Complexo de inclusão de resveratrol por ultra-sons
- O resveratrol é um polifenol que promete muitos benefícios para a saúde, por exemplo, o prolongamento da vida e o tratamento de doenças cardíacas, diabetes, cancro, Alzheimer e outras doenças crónicas.
- No entanto, o resveratrol tem uma biodisponibilidade baixa e apresenta uma depuração rápida do plasma sanguíneo.
- A equipa de investigação da Dra. Kushwinder Kaur desenvolveu uma técnica rápida e altamente eficiente para preparar por ultra-sons um complexo de resveratrol para uma biodisponibilidade superior.
Resveratrol
O resveratrol é um polifenol altamente eficaz, que pode ser extraído de plantas, por exemplo, uvas, bagas ou frutos secos. Embora o resveratrol seja conhecido por ser um poderoso antioxidante que ajuda a prevenir ou curar doenças, este fitonutriente tem apenas uma baixa biodisponibilidade. Por conseguinte, os fabricantes de produtos farmacêuticos e nutracêuticos estão à procura de formulações especiais para melhorar a entrega do resveratrol administrado às células humanas. A Dra. Kushwinder Kaur e a sua equipa de investigação da Universidade de Panjab, Chandigarh, desenvolveram uma complexação rápida e simples do resveratrol numa só etapa. Através da sonicação de uma mistura de resveratrol e ciclodextrina, o resveratrol é encerrado na ciclodextrina (ou seja, hp-β-CD). A ciclodextrina actua como composto hospedeiro e actua como um transportador de fármaco eficaz que liberta o resveratrol na circulação sistémica.
Protocolo: Sonicação para preparação do complexo de inclusão
Para a formulação ultra-sónica do complexo de inclusão do resveratrol, 4,38 x 10-3 mol de 2-hidroxipropil-β-ciclodextrina (hp-β-CD) e 4,38 x 10-3 mol de resveratrol (Res) foram misturados num recipiente de vidro com a quantidade mínima da mistura de solventes (etanol : água = 1 : 9). A mistura foi submetida a ultra-sons durante 15 minutos a 180 W utilizando um aparelho Hielscher Aparelho de ultra-sons UP200St. O produto final foi obtido por liofilização. Os complexos de inclusão preparados foram caracterizados por FTIR, espetroscopia de absorção UV-visível, NMR, TGA, DSC, XRD e análise CHNS. Os dados da análise mostraram que as moléculas de resveratrol estavam perfeitamente envolvidas nas cavidades do hp-β-CD.
Homogeneizador ultrassónico UP200St
Vantagens da Sonicação em relação a métodos alternativos
Para comparar a eficácia da preparação por ultra-sons com as técnicas convencionais, foram utilizados dois métodos alternativos – nomeadamente método de suspensão e método de micro-ondas – foram utilizadas para preparar o complexo de inclusão (CI). Segue-se uma breve descrição de ambas as técnicas de preparação:
Da forma mais tradicional, o CI foi preparado por um procedimento de agitação padrão (relatado na literatura por Bertacche V. et al. 2006).
O segundo método alternativo envolveu a mistura de 4,38 x 10-3 mol hp-β-CD e 4,38 x 10-3 mol Res num recipiente de vidro com a quantidade mínima da mistura de solventes (etanol : água = 1 : 9). A mistura foi irradiada por 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 instantâneos semelhantes aos métodos de agitação tradicionais, como também evita a utilização de solventes tóxicos.
A taxa de isomerização trans para cis, em solução de etanol, diminuiu com a inclusão. Os estudos de dissolução revelaram que a taxa de dissolução do resveratrol foi melhorada pela formação de complexos de inclusão.
Pode encontrar o artigo completo clicando aqui. Se desejar entrar em contacto com os autores, envie um e-mail à Dra. Khushwinder Kaur (Panjab University, Chandigarh): [email protected]
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A tabela abaixo dá-lhe uma indicação do dispositivo ultrassónico que poderá ser o mais adequado para os 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.d. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.d. | maior | grupo de UIP16000 |
Homogeneizadores ultra-sónicos de alta potência, do laboratório à escala industrial.
Sobre a Dra. Kushwinder Kaur
A Dra. Khushwinder Kaur é professora assistente no Departamento de Química da Universidade Panjab em Chandigarh. Em 2010, fez o seu doutoramento investigando o efeito dos aditivos na microestrutura e nas propriedades das micelas reversas. Desde 2012, o principal objetivo do seu grupo de investigação é estabelecer a base coloidal das propriedades físico-químicas e fisiológicas de nutracêuticos e bioactivos, com especial incidência na otimização de métodos de preparação distintos, simples, proficientes e inovadores. O grupo da Dra. Kaur é especializado no fabrico de conjuntos moles, tais como nanoemulsões, nanopartículas biodegradáveis e conjuntos supramoleculares à base de ciclodextrina (complexos de inclusão) para a administração eficaz de bioactivos com componentes naturais. Atualmente, o grupo está a explorar o potencial do benzilisotiocianato no auxílio de vários nanoassemblies.
