Formulações de Nootrópicos e Drogas Inteligentes com Ultra-sons
As drogas inteligentes e os suplementos nootrópicos são consumidos como "potenciadores cognitivos" para aumentar a função cognitiva, a capacidade cerebral, a concentração, a memória e a criatividade, para aumentar a motivação e a energia mental, bem como para apoiar a saúde do cérebro. Para promover o transporte dos compostos bioactivos, como os nootrópicos, as drogas inteligentes e as substâncias energizantes através da barreira hemato-encefálica (BBB), as moléculas devem estar numa forma nanométrica. Sabe-se que os nano-lipossomas, as micelas, as nanopartículas sólido-lipídicas, os nano-transportadores nanoestruturados e as nano-emulsões preparados por ultra-sons aumentam a biodisponibilidade das moléculas bioactivas, das vitaminas e dos fitoquímicos.
Os nootrópicos ou drogas inteligentes são moléculas que estimulam o cérebro e o corpo – os chamados melhoradores cognitivos – que podem ser distinguidos nas seguintes categorias: racetams, estimulantes, adaptogénicos, colinérgicos, serotoninérgicos, dopaminérgicos, medicamentos inteligentes para a função metabólica e outras categorias.
Interessado nestas diferentes categorias de nootrópicos? Clique aqui para ler mais sobre os nootrópicos e a sua categorização!
O que são lipossomas e nanocarreadores à base de lípidos?
Os lipossomas e os nanotransportadores à base de lípidos, como as nanoemulsões, as nanossuspensões, as nanopartículas lipídicas sólidas (SLN) e os transportadores lipídicos nanoestruturados (NLC), são conhecidos como sistemas potentes de transporte de medicamentos, que transportam moléculas bioactivas e nutrientes para o local da célula-alvo, resultando numa biodisponibilidade e taxas de absorção superiores.
Lipossomas
Os lipossomas podem ser classificados como uma forma específica de nanocarreadores lipídicos nanoestruturados. Os lipossomas são vesículas esféricas com um núcleo aquoso envolvido por uma ou mais bicamadas lipídicas. Uma vez que os lipossomas oferecem a capacidade de encapsular moléculas lipofílicas e hidrofílicas, ganharam grande aceitação como um sistema de administração de fármacos altamente potente. Na sua estrutura auto-montada e auto-fechada, um lipossoma pode encapsular vários compostos bioactivos (ou seja, nutrientes ou moléculas terapêuticas) de uma só vez. A sua bicamada fosfolipídica protege as moléculas bioactivas aprisionadas contra a hidrólise e a degradação oxidativa. Uma vez que a estrutura do invólucro do lipossoma apresenta uma semelhança significativa com a célula dos mamíferos, os lipossomas são capazes de transferir compostos bioactivos para as células e locais subcelulares. As vantagens conhecidas dos sistemas de administração de lipossomas incluem a proteção contra a degradação enzimática, a baixa toxicidade, a elevada biocompatibilidade, a biodegradabilidade e a não imunogenicidade.
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A composição estrutural de lipossomas, niosomas, nanoemulsões, nanopartículas lipídicas sólidas, transportadores lipídicos nanoestruturados
imagem: Poonia et al. 2016
Outros nanocarreadores lipídicos
Os nanotransportadores lipídicos ou nanotransportadores à base de lípidos são definidos como sistemas de administração de fármacos/moléculas de dimensão nanométrica, que utilizam estruturas lipídicas para encapsular moléculas bioactivas, a fim de obter uma melhor biodisponibilidade, taxas de absorção mais elevadas, maior estabilidade a longo prazo e proteção contra factores de degradação externos (por exemplo, oxidação, hidrólise). Os transportadores lipídicos nanoestruturados incluem nanopartículas lipídicas sólidas (SLN), transportadores lipídicos nanoestruturados (NLC), nanolipossomas, micelas, nanoemulsões, nanosuspensões e nanotubos lipídicos. A composição química específica e as caraterísticas físico-químicas correspondentes conferem a cada forma de nanocarreador benefícios únicos, que os tornam adequados para formas de administração específicas (por exemplo, oral, intravenosa, intranasal, transdérmica, etc.), combinações de moléculas, capacidade de carga ou formulações de libertação temporal.
