Complexo de inclusão de resveratrol por ultrassons
- O resveratrol é um polifenol que promete muitos benefícios para a saúde, por exemplo, prolongar a esperança de vida e tratar doenças cardíacas, diabetes, cancro, doença de Alzheimer, bem como outras doenças crónicas.
- No entanto, o resveratrol tem uma baixa biodisponibilidade e apresenta uma rápida depuração do plasma sanguíneo.
- A equipa de investigação da Dra. Kushwinder Kaur desenvolveu uma técnica rápida e altamente eficiente para preparar, por ultrassons, um complexo de resveratrol com biodisponibilidade superior.
Resveratrol
O resveratrol é um polifenol altamente eficaz que pode ser extraído de plantas, por exemplo, de uvas, bagas ou frutos de casca rija. Embora o resveratrol seja conhecido como um poderoso antioxidante que ajuda a prevenir ou curar doenças, este fitonutriente tem apenas uma baixa biodisponibilidade. Por isso, os fabricantes de produtos farmacêuticos e nutracêuticos procuram formulações especiais para melhorar a disponibilização do resveratrol administrado às células humanas. A Dra. Kushwinder Kaur e a sua equipa de investigação da Panjab University, em Chandigarh, desenvolveram um processo rápido e simples de complexação do resveratrol numa única etapa. Ao submeter uma mistura de resveratrol e ciclodextrina a sonicação, o resveratrol fica encapsulado na ciclodextrina (isto é, hp-β-CD). A ciclodextrina atua como composto hospedeiro e como um veículo eficaz de fármacos que liberta o resveratrol na circulação sistémica.
Protocolo: sonicação para a preparação do complexo de inclusão
Para a formulação ultrassónica do complexo de inclusão de resveratrol, misturaram-se 4,38 x 10-3 mol de 2-hidroxipropil-β-ciclodextrina (hp-β-CD) e 4,38 x 10-3 mol de resveratrol (Res) num recipiente de vidro com a quantidade mínima da mistura de solventes (etanol : água = 1 : 9). A mistura foi submetida a sonicação durante 15 min a 180W, utilizando, da Hielscher, um dispositivo ultrassónico UP200St. O produto final foi obtido por liofilização. Os complexos de inclusão preparados foram caracterizados por FTIR, espectroscopia de absorção UV-visível, NMR, TGA, DSC, XRD e análise CHNS. Os dados das análises mostraram que as moléculas de resveratrol ficaram bem acomodadas nas cavidades da hp-β-CD.
Homogeneizador ultrassónico UP200St
Vantagens da sonicação em relação a métodos alternativos
Para comparar a eficiência da preparação ultrassónica com as técnicas convencionais, utilizaram-se dois métodos alternativos – nomeadamente o método de suspensão e o método de micro-ondas – para preparar o complexo de inclusão (IC). Segue-se uma breve descrição de ambas as técnicas de preparação:
Na abordagem mais tradicional, o IC foi preparado por um procedimento de agitação padrão (descrito na literatura por Bertacche V. et al. 2006).
O segundo método alternativo envolveu a mistura de 4,38 x 10-3 mol de hp-β-CD e 4,38 x 10-3 mol de Res num recipiente de vidro com a quantidade mínima da mistura de solventes (etanol : água = 1 : 9). A mistura foi irradiada com micro-ondas durante 100 s a 800 W para formular o produto. A água foi evaporada sob vácuo. Os dados obtidos após 25, 50 s a 200, 400, 600 W revelaram uma complexação incompleta.
A sonicação é uma abordagem simples e rápida que não só produz resultados imediatos semelhantes aos dos métodos tradicionais de agitação, como também evita a utilização de solventes tóxicos.
A velocidade de isomerização de trans para cis, em solução de etanol, diminuiu com a inclusão. Os estudos de dissolução revelaram que a velocidade de dissolução do resveratrol melhorou com a formação de complexos de inclusão.
