A e B (p = 0,5354 e 0,3145, respectivamente). Porém, na amostra C, houve diferença estatisticamente significativa (p < 0,001). O teste de Tukey demonstrou que até o tempo de 14 dias as amostras mantiveram o mesmo tamanho, havendo aumento do diâmetro das partículas no tempo de 28 dias. A manutenção do diâmetro das partículas suspensas nas formulações A e B indica que não houve aglomeração das mesmas (Figura 4). Cabe salientar que mesmo na amostra C, na qual a diferença de tamanho entre o tempo inicial e o tempo final foi estatisticamente significativa, esta diferença foi igual a 64 nm, correspondendo a uma ordem de grandeza de apenas 0,2 vezes o tamanho inicial. Observou-se manutenção na dispersão de tamanho das nanocápsulas das formulações A e B, havendo uma maior flutuação na polidispersão da amostra C (Tabela 3). As nanocápsulas poliméricas de ácido lipóico mantiveram-se em torno de 300 nm e mostraram-se mais estáveis do que as nanopartículas lipídicas desenvolvidas por Souto e colaboradores (2005), as quais sofreram aumento significativo no tamanho de partícula, chegando a aumentar em 2,7 vezes o tamanho inicial e perdendo as dimensões nanométricas em algumas condições de armazenamento.

O potencial zeta sofreu um aumento significativo (p <0,001 para A, para B e C) em módulo (Figura 5), tornando-se mais negativo nas amostras A, B e C, após 28 dias de armazenamento. A ocorrência deste fenômeno pode estar relacionada à degradação de ácido lipóico não encapsulado presente no meio dispersante das suspensões ou que poderia estar anteriormente adsorvido à superfície das nanocápsulas. Outra possível explicação para o aumento do potencial zeta também pode estar relacionada à dissociação de grupos funcionais na superfície da partícula (Schaffazick, 2003).

A desvantagem de monitorar a estabilidade utilizando técnicas tradicionais sob diferentes condições de armazenamento é o longo período de tempo requerido para detectar pequenas diferenças. A caracterização óptica fornece informação interessante a respeito da estabilidade global de formulações, com ganho de tempo considerável (Roland et al., 2003). As análises através de retroespalhamento de luz têm sido recentemente utilizadas para estudar a estabilidade de diversos sistemas como dispersões coloidais, suspensões de nanopartículas e emulsões (Terayama et al., 2002; Lemarchand et al., 2003a; Lemarchand et al., 2003b; Cournarie et al., 2004 e Dale et al., 2006). A principal vantagem desta técnica é detectar fenômenos de desestabilização como coalescência, floculação, cremagem ou sedimentação muito antes destes poderem ser percebidos pelo olho humano (Lemarchand et al., 2003).

A análise por retroespalhamento de luz veio corroborar a hipótese de que as formulações A, B e C são estáveis. O sinal da luz retroespalhada só pode ser analisado quando o sinal da luz transmitida é nulo, pois a reflexão parcial da luz transmitida através da amostra poderia interferir no sinal da luz retroespalhada (Lemarchand et al., 2003). Durante o período de análise, a intensidade de luz transmitida permaneceu próxima a zero ao longo da cubeta (dados não mostrados), permitindo a análise do sinal da luz retroespalhada (Figura 6). Os dados são apresentados em função da altura da cubeta contendo a amostra e do tempo de análise (0 a 6 horas). Observou-se à esquerda do gráfico, que corresponde ao fundo da cubeta, pouca variação na quantidade de luz retroespalhada no decorrer do tempo de análise em relação ao tempo inicial. Esta variação foi menor do que 5 % em relação ao tempo inicial para todas as amostras, demonstrando que não há tendência a sedimentação de partículas sob as condições estudadas.

Da mesma forma, a variação observada no lado direito do gráfico, que corresponde à superfície da amostra, também foi pequena, inferior a 5 % em relação ao tempo inicial, indicando que as amostras não têm tendência a fenômenos de instabilidade com a migração de partículas para a superfície.

A análise da parte central do gráfico (Figura 6a, 6b e 6c) demonstra que não ocorre aumento do tamanho das partículas pois houve pequena variação. No entanto, observou-se que na amostra C (Figura 6c), embora a variação encontrada tenha sido menor do que 5 % em relação ao tempo inicial, os valores foram maiores do que nas amostras A e B, demonstrando que nessa amostra há uma maior tendência para o aumento do tamanho de partículas devido à agregação das mesmas. Esta hipótese é confirmada pelos dados obtidos por espectroscopia de correlação de fótons, visto que a amostra C foi a que apresentou maior aumento de tamanho das partículas durante o armazenamento.

A variação do tamanho de partícula foi calculada a partir da variação do fluxo da luz retroespalhada em função do tempo total de análise. Foram computadas as variações em função do tempo obtidas no início (0 a 10 mm), meio (10 a 35 mm) e topo (35 a 43 mm) da cubeta contendo as amostras (Tabela 4). Os valores de inclinação das curvas e coeficientes de correlação demonstram que a variação de tamanho foi mínima para todas as amostras, porém, sendo observada maior tendência a aumento de tamanho de partículas na amostra C.
5. Conclusões
Os resultados deste estudo demonstram a possibilidade de preparar nanocápsulas de ácido lipóico a partir da técnica de deposição interfacial de poli (ε-caprolactona), obtendo-se características compatíveis com nanocápsulas descritas na literatura para aplicação biológica, conforme demonstrado pela caracterização físico-química e morfológica das formulações desenvolvidas.

O acompanhamento da estabilidade demonstrou o efeito protetor que as nanocápsulas poliméricas exercem sobre o ácido lipóico, aumentando a sua estabilidade físico-química em comparação com formulações contendo ácido lipóico livre.

As nanocápsulas poliméricas de ácido lipóico desenvolvidas e caracterizadas no presente trabalho podem ser utilizadas no desenvolvimento de formas farmacêuticas para veiculação do ácido lipóico de forma mais estável.


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