As nanopartículas lipídicas sólidas (SLN) e os transportadores lipídicos nanoestruturados (NLC) são definidos como partículas sólidas constituídas por uma matriz lipídica numa fase aquosa estabilizada por tensioactivos.
Os suplementos lipossomais e outros suplementos nanoencapsulados (por exemplo, SLNs, NLCs) oferecem uma biodisponibilidade superior, o que significa que uma percentagem muito elevada da substância bioactiva (por exemplo, vitamina, antioxidante, flavonoide, etc.) é absorvida e metabolizada pelas células do organismo. Apenas uma fração muito pequena é desperdiçada, uma vez que não é absorvida mas sim excretada pelo organismo. Isto torna as formulações nano-lipossomais muito potentes, eficazes e fiáveis, uma vez que quase todas as moléculas bioactivas são entregues às células de destino.
Formulação ultra-sónica de moléculas estimulantes com a mais elevada biodisponibilidade
A nanoemulsificação e o nanoencapsulamento ultrassónicos tornam as moléculas nootrópicas e psicoactivas solúveis em água e, por conseguinte, altamente absorvíveis e biodisponíveis. Uma taxa de absorção mais elevada, bem como uma maior biodisponibilidade e biocompatibilidade, tornam a substância bioactiva mais potente e podem permitir-lhe atravessar a barreira hemato-encefálica.
Formulação ultra-sónica de Nootrópicos
- Lipossomas
- Nano-emulsões
- Micelas
- Nanopartículas sólido-lipídicas (SLN)
- Transportadores lipídicos nanoestruturados (NLC)
- Complexo de inclusão (por exemplo, ciclodextrina)
- niosomas
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Os nootrópicos mais conhecidos são substâncias da classe dos racetam, como o piracetam, o aniracetam, o oxiracetam, o pramiracetam e o fenilpiracetam. Muitos racetams são lipofílicos (= solúveis em gordura). Utilizando tratamento ultrassónico, o racetam lipossolúvel é encapsulado numa forma nanométrica, como nanoemulsões, lipossomas, nanopartículas lipídicas sólidas (SLN) e transportadores lipídicos nanoestruturados (NLC). Estas formulações nanométricas transformam o racetam solúvel em gordura e repelente de água num produto solúvel em água. Uma vez que a corrente sanguínea do corpo humano é à base de água, as formulações hidrossolúveis nanométricas oferecem uma biodisponibilidade significativamente mais elevada.
Medicamentos inteligentes nano-intensificados por ultra-sons
A tecnologia de encapsulamento ultrassónico e de nano-formulação permite a preparação de suplementos e terapêuticas altamente biodisponíveis. As moléculas bioactivas que beneficiam da formulação ultra-sónica num sistema lipossomal ou noutro sistema transportador lipídico nano-estruturado incluem vitaminas, antioxidantes, flavonóides, extractos botânicos, minerais, aminoácidos e péptidos.
- As vitaminas e os antioxidantes, que podem ser extraídos de uma fonte natural ou sintetizados, incluem a vitamina C, as vitaminas B, o glutatião, o resveratrol, a CoQ10 (ubiquinona), etc.
- Moléculas herbáceas e botânicas como o CBD, o THC, o CBG (canábis), as catequinas do chá verde (por exemplo, EGCG), a nicotina, a cafeína, a ashwagandha, a berberina, a kratom, etc.
- Extractos de fungos / cogumelos como o astrágalo, a juba de leão, a cauda de peru, o chaga, a psilocibina (cogumelos mágicos), etc.
- Aminoácidos como a creatina, a glicina, o 5-HTP (5-hidroxitriptofano), a fenilalanina, a L-teanina (um análogo de aminoácido encontrado no chá), o GABA (ácido gama-aminobutírico), a taurina, a N-acetilcisteína (NAC), a L-tirosina, etc.
- Minerais como os quelatos de magnésio (por exemplo, treonato de magnésio, orotato de magnésio) podem ser encapsulados por ultra-sons como nano-partículas em lipossomas.
