Por que medicamentos nanoformulados?

• As nanoemulsões ultrassônicas se destacam como carreadoras de medicamentos devido a uma capacidade de solubilização significativamente maior do que as soluções micelares simples.
• Sua estabilidade termodinâmica oferece vantagens sobre sistemas instáveis, como emulsões, dispersões e suspensões de tamanho macro.
• Os ultrassônicos Hielscher são usados para preparar nanoemulsões com gotículas de até 10 nm – em pequena escala e produção industrial.

Nanoformulações farmacêuticas produzidas por ultrassom de potência

Como os efeitos farmacológicos estão principalmente relacionados diretamente aos níveis plasmáticos, a absorção e a biodisponibilidade dos ingredientes farmacêuticos ativos são cruciais. A biodisponibilidade de fitoquímicos, como canabinóides (ou seja, CBD, THC, CBG e outros) ou curcuminóides, é limitada devido à baixa solubilidade, baixa permeação, baixa disponibilidade sistêmica, instabilidade, extenso metabolismo de primeira passagem ou degradação no trato gastrointestinal.
Nanoformulações como nanoemulsões, lipossomas, micelas, nanocristais ou nanopartículas carregadas são usadas em produtos farmacêuticos e suplementos para entrega de medicamentos melhorada e/ou direcionada. As nanoemulsões são conhecidas por serem veículos muito bons para alcançar uma alta biodisponibilidade de ingredientes farmacêuticos ativos (APIs) e compostos fitoquímicos. Além disso, as nanoemulsões também podem proteger os APIs, que podem ser suscetíveis à hidrólise e oxidação. APIs e fitoquímicos (por exemplo, canabinóides, curcuminóides) encapsulados em nanoemulsões O/A foram testados em vários ensaios científicos e estão bem estabelecidos como transportadores de medicamentos com taxas de absorção superiores.

Nanoemulsificação ultrassônica de medicamentos administrados por via oral

A biodisponibilidade dos flavonóides administrados por via oral, bem como de muitos outros ingredientes ativos fenólicos, é severamente limitada pela extensa glucuronidação de primeira passagem. A fim de superar as limitações da baixa biodisponibilidade, transportadores nanométricos, como nanoemulsões e lipossomas, foram extensivamente avaliados para vários medicamentos e mostraram ótimos resultados na melhoria da absorção.
Paclitaxel: As nanoemulsões carregadas com paclitaxel (um medicamento quimioterápico usado em tratamentos contra o câncer) tinham um tamanho de gotícula entre ~ 90,6 nm (menor tamanho médio de partícula) e 110 nm.
“Os resultados dos estudos farmacocinéticos indicaram que o encapsulamento do paclitaxel em nanoemulsões aumentou significativamente a biodisponibilidade oral do paclitaxel. A biodisponibilidade oral aumentada, medida pela área sob a curva (AUC), do paclitaxel em nanoemulsões pode ser atribuída à solubilização da droga nas gotículas de óleo e/ou à presença de surfactantes na interface óleo-água. A absorção aumentada de paclitaxel também pode ser atribuída à proteção da droga contra a degradação química e enzimática. Foi relatada na literatura uma melhor biodisponibilidade oral de vários fármacos hidrofóbicos em emulsões do tipo O/W.” [Tiwari 2006, 445]

Curcuminóides: Lu et al. (2017, p.53) relatam a preparação de curcuminóides extraídos por ultrassom, que foram emulsionados por ultrassom em uma nanoemulsão. Os curcuminóides foram extraídos sob sonicação em etanol. Para a nanoemulsificação, eles colocaram 5mL de extrato de curcuminóide em um frasco e evaporaram o etanol sob nitrogênio. Em seguida, 0,75 g de lecitina e 1 mL de Tween 80 foram adicionados e misturados de forma homogênea, seguindo-se a adição de 5,3mL de água deionizada. A mistura foi bem agitada e sonicada em seguida.
A nanoemulsificação ultrassônica resultou em uma nanoemulsão curcuminóide uniforme com um tamanho médio de partícula de 12,1 nanômetros e uma forma esférica, que foi determinada por TEM (veja a figura abaixo).

