Complesso di inclusione del resveratrolo ottenuto mediante ultrasuoni
- Il resveratrolo è un polifenolo che promette numerosi benefici per la salute, ad esempio il prolungamento della durata della vita e il trattamento di cardiopatie, diabete, cancro, malattia di Alzheimer e altre patologie croniche.
- Tuttavia, il resveratrolo presenta una bassa biodisponibilità e una rapida eliminazione dal plasma sanguigno.
- Il gruppo di ricerca della dott.ssa Kushwinder Kaur ha sviluppato una tecnica rapida e altamente efficiente per preparare mediante ultrasuoni un complesso del resveratrolo con una biodisponibilità superiore.
Resveratrolo
Il resveratrolo è un polifenolo altamente efficace che può essere estratto dalle piante, ad esempio dall’uva, dalle bacche o dalla frutta a guscio. Sebbene il resveratrolo sia noto come potente antiossidante che aiuta a prevenire o curare le malattie, questo fitonutriente presenta una bassa biodisponibilità. Pertanto, i produttori farmaceutici e nutraceutici cercano formulazioni speciali per migliorare il trasporto del resveratrolo somministrato nelle cellule umane. La dott.ssa Kushwinder Kaur e il suo gruppo di ricerca della Panjab University di Chandigarh hanno sviluppato un processo rapido e semplice di complessazione del resveratrolo in un’unica fase. Sonicando una miscela di resveratrolo e ciclodestrina, il resveratrolo viene racchiuso nella ciclodestrina (ossia hp-β-CD). La ciclodestrina funge da composto ospitante e da efficace veicolo del farmaco, rilasciando il resveratrolo nella circolazione sistemica.
Protocollo: sonicazione per la preparazione del complesso di inclusione
Per la formulazione mediante ultrasuoni del complesso di inclusione del resveratrolo, 4,38 x 10-3 mol di 2-idrossipropil-β-ciclodestrina (hp-β-CD) e 4,38 x 10-3 mol di resveratrolo (Res) sono stati miscelati in un contenitore di vetro con la quantità minima della miscela di solventi (etanolo : acqua = 1 : 9). La miscela è stata sonicata per 15 min a 180W utilizzando un dispositivo Hielscher UP200St a ultrasuoni. Il prodotto finale è stato ottenuto mediante liofilizzazione. I complessi di inclusione preparati sono stati caratterizzati mediante FTIR, spettroscopia di assorbimento UV-visibile, NMR, TGA, DSC, XRD e analisi CHNS. I dati analitici hanno mostrato che le molecole di resveratrolo erano racchiuse ordinatamente nelle cavità della hp-β-CD.
Omogeneizzatore a ultrasuoni UP200St
Vantaggi della sonicazione rispetto ai metodi alternativi
Per confrontare l’efficienza della preparazione mediante ultrasuoni con le tecniche convenzionali, sono stati utilizzati due metodi alternativi – il metodo in sospensione e il metodo a microonde – per preparare il complesso di inclusione (IC). Di seguito è riportata una breve descrizione di entrambe le tecniche di preparazione:
Nel metodo più tradizionale, il complesso IC è stato preparato mediante una procedura standard di agitazione (riportata in letteratura da Bertacche V. et al. 2006).
Il secondo metodo alternativo prevedeva la miscelazione di 4,38 x 10-3 mol di hp-β-CD e 4,38 x 10-3 mol di Res in un contenitore di vetro con la quantità minima della miscela di solventi (etanolo : acqua = 1 : 9). La miscela è stata irradiata con microonde per 100 s a 800 W per formulare il prodotto. L’acqua è stata evaporata sotto vuoto. I dati ottenuti dopo 25, 50 s a 200, 400, 600 W hanno evidenziato una complessazione incompleta.
La sonicazione è un approccio semplice e rapido che non solo produce risultati immediati simili a quelli dei metodi tradizionali di agitazione, ma evita anche l’uso di solventi tossici.
La velocità di isomerizzazione da trans a cis in soluzione etanolica è diminuita con l’inclusione. Gli studi di dissoluzione hanno rivelato che la velocità di dissoluzione del resveratrolo è migliorata grazie alla formazione dei complessi di inclusione.