Pode encontrar o artigo completo clicando aqui. Se pretender contactar os autores, não hesite em enviar um e-mail à Dra. Khushwinder Kaur (Panjab University, Chandigarh): [email protected]
Homogeneizadores ultrassónicos de elevado desempenho da Hielscher
A Hielscher Ultrasonics é especializada no desenvolvimento e fabrico de equipamentos ultrassónicos de elevado desempenho para aplicações em laboratório e ambiente industrial . Fabricados segundo padrões industriais, todos os sonicadores da Hielscher possuem uma robustez que permite o seu funcionamento fiável 24/7 em serviço intensivo e em ambientes exigentes.
A tabela abaixo dá-lhe uma indicação do dispositivo ultrassónico que poderá ser o mais adequado aos requisitos do seu processo.
| Volume do lote | Caudal | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 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 | UIP4000 |
| n.a. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | superior | conjunto de UIP16000 |
Homogeneizadores ultrassónicos de elevada potência, da escala laboratorial à escala industrial.
Sobre a Dra. Kushwinder Kaur
A Dra. Khushwinder Kaur é professora auxiliar no Departamento de Química da Panjab University, em Chandigarh. Em 2010, concluiu o seu doutoramento investigando o efeito dos aditivos na microestrutura e nas propriedades das micelas inversas. Desde 2012, o principal objetivo do seu grupo de investigação é estabelecer a base coloidal das propriedades físico-químicas e fisiológicas dos nutracêuticos e dos compostos bioativos, com especial enfoque na otimização de métodos de preparação distintos, que exijam pouco esforço, eficientes e inovadores. O grupo da Dra. Kaur especializa-se no fabrico de estruturas moles, tais como nanoemulsões, nanopartículas biodegradáveis e estruturas supramoleculares à base de ciclodextrina (complexos de inclusão), para a disponibilização eficiente de compostos bioativos com componentes naturais. Atualmente, o grupo explora o potencial do isotiocianato de benzilo com o auxílio de várias nanoestruturas.
Para questões relativas aos seus estudos de investigação, poderá contactar diretamente a Dra. Khushwinder Kaur por e-mail: [email protected]
Bibliografia/Referências
- Khushwinder Kaur, Shivani Uppal, Ravneet Kaur, Jyoti Agarwal e Surinder Kumar Mehta (2015): Metodologia energeticamente eficiente, simples e económica para a formação de um complexo de inclusão de resveratrol com hp-β-CD. New J. Chem., 2015, 39, 8855.
- Vittorio Bertacche, Natascia Lorenzi, Donatella Nava, Elena Pini, Chiara Sinico (2006): Estudo da interação hospedeiro–hóspede do resveratrol com ciclodextrinas naturais e modificadas. J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem. 55, 2006. 279.
- James M. Smoliga, Joseph A. Baur, Heather A. Hausenblas (2011): Resveratrol e saúde – Uma revisão abrangente dos ensaios clínicos em seres humanos. Mol. Nutr. Food Res. 2011, 55, 1129–1141.
Informações úteis
Resveratrol
O resveratrol é um estilbenoide, um tipo de polifenol plasmático natural, um fitoestrogénio, bem como uma fitoalexina produzida por várias plantas em resposta a lesões ou quando a planta é atacada por agentes patogénicos, tais como bactérias ou fungos. Por isso, o resveratrol também pode ser classificado como adaptogénio.
Quimicamente, o resveratrol é descrito como trans-3,4′,5-tri-hidroxiestilbeno (fórmula: C14H12O3). É um antioxidante polifenólico não flavonoide, presente em uvas, frutos de casca rija e bagas, e oferece poderosas propriedades antioxidantes e antienvelhecimento. Por isso, o resveratrol é um ingrediente valorizado em produtos farmacêuticos, suplementos nutricionais / nutracêuticos e produtos cosméticos. Outros polifenóis administrados através da alimentação com grandes benefícios para a saúde incluem a catequina, a quercetina, a silibinina e a curcumina.
Solubilidade do resveratrol em água: 0,03 kg/m3
O resveratrol existe nas formas isoméricas trans e cis, das quais a forma trans é mais estável quando exposta à luz e a temperaturas crescentes.
