Design de Nanocarreador Nanopartículas Poliméricas

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1 25/08/16 Profa. Dra. Priscyla D Marcato Gaspari Profa. Dra. Priscyla D Marcato Gaspari Design de Nanocarreador Nanopartículas Poliméricas Doença Via de administração Objetivo (terapia, diagnóstico, Teranóstico) Fármaco (características físico-química e atividade biológica) Nanopartículas Polimérica Nanopartículas Poliméricas Barreiras Biológicas Profa. Dra. Priscyla D Marcato Gaspari Profa. Dra. Priscyla D Marcato Gaspari 1

2 Estrutura das Nanopar7culas Poliméricas Como preparar NP Poliméricas? Materiais Polímero Solvente Orgânico Fase Aquosa Surfactante/Estabilizantes 2

3 POLÍMEROS Biodegradável Biocompatibilidade Controlar a liberação POLÍMEROS Polímero Sintéticos Materiais Naturais Sintéticos Poli(ácido lático) (PLA) Poli(ácido lático-co-glicólico) (PLGA) Poli(ε-caprlactona) (PCL) 3

4 Polímeros Naturais Materiais Depende: Polímero Ideal Quitosana Ácido Hialurônico Aplicação (câncer, mucoadesão, etc) Via de administração Perfil de liberação desejado (cristalinidade) SOLVENTE ORGÂNICO Tensoativos/Estabilizantes J Ser capaz de dissolver o polímero; J Apresentar baixo ponto de ebulição; J Baixa toxicidade; Tween 60 (polissorbato) J Pode ou não ser capaz de dissolver totalmente o fármaco; Span 60 (Monooleato de Sorbitan) 4

5 Tensoativos/Estabilizantes Pluronic (Poloxamer) Àlcool polivinílico (PVA) Potencial Tóxico Pluronic (poloxamer) TensoaUvo/Estabilizante Ideal Depende: Via de administração Da interação dos componentes da formulação Da capacidade de estabilizar a NP Kabanova et al., J.Control. Release 82,

6 Estabilidade Estérica Como os estabilizantes poliméricos estão na supervcie das par7culas? Estabilidade Eletroestérica Profa. Dra. Priscyla D Marcato Gaspar Gopper et al, European Journal of Pharmaceutics 60 (2005) 6

7 Micelas Poliméricas Quando se aunge a CMC Batrakova e col., J Control Release130, 2008 Métodos de Preparação de Nanopar9culas Métodos de Produção de NP Poliméricas ü Emulsificação e evaporação de solvente ü Emulsificação espontânea/difusão de solvente ü Salting out ü Nanoprecipitação ü Polimerização in situ e interfacial ü Gelificação Iônica 7

8 Parâmetros que afetam o diâmetro das partículas Parâmetros que afetam o diâmetro das partículas Natureza e massa molar do polímero; Massas molares menores tendem a formar partículas menores Concentração de polímero; Maiores concentrações aumentam a viscosidade do meio e tendem a aumentar o diâmetro das partículas Concentração de fármaco; Altas concentrações do fármaco podem aumentar o diâmetro das partículas e podem desestabilizar as NP. Concentração de tensoativo; Maiores concentrações de tensoativo aumentam a estabilidade das partículas, diminuem a tensão superficial diminuindo o diâmetro das partículas. Mas o excesso de tensoativo pode diminuir a eficiência de encapsulamento do fármaco Método de encapsulamento; Gelificação Iônica Agente Reticulante H 2 O + Biopolímero Por 24h 8

9 Gelificação Iônica CaCl 2 H 2 O + Alginato Por 24h Fatores que Influenciam Concentração do biopolímero Concentração e Upo de agente reuculante ph do meio 9

10 25/08/16 Gelificação Iônica Vantagens/Desvantagens Não usa solventes orgânicos; Baixo Custo; Alta permeabilidade do fármaco pela matriz, liberando assim rapidamente o fármaco Tripolifosfato (TPP) H2O + Quitosana Profa. Dra. Priscyla D Marcato Gaspari Alginato Profa. Dra. Priscyla D Marcato Gaspari Gelificação Iônica Emulsificação e evaporação de Solvente Profa. Dra. Priscyla D Marcato Gaspari 10