L’articolo completo è disponibile facendo clic qui. Per contattare gli autori, è possibile inviare un’email alla dott.ssa Khushwinder Kaur (Panjab University, Chandigarh): [email protected]
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| Volume del lotto | Portata | Dispositivi consigliati |
|---|---|---|
| Da 10 a 2000mL | Da 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| Da 0,1 a 20L | Da 0,2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| Da 10 a 100L | Da 2 a 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | Da 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | superiore | gruppo di UIP16000 |
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Informazioni sulla dott.ssa Kushwinder Kaur
La dott.ssa Khushwinder Kaur è professoressa assistente presso il Dipartimento di Chimica della Panjab University di Chandigarh. Nel 2010 ha conseguito il dottorato studiando l’effetto degli additivi sulla microstruttura e sulle proprietà delle micelle inverse. Dal 2012, l’obiettivo principale del suo gruppo di ricerca è stabilire le basi colloidali delle proprietà fisicochimiche e fisiologiche dei nutraceutici e delle sostanze bioattive, concentrandosi in particolare sull’ottimizzazione di metodi di preparazione peculiari, semplici, efficienti e innovativi. Il gruppo della dott.ssa Kaur è specializzato nella produzione di aggregati di materia soffice, quali nanoemulsioni, nanoparticelle biodegradabili e aggregati supramolecolari a base di ciclodestrine (complessi di inclusione), per il trasporto efficiente di sostanze bioattive con componenti naturali. Attualmente il gruppo sta esplorando il potenziale dell’isotiocianato di benzile con l’ausilio di diversi nanoaggregati.
Per domande sui suoi studi di ricerca, è possibile contattare direttamente la dott.ssa Khushwinder Kaur via email: [email protected]
Bibliografia e riferimenti
- Khushwinder Kaur, Shivani Uppal, Ravneet Kaur, Jyoti Agarwal e Surinder Kumar Mehta (2015): Metodologia efficiente dal punto di vista energetico, semplice ed economica per la formazione di un complesso di inclusione del resveratrolo con hp-β-CD. New J. Chem., 2015, 39, 8855.
- Vittorio Bertacche, Natascia Lorenzi, Donatella Nava, Elena Pini, Chiara Sinico (2006): Studio dell’interazione ospitante–ospite del resveratrolo con ciclodestrine naturali e modificate. J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem. 55, 2006. 279.
- James M. Smoliga, Joseph A. Baur, Heather A. Hausenblas (2011): Resveratrolo e salute – Una rassegna completa degli studi clinici sull’uomo. Mol. Nutr. Food Res. 2011, 55, 1129–1141.
Informazioni utili
Resveratrolo
Il resveratrolo è uno stilbenoide, un tipo di polifenolo plasmatico naturale, un fitoestrogeno e una fitoalessina prodotta da diverse piante in risposta a lesioni o quando la pianta viene attaccata da patogeni come batteri o funghi. Pertanto, il resveratrolo può essere classificato anche come adattogeno.
Dal punto di vista chimico, il resveratrolo è descritto come trans-3,4′,5-triidrossistilbene (formula: C14H12O3). È un antiossidante polifenolico non flavonoide, presente nell’uva, nella frutta a guscio e nelle bacche, e offre potenti proprietà antiossidanti e antinvecchiamento. Pertanto, il resveratrolo è un ingrediente apprezzato nei prodotti farmaceutici, negli integratori alimentari / nutraceutici e nei prodotti cosmetici. Altri polifenoli assunti attraverso l’alimentazione con importanti benefici per la salute comprendono catechina, quercetina, silibinina e curcumina.
Solubilità in acqua del resveratrolo: 0,03 kg/m3
Il resveratrolo esiste nelle forme isomeriche trans e cis, delle quali la forma trans è più stabile quando esposta alla luce e a temperature crescenti.
Complesso di inclusione
Un composto di inclusione è un complesso in cui un composto chimico – il cosiddetto “ospitante” – presenta una cavità nella quale viene incluso un altro composto – il cosiddetto “ospite”.
Le ciclodestrine sono i composti ospitanti più comunemente utilizzati, poiché possono formare complessi di inclusione con un’ampia varietà di composti solidi, liquidi e gassosi. I composti ospiti spaziano dai reagenti polari, quali acidi, ammine e piccoli ioni (ad esempio ClO4– , SCN–, anioni degli alogeni), agli idrocarburi alifatici e aromatici fortemente apolari e ai gas rari. I complessi di inclusione possono essere sintetizzati sia in soluzione sia allo stato cristallino. Come solvente si utilizza principalmente l’acqua, sebbene il dimetilsolfossido e la dimetilformammide possano essere impiegati come solventi alternativi.
Oltre all’inclusione di composti farmaceutici / nutraceutici, la ciclodestrina viene utilizzata anche come composto ospitante per molecole di fragranze, al fine di ottenere una maggiore stabilità e un’azione a rilascio lento.
Altre molecole “ospitanti” per l’inclusione sono i calixareni e i relativi prodotti di condensazione formaldeide–arene.
Il campo di ricerca sulla sintesi dei composti di inclusione è noto come chimica ospitante–ospite.
Ciclodestrina
Le ciclodestrine sono un tipo di composti chimici costituiti da molecole di zucchero e caratterizzati dalla loro forma ad anello. L’amido è la materia prima da cui le ciclodestrine vengono sintetizzate mediante conversione enzimatica. Poiché le ciclodestrine presentano un lato idrofobo e uno idrofilo (interno idrofobo ed esterno idrofilo), possono formare complessi con composti idrofobi. Racchiudendo una molecola idrofoba (molecola “ospite”), le ciclodestrine possono aumentare la solubilità e la biodisponibilità di tali composti. Inoltre, vengono utilizzate anche per migliorare la permeabilità dei farmaci attraverso i tessuti delle mucose. Ciò riveste grande interesse sia per i prodotti farmaceutici sia per gli integratori alimentari, ai fini del trasporto di composti idrofobi. Le forme alfa-, beta- e gamma-ciclodestrina sono tutte approvate dalla FDA e riconosciute come veicoli sicuri per i farmaci.
Liofilizzazione
La liofilizzazione, nota anche come essiccazione per congelamento o criodisidratazione, è un processo di disidratazione a bassa temperatura che prevede il congelamento del prodotto, seguito dall’abbassamento della pressione per rimuovere successivamente il ghiaccio mediante sublimazione. La sublimazione è definita come il processo in cui un solido (ad esempio il ghiaccio) passa direttamente allo stato di vapore/gas senza attraversare prima una fase liquida (ad esempio l’acqua).
La liofilizzazione consiste nella rimozione del ghiaccio o di altri solventi congelati da un materiale mediante il processo di sublimazione e nella rimozione delle molecole d’acqua legate mediante il processo di desorbimento.
Durante la liofilizzazione controllata, in cui la temperatura del prodotto viene mantenuta sufficientemente bassa, si evitano alterazioni delle caratteristiche del prodotto essiccato. Ciò è fondamentale per ottenere un estratto di alta qualità. La liofilizzazione è una tecnica consolidata per separare materiali termosensibili quali proteine, microrganismi, prodotti farmaceutici, tessuti e plasma.
Nutraceutici
I nutraceutici ricevono crescente attenzione perché offrono proprietà sicure a sostegno della salute. Definiti come molecole con una varietà di benefici fisiologici e capacità protettive contro le malattie (quali malattie cardiovascolari (CVD), obesità, diabete, cancro, disturbi infiammatori cronici e malattie degenerative), alimentano un mercato degli integratori di alta qualità in rapida crescita.
Le strategie di formulazione dei nutraceutici riportate in letteratura comprendono: sistemi di veicolazione liposomiali (ad esempio liposomi, transferosomi ecc.), microspugne e nanospugne, nanocristalli, complessazione con ciclodestrine, idrogel biodegradabili, nanoemulsioni / miniemulsioni, veicoli lipidici nanostrutturati, micelle, nanoparticelle, nanocapsule e nanoincapsulazione, sistemi autoemulsionanti per la somministrazione di farmaci (SEDDS) e sistemi microparticellari (ad esempio microparticelle, microsfere, microcapsule).