- Nutrientes, péptidos e outras moléculas como a alfa-GPC, a melatonina, a colina (bitartarato de colina, cloreto de colina), a cetamina (racémica), os ácidos gordos ómega 3 (EPA, DHA), o ácido α-lipóico (ALA), a selegilina (L-deprenil), a centrofenoxina, a oxitocina, o azul de metileno, etc.
A formulação lipossómica nanométrica de moléculas bioactivas e nutrientes oferece uma biodisponibilidade superior e pode permitir que as substâncias visadas atravessem a barreira hemato-encefálica. O encapsulamento previne as moléculas bioactivas contra a hidrólise induzida por ácidos no estômago e a degradação enzimática ao longo do trato gastrointestinal, de modo a que uma elevada percentagem do nutriente seja transportada sem danos para o local-alvo das células.
Excursus: Extração ultra-sónica de fitoquímicos
A sonicação é a tecnologia superior para libertar moléculas bioactivas de plantas, fungos e bactérias. A extração por ultra-sons é um método não térmico, cujo princípio de funcionamento se baseia na cavitação acústica. A cavitação acústica / ultra-sónica cria cisalhamento mecânico e turbulências, que perfuram e rompem as paredes e membranas celulares e promovem a transferência de massa. Deste modo, a sonicação liberta as substâncias bioactivas do interior da célula e transfere-as para o solvente (por exemplo, água, etanol, glicerina, óleo vegetal, etc.).
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Ultrasonicators de alto desempenho para formulações nootrópicas
Os sistemas da Hielscher Ultrasonics são máquinas confiáveis usadas na produção farmacêutica e de suplementos para formular nootrópicos de alta qualidade e drogas inteligentes, que variam de nano-emulsões a lipossomas, portadores lipídicos nanoestruturados, nanopartículas lipídicas sólidas e complexos de inclusões que são carregados com vitaminas, antioxidantes, flavonóides, peptídeos, polifenóis e outros compostos bioativos e fornecem maior biodisponibilidade, grande estabilidade e funcionalidade. Para atender às demandas de seus clientes, a Hielscher fornece ultrasonicators do homogeneizador de laboratório portátil compacto e ultrasonicators de bancada para sistemas ultra-sônicos totalmente industriais para a produção de grandes volumes de nootrópicos e formulações de drogas inteligentes. Os processos de formulação ultra-sónica podem ser executados como lote ou como processo contínuo em linha utilizando um reator de fluxo ultrassónico. Uma ampla gama de sonotrodos ultra-sônicos (sondas) e vasos de reator estão disponíveis para garantir uma configuração ideal para a sua produção de lipossomas. A robustez do equipamento ultrassónico da Hielscher permite uma operação 24/7 em ambientes exigentes e assegura um ciclo de vida longo dos ultrasonicators.
O controlo preciso de todos os parâmetros importantes do processo, como a amplitude, a pressão, a temperatura e o tempo de ultra-sons, torna o processo ultrassónico fiável e reprodutível. A Hielscher Ultrasonics sabe da importância de uma qualidade de produto continuamente elevada e apoia os fabricantes de suplementos e terapêuticas na implementação da normalização do processo e das BPF (Boas Práticas de Fabrico) através de software inteligente e registo automático de dados. Os nossos homogeneizadores ultra-sónicos digitais registam automaticamente todos os parâmetros do processo ultrassónico num cartão SD incorporado. Os ecrãs tácteis digitais e o controlo remoto do navegador permitem a monitorização contínua do processo e permitem ajustar os parâmetros do processo com precisão sempre que necessário. Isto facilita significativamente a monitorização do processo e o controlo de qualidade.
O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons:
| Volume do lote | caudal | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 1 a 500mL | 10 a 200mL/min | UP100H |
| 10 a 2000mL | 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1 a 20L | 0.2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100L | 2 a 10L/min | UIP4000hdt |
| n.d. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.d. | maior | grupo de UIP16000 |
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Homogeneizadores ultra-sónicos de alta potência de laboratório para piloto e Industrial escala.
Literatura / Referências
- Zahra Hadian, Mohammad Ali Sahari, Hamid Reza Moghimi; Mohsen Barzegar (2014): Formulation, Characterization and Optimization of Liposomes Containing Eicosapentaenoic and Docosahexaenoic Acids; A Methodology Approach. Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2014), 13 (2): 393-404.