11 Emulsificação Evaporação de Solvente Que Upo de solvente tem que usar neste método? Imiscível em água Solvente Orgânico Imiscível em água+ Polímero + Fármaco Fármaco Lipofílico Emulsão O/W Quais Upos de Fármacos podem ser encapsuladas uulizando neste método? HidroVlico e LipoVlico com modificações no método H 2 O + Tensoativo Evaporação do solvente Orgânico Clorofórmio + PLA + Paclitaxel Fármaco Lipofílico Fase Orgânica Dupla Emulsão W/O/W Fase aquosa 1 H 2 O + Fármaco Fármaco Hidrofílico H 2 O + PVA Miniemulsão Evaporação Do Solvente rpm Fase Aquosa Solv. Orgânico imiscível em água + Polímero (ultra-turrax) (ultra-turrax) Fase Aquosa 2 H 2 O + Surfactante 11

12 Dupla Emulsão W/O/W Fase aquosa 1 H 2 O + Heparina Fármaco Hidrofílico Fatores que Influenciam Tipo e quanudade de tensoauvo; Presença de tensoauvos em ambas ou apenas em uma das fases; Acetato de Etila + PCL (ultra-turrax) (ultra-turrax) Fase Aquosa 2 H 2 O + PVA Velocidade de ; Método de quebra dos glóbulos; Velocidade de remoção do solvente orgânico. Pazzini e col., JNN, 15(7), 2015 Vantagens/Desvantagens Altas quantidade de tensoativo/estabilizante; Uso de solventes orgânicos não compatíveis com aplicações biológicas (ex. Clorofórmio); Alta velocidade de agitação; Obtenção de partículas com diâmetro controlado, Emulsificação espontânea/difusão de solvente Obtenção de partículas micrométrica a nanométrica Obtenção de formulações estáveis Possibilidade de encapsular ativos lipofílicos ou hidrofílicos 12

13 Emulsificação espontânea/difusão de solvente Emulsificação espontânea/difusão de solvente Solvente Orgânico imiscível e miscível em água+ Polímero + Fármaco Clorofórmio + Etanol+ PCL + Curcumina Evaporação Evaporação H 2 O + Tensoativo do solvente Orgânico H 2 O + PVA do solvente Orgânico Emulsificação espontânea/difusão de solvente Fatores que Influenciam Redução do Diâmetro Turbulência interfacial entre as duas fases levando à formação de partículas menores Tipo de solvente orgânico miscível em água; QuanUdade de solvente orgânico miscível em água Difusão do solvente miscível 13

14 Vantagens/Desvantagens Uso de dois solventes orgânicos; Adequado para encapsular auvos lipovlicos; SALTING- OUT Obtenção de par7culas menores; Menor velocidade de agitação. H 2 O + Tensoativo + eletrólito Solvente Orgânico miscível em água+polímero + Fármaco SalPng- out Emulsificação Acetona + PCL + Curcumina Emulsão O/W Diluição com água Partículas H 2 O + PVA + MgCl 2 Diluição Evaporação do solvente Orgânico 14

15 Fatores que Influenciam Vantagens/Desvantagens Concentração do eletrólito Uso de solventes orgânicos menos tóxico; Volume de água adicionada Menor dependência da velocidade de agitação Velocidade de agitação Menor dependência da concentração do polímero; Menor velocidade de agitação. Produtos no Mercado com NP Poliméricas Nanoprecipitaçao 15

16 Tratamento de Câncer Paclitaxel Utilizado no tratamento de câncer do ovário e mama (antineoplasico) US$ 150 cada dose Nanopartículas de albumina Diminuição de reações alérgicas Diminuição dos efeitos adversos US$ por dose (28x) Celgene Corp