Fig.: Distribuição de tamanho de partícula DLS (A) e imagem TEM (B) da dispersão de curcuminóides juntamente com a distribuição de tamanho de partícula obtida diretamente da imagem TEM (C).(Imagem e estudo: © Lu et al., 2017)

Polymers such as polylactic-co-glycolic acid (PLGA) or polyethylene glycol are often used as a major component to improve encapsulation and enhancement of both stability and oral bioavailability. However, the use of polymers is correlated with a larger particle size (often >100nm). The prepared curcuminoid nanoemulsion by Lu et al. had a substantially reduced size of 12-16nm. The shelf-life was also improved with a high stability of our curcuminoid nanoemulsion over a storage period of 6 months at 4℃ and 25℃ as indicated by a mean particle size of 12.4 ± 0.5nm and 16.7 ± 0.6nm, respectively, after prolonged storage.

O efeito de excipientes farmacêuticos e nanoemulsificação ultrassônica

Dong et al. investigaram 21 excipientes farmacêuticos e seus efeitos na biodisponibilidade do flavonóide modelo de crisina. Cinco excipientes – ou seja, Brij 35, Brij 58, labrasol, oleato de sódio e Tween20 inibiram significativamente a glucuronidação da crisina. O oleato de sódio foi o inibidor mais potente da glucuronidação.

Mebudipina: Khani et al. (2016) relatam que a formulação de uma nanoemulsão carregada com mebudipina contendo oleato de etila, Tween 80, Span 80, polietilenoglicol 400, etanol e água DI foi preparada usando ultrassom tipo sonda. Eles descobriram que o tamanho da partícula para uma formulação ideal era de 22,8 ± 4,0 nm, o que resultou em uma biodisponibilidade relativa da nanoemulsão de mebudipina que foi aumentada em cerca de 2,6 vezes. Os resultados de experimentos in vivo mostraram que a formulação de nanoemulsão foi capaz de aumentar significativamente a biodisponibilidade da mebudipina em comparação com a suspensão, solúvel em óleo e solução micelar.

Nanoemulsão ultrassônica para administração ocular de medicamentos

Nanoemulsões oculares, por exemplo, para administração oftálmica de medicamentos, foram preparadas para obter melhor disponibilidade, penetração mais rápida e maior eficácia.
Ammar et al (2009) formularam o cloridrato de dorzolamida em uma nanoemulsão (faixa de tamanho de 8,4-12,8 nm) para obter um aumento dos efeitos no tratamento do glaucoma, uma diminuição no número de aplicações por dia e uma melhor adesão do paciente em comparação com os colírios convencionais. As nanoemulsões desenvolvidas mostraram rápido início de ação do medicamento e efeito prolongado, bem como maior biodisponibilidade do medicamento em comparação com o produto convencional do mercado.
de alta eficácia terapêutica

Morsi et al. (2014) prepararam nanoemulsões carregadas de acetazolamida da seguinte forma: 1% p/p de acetazolamida (ACZ) foi sonicada com misturas de surfactante/co-surfactante/óleo até a dissolução completa do medicamento, então a fase aquosa contendo 3% p/p de dimetilsulfóxido (DMSO) foi adicionada gota a gota para preparar nanoemulsões contendo 39% p/p de fase aquosa, enquanto para preparar nanoemulsões com 59% de teor de água, fase aquosa contendo 20% de DMSO. O DMSO foi adicionado para evitar qualquer precipitação do fármaco após a adição da fase aquosa. As nanoemulsões foram preparadas com um tamanho médio de gotículas de 23,8-90,2 nm. As nanoemulsões preparadas com maior teor de água de 59% apresentaram a maior liberação do fármaco.
A acetazolamida nanoemulsionada foi formulada com sucesso na forma de nanoemulsão, o que revelou alta eficácia terapêutica no tratamento do glaucoma, juntamente com efeito prolongado.

Ultrassônicos de alto desempenho para nanoemulsificação e nanoencapsulação

A Hielscher Ultrasonics oferece sistemas ultrassônicos, desde homogeneizadores de laboratório compactos até soluções industriais turnkey. Para produzir nanoemulsões da mais alta qualidade farmacêutica, um processo de emulsificação confiável é crucial. A ampla variedade de sonotrodos, células de fluxo e o Cavitator Multifásico MPC48 da Hielscher permitem que nosso cliente configure as condições ideais de processamento para produzir emulsões nanodimensionadas com qualidade padronizada, confiável e consistente. Os ultrassonadores Hielscher estão equipados com software de última geração para operação e controle – garantir a produção confiável de produtos farmacêuticos padronizados e suplementos de grau farmacêutico.
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