- Neelam Poonia; Rajeev Kharb; Viney Lather; Deepti Pandita (2016): Nanostructured lipid carriers – versatile oral delivery vehicle. Future Sci. OA (2016) 2(3), FSO135.
- Weiwei Gao, Che-Ming J. Hu, Ronnie H. Fang, Liangfang Zhang (2013): Liposome-like Nanostructures for Drug Delivery. J Mater Chem B Mater Biol Med. 2013 Dec 28; 1(48).
- Liangfang Zhang; Steve Granick (2006): How to Stabilize Phospholipid Liposomes (Using Nanoparticles). Nano Letters. 2006 April, 6(4):694-8.
- Vassiliki Exarchou; Nikolaos Nenadis; Maria Tsimidou; Dimitrios Boskou (2002): Antioxidant Activities and Phenolic Composition of Extracts from Greek Oregano, Greek Sage, and Summer Savory. Journal of Agricultural and Food Chemistry 50(19). Oct. 2002. 5294-9.
- Joanna Kopecka, Giuseppina Salzano, PharmDa, Ivana Campia, Sara Lusa, Dario Ghigo, Giuseppe De Rosa, Chiara Riganti (2013): Insights in the chemical components of liposomes responsible for P-glycoprotein inhibition. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine 2013.
- Khushwinder Kaur, Shivani Uppal, Ravneet Kaur, Jyoti Agarwal and Surinder Kumar Mehta (2015): Energy efficient, facile and cost effective methodology for formation of an inclusion complex of resveratrol with hp-β-CD. New J. Chem., 2015, 39, 8855.
Fatos, vale a pena conhecer
nootrópicos e drogas inteligentes
O termo “nootrópico” deriva das palavras do grego antigo νόος (nóos), que significa “mente” e τροπή (tropḗ), que tem o significado de “de viragem". Os nootrópicos, também conhecidos como drogas inteligentes, são substâncias que "transformam a mente", ou seja, substâncias bioactivas que afectam o cérebro aumentando a função cognitiva, em especial a inteligência, as funções executivas, a memória, a criatividade, o estado de alerta e a motivação. São utilizadas como potenciadores cognitivos ou como dopagem cerebral. Os nootrópicos mais populares incluem os racetams. A primeira forma sintetizada de racetam foi derivada do GABA e é conhecida como piracetam, que é considerado não tóxico e investigado a longo prazo. O aniracetam, o oxiracetam, o pramiracetam e o fenilpiracetam são estruturalmente semelhantes ao piracetam, mas apresentam potências estimulantes mais elevadas. As formas mais recentes de racetam, como o coluracetam, o fasoracetam, o nefiracetam ou o noopept, não têm semelhanças estruturais com o piracetam.
Alguns nootrópicos podem também ter efeitos psicadélicos ou psicoactivos/psicotrópicos e afetar processos mentais, como a perceção, a consciência, a cognição, a capacidade de resposta, o humor e as emoções.
Racetaminas
Os racetams são conhecidos como o tipo original de droga inteligente, sendo o piracetam o primeiro racetam sintetizado e conhecido como o primeiro nootrópico de sempre. O piracetam é uma molécula do grupo dos racetams com o nome químico 2-oxo-1-pirrolidina acetamida. É um derivado do neurotransmissor GABA (ácido gama-aminobutírico). O piracetam é uma molécula de fármaco com um núcleo de pirrolidona, que é habitualmente prescrita a doentes com sintomas de Alzheimer ou pré-demência. No entanto, o piracetam e outros racetams são também utilizados por adultos saudáveis para intensificar a transmissão sináptica química entre as células cerebrais. Os racetams podem assim aumentar o QI geral, a memória e as funções de aprendizagem, a clareza mental e a motivação. Outras moléculas da classe dos racetam são, por exemplo, o pramiracetam, o oxiracetam e o аnԁ aniracetam.
Uma vez que os racetams se inserem na categoria de substâncias não controladas nos EUA ou em muitos outros países do mundo, podem ser adquiridos como suplementos OTC (over-the-counter) sem receita médica. Os racetams são considerados não tóxicos e os efeitos secundários gerais incluem dores de cabeça, que resultam da depleção de colina no cérebro. Por conseguinte, os utilizadores combinam frequentemente a sua dose de racetam com um suplemento de colina (por exemplo, bitartarato de colina). As doses excessivas de racetam têm, na maioria dos casos, apenas efeitos secundários ligeiros, semelhantes aos do consumo excessivo de cafeína.