Para questões relacionadas com os seus estudos de investigação, pode contactar diretamente a Dra. Khushwinder Kaur por correio eletrónico: [email protected]
Literatura/Referências
- Khushwinder Kaur, Shivani Uppal, Ravneet Kaur, Jyoti Agarwal e Surinder Kumar Mehta (2015): Metodologia energeticamente eficiente, fácil e económica para a formação de um complexo de inclusão de resveratrol com hp-β-CD. Novo J. Chem., 2015, 39, 8855.
- Vittorio Bertacche, Natascia Lorenzi, Donatella Nava, Elena Pini, Chiara Sinico (2006): Estudo da interação hospedeiro-convidado 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 de ensaios clínicos em humanos. Mol. Nutr. Food Res. 2011, 55, 1129-1141.
Fatos, vale a pena conhecer
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 como bactérias ou fungos. Por conseguinte, o resveratrol também pode ser classificado como adaptogénio.
Quimicamente, o resveratrol é descrito como trans-3,4′,5-tri-hidroxiestilbeno (fórmula: C14H12O3). Trata-se de um antioxidante polifenólico, não flavonoide, que se encontra nas uvas, frutos secos e bagas, e que possui poderosas propriedades antioxidantes e anti-envelhecimento. Por conseguinte, o resveratrol é um ingrediente valioso em produtos farmacêuticos, suplementos nutricionais / nutracêuticos e produtos cosméticos. Outros polifenóis administrados através da dieta com grandes benefícios para a saúde incluem a catequina, a quercetina, a silibinina e a curcumina.
Solubilidade em água do resveratrol: 0,03 kg/m3
O resveratrol existe nas formas isoméricas trans e cis, sendo a forma trans 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 um outro composto – 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 de halogéneo) a hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos altamente apolares e gases raros. Os complexos de inclusão podem ser sintetizados quer em solução quer no estado cristalino. A maior parte das vezes, a água é utilizada como solvente, embora o dimetilsulfóxido e a dimetilformamida possam ser utilizados como solventes alternativos.
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.
Outra inclusão “hospedeiro” são os calixarenos e os condensados de formaldeído-areno relacionados.
O campo de investigação da síntese de compostos de inclusão é conhecido como química hospedeiro-convidado.
ciclodextrina
As ciclodextrinas são um tipo de compostos químicos constituídos por moléculas de açúcar que se caracterizam 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 um lado hidrofóbico e outro hidrofílico (hidrofóbico no interior e hidrofílico no exterior), podem formar complexos com compostos hidrofóbicos. Ao envolver uma molécula hidrofóbica (“convidado” molécula), as ciclodextrinas podem aumentar a solubilidade e a biodisponibilidade desses compostos. Além disso, são também utilizadas para melhorar a permeabilidade do fármaco através dos tecidos mucosos. Este facto é de grande interesse para os suplementos farmacêuticos e dietéticos, a fim de fornecer compostos hidrofóbicos. As formas de alfa, beta e gama-ciclodextrina são todas aprovadas pela FDA e reconhecidas como transportadores seguros de medicamentos.
liofilização
A liofilização, também conhecida como liofilização ou criodessecação, é um processo de desidratação a baixa temperatura que envolve o congelamento do produto e, em seguida, a redução da pressão para remover subsequentemente o gelo por sublimação. A sublimação é definida como o processo em que um sólido (por exemplo, gelo) passa diretamente para o estado de vapor/gás sem passar primeiro por uma fase líquida (por exemplo, água).
A liofilização é a remoção de gelo ou outros solventes congelados de um material através do processo de sublimação e a 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, são evitadas alterações nas caraterísticas do produto seco. Isto é crucial para a obtenção de um extrato de alta qualidade. A liofilização é uma técnica bem estabelecida para separar materiais sensíveis ao calor, tais como proteínas, micróbios, produtos farmacêuticos, tecidos & plasma.
Nutracêuticos
Os nutracêuticos ganham cada vez mais atenção por oferecerem qualidades seguras de apoio à saúde. Definidos como moléculas com uma variedade de benefícios fisiológicos, bem como capacidades de proteção contra doenças (tais como doenças cardiovasculares (DCV), obesidade, diabetes, cancro, doenças inflamatórias crónicas e doenças degenerativas), o mercado de suplementos de alta qualidade está em rápido crescimento.
As estratégias de formulação de nutracêuticos descritas na literatura incluem: sistemas de transporte lipossómico (por exemplo Lipossomastransferossomas, etc.), micro e nanoesponjas, nanocristaiscomplexação com ciclodextrina, hidrogéis biodegradáveis, nano-emulsões / miniemulsõestransportadores lipídicos nanoestruturados, micelas, nano-partículasnanocápsulas e nanoencapsulação, sistemas auto-emulsionantes de administração de medicamentos (SEDDS) e sistemas microparticulados (por exemplo, micropartículas, microesferas, microcápsulas).