Complexo de inclusão
Um composto de inclusão é um complexo no qual um composto químico – o chamado «hospedeiro» – tem uma cavidade na qual é incluído outro composto – o chamado «hóspede».
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 hóspedes vão desde reagentes polares, como ácidos, aminas e pequenos iões (por exemplo, ClO4– , SCN–, aniões de halogéneos), até hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos altamente apolares e gases raros. Os complexos de inclusão podem ser sintetizados em solução ou no estado cristalino. Na maioria dos casos, utiliza-se água como solvente, embora o dimetilsulfóxido e a dimetilformamida possam ser utilizados como solventes alternativos.
Além da inclusão de compostos farmacêuticos / nutracêuticos, a ciclodextrina também é utilizada como composto hospedeiro para moléculas de fragrâncias, a fim de obter uma maior estabilidade e uma ação de libertação lenta.
Outras moléculas «hospedeiras» de inclusão são os calixarenos e os condensados de formaldeído–areno relacionados.
O campo de investigação dedicado à síntese de compostos de inclusão é conhecido como química hospedeiro–hóspede.
Ciclodextrina
As ciclodextrinas são um tipo de compostos químicos constituídos por moléculas de açúcar, caracterizados pela sua forma anelar. O amido é a matéria-prima a partir da qual as ciclodextrinas são sintetizadas por conversão enzimática. Como as ciclodextrinas têm uma face hidrofóbica e uma face hidrofílica (hidrofóbicas no interior e hidrofílicas no exterior), podem formar complexos com compostos hidrofóbicos. Ao encapsularem uma molécula hidrofóbica (molécula «hóspede»), as ciclodextrinas podem aumentar a solubilidade e a biodisponibilidade desses compostos. Além disso, também são utilizadas para melhorar a permeabilidade dos fármacos através dos tecidos das mucosas. Isto é de grande interesse tanto para os produtos farmacêuticos como para os suplementos alimentares, para disponibilizar compostos hidrofóbicos. As formas de alfa-, beta- e gama-ciclodextrina são todas aprovadas pela FDA e reconhecidas como veículos seguros de fármacos.
Liofilização
A liofilização, também conhecida como secagem por congelação ou criodessecação, é um processo de desidratação a baixa temperatura que envolve a congelação do produto, seguida da redução da pressão para remover posteriormente o gelo por sublimação. A sublimação é definida como o processo em que um sólido (por exemplo, gelo) passa diretamente ao estado de vapor/gás sem passar primeiro por uma fase líquida (por exemplo, água).
A secagem por congelação consiste na remoção de gelo ou de outros solventes congelados de um material através do processo de sublimação e na remoção de moléculas de água ligadas através do processo de dessorção.
Durante a liofilização controlada, em que a temperatura do produto é mantida suficientemente baixa, evitam-se alterações nas características do produto seco. Isto é crucial para obter um extrato de elevada qualidade. A secagem por congelação é uma técnica bem estabelecida para separar materiais sensíveis ao calor, tais como proteínas, micróbios, produtos farmacêuticos, tecidos e plasma.
Nutracêuticos
Os nutracêuticos recebem uma atenção crescente, pois oferecem propriedades seguras que apoiam a saúde. Definidos como moléculas com diversos benefícios fisiológicos, bem como capacidades de proteção contra doenças (tais como doenças cardiovasculares (CVD), obesidade, diabetes, cancro, doenças inflamatórias crónicas e doenças degenerativas), os nutracêuticos integram um mercado de suplementos de elevada qualidade que cresce rapidamente.
As estratégias de formulação de nutracêuticos descritas na literatura incluem: sistemas de veículos lipossomais (por exemplo, lipossomas, transferossomas, etc.), microesponjas e nanoesponjas, nanocristais, complexação com ciclodextrina, hidrogéis biodegradáveis, nanoemulsões / miniemulsões, veículos lipídicos nanoestruturados, micelas, nanopartículas, nanocápsulas e nanoencapsulação, sistemas autoemulsionantes de administração de fármacos (SEDDS) e sistemas microparticulados (por exemplo, micropartículas, microesferas, microcápsulas).