Estimulantes
Substâncias estimulantes como a cafeína e a nicotina são drogas inteligentes amplamente difundidas na população mundial. A cafeína e a nicotina são psicoestimulantes legais, ao passo que a utilização da subclasse de anfetaminas dos estimulantes é ilegal. A classe dos estimulantes inclui quase todas as moléculas que promovem a vigília e o estado de alerta gerais, reduzem a sensação de cansaço e sonolência e aumentam simultaneamente a função cerebral e o quociente de inteligência (QI). O Modafinil, um medicamento contra a narcolepsia, é um dos medicamentos mais proeminentes, utilizado por indivíduos saudáveis como "potenciador cognitivo não autorizado" para aumentar a função cognitiva. Outro fármaco utilizado fora da lista é o metilfenidato, um medicamento administrado para tratar a Perturbação de Hiperatividade e Défice de Atenção (PHDA) e utilizado por indivíduos saudáveis como potenciador cognitivo.
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Adaptogénios
As substâncias adaptogénicas são compostos fitoquímicos, ou seja, moléculas derivadas de plantas, que são administradas para reforçar a resposta do organismo e do sistema imunitário a situações de stress. Os adaptogénios podem ser descritos como compostos "stressantes", que provocam a adaptação do organismo para manter ou recuperar a homeostasia (equilíbrio entre os processos metabólicos do organismo). A principal via de ação adaptogénica afecta o eixo hipotálamo-pituitária-adrenal (eixo HPA) em resposta à estimulação por stress externo. Quase todos os adaptogénios pertencem à classe dos medicamentos não controlados, que podem ser adquiridos como suplementos de venda livre (OTC). Os adaptogénios mais populares e mais consumidos são, por exemplo, o ginseng, o gingerol (gengibre), a ashwagandha, o eleutherococcus senticosus (ginseng siberiano), a rhodiola rosea (raiz do Ártico), a schisandra chinensis, a kava kava, a passiflora, a erva de São João e a scutellaria baicalensis (calota craniana chinesa).
A canábis é um adaptogénio? A canábis tem sido alvo de grande atenção nos últimos anos, sobretudo pelos seus compostos anti-inflamatórios e relaxantes, o canabidiol (CBD) e o canabigerol (CBG). Embora os canabinóides sejam compostos não tóxicos derivados de plantas e tenham efeitos comprovados de redução do stress no corpo, a canábis e os canabinóides não são oficialmente classificados como substâncias adaptogénicas. Mas como o CBD, o CBG e os verdadeiros adaptogénicos apresentam semelhanças na sua função e efeitos, são frequentemente utilizados em combinação para amplificar a eficácia do canabinóide e do adaptogénio.
Embora os adaptogénios tenham efeitos promotores da saúde e redutores do stress, mostram apenas pequenos efeitos como melhoradores cognitivos, "per se". A melhoria cognitiva dos adaptogénios é conseguida principalmente através do equilíbrio da resposta do organismo ao stress, da resiliência e da saúde geral, em vez de iniciar diretamente o crescimento de novas células cerebrais ou ligações neurais.
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Colinérgicos
As substâncias colinérgicas são compostos químicos que imitam a ação da acetilcolina e/ou butirilcolina. As drogas inteligentes à base de colina são consumidas pelos seus efeitos sobre a memória, a atenção e a regulação do humor. A acetilcolina é um dos principais neurotransmissores do cérebro. É também um componente essencial para o bom funcionamento do sistema nervoso periférico. A colina pode ser tomada como suplemento, mas também está presente nos alimentos, por exemplo, as gemas de ovo e os grãos de soja são particularmente ricos em colina.
A sulbutiamina (comercialmente disponível como medicamento de venda livre sob a marca Arcalion) é um derivado sintético da tiamina (vitamina B1), que atravessa a barreira hemato-encefálica e é capaz de aumentar os níveis de tiamina no cérebro. Conhecida por melhorar a memória e vencer a fraqueza e a fadiga, reduzindo a inibição psico-comportamental, a sulbutiamina é também utilizada pelos desportistas. A sulbutiamina é classificada como uma smart drug colinérgica, uma vez que esta substância actua como regulador colinérgico no hipocampo. Quando utilizada em doses terapêuticas, não foram observados efeitos secundários graves.
Serotoninérgicos
A serotonina, ou 5-hidroxitriptamina (5-HT), é um neurotransmissor monoaminérgico que contribui para o humor (bem-estar, felicidade) e o controla, modula o sono, o apetite, a cognição, a aprendizagem, a memória, o sistema de recompensa e numerosos processos fisiológicos, como os vómitos e a vasoconstrição. A serotonina é produzida no organismo através da exposição à luz solar. Os compostos serotoninérgicos naturais (promotores ou libertadores de serotonina), como o L-triptofano, estão também presentes nos alimentos.
Dopaminérgicos
Os dopaminérgicos são substâncias medicamentosas inteligentes que afectam os níveis de dopamina no cérebro. A dopamina é uma hormona e um neurotransmissor que desempenha vários papéis importantes no cérebro e no corpo. Por exemplo, a via da dopamina é responsável pelas boas sensações e pela sinalização bioquímica do feedback positivo em relação a experiências agradáveis, como comida saborosa, sexo, envolvimento social positivo, etc.
A dopamina está disponível como medicamento sob as marcas Intropin, Dopastat e Revimine, entre outras, que são utilizadas principalmente como estimulante no tratamento da tensão arterial baixa grave, ritmo cardíaco lento e paragem cardíaca.
Os medicamentos inteligentes dopaminérgicos são estimulantes da dopamina utilizados para superar os baixos níveis de dopamina, que estão geralmente associados a baixos níveis de energia, falta de motivação, anedonia (incapacidade de sentir prazer), apatia, depressão, comportamentos aditivos, memória fraca e desempenho de aprendizagem reduzido. As drogas inteligentes dopaminérgicas mais comuns são a L-tirosina, a ioimbina e a selegilina (um inibidor da MAO). Os potenciadores da dopamina promovem a atenção e o estado de alerta, quer aumentando a eficácia da dopamina no cérebro, quer inibindo as enzimas que decompõem a dopamina.
Outras categorias de drogas inteligentes, potenciadores cognitivos e nootrópicos incluem os glicinérgicos, adenosinérgicos, adrenérgicos, canabinoidérgicos, GABAérgicos, histaminérgicos, melatonérgicos, monoaminérgicos e opioidérgicos.
O grupo dos nootrópicos "-érgicos" é constituído por substâncias que modulam um sistema específico no corpo e no cérebro, sistema esse que está integrado na primeira parte do termo. Por exemplo, os glicinérgicos modulam diretamente o sistema da glicina no corpo e no cérebro, os adenosinérgicos modulam diretamente o sistema da adenosina no corpo e no cérebro, os dopaminérgicos actuam no sistema da dopamina, etc.
Complexos de inclusão
Um composto de inclusão é um complexo no qual uma substância química – o chamado “hospedeiro” – tem uma cavidade na qual outra molécula – o chamado “convidado” – está incluído.
As ciclodextrinas são os compostos hospedeiros mais frequentemente utilizados, uma vez que podem formar complexos de inclusão com uma grande variedade de compostos sólidos, líquidos e gasosos. Os compostos convidados vão desde reagentes polares como ácidos, aminas, pequenos iões (por exemplo, ClO4- , SCN-, aniões halogéneos) até hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos altamente apolares e gases raros. Os complexos de inclusão podem ser sintetizados quer em solução quer no estado cristalino. A complexação ultra-sónica de complexos de inclusão à base de ciclodextrina é um método muito fiável e eficiente para produzir complexos de inclusão carregados, que oferecem uma elevada estabilidade e uma maior biodisponibilidade. A água é normalmente utilizada como solvente, embora o dimetilsulfóxido e a dimetilformamida sejam solventes alternativos a utilizar.
Para além da inclusão de compostos farmacêuticos/nutracêuticos, a ciclodextrina é também utilizada como compostos hospedeiros de moléculas de fragrâncias para obter uma maior estabilidade e uma ação de libertação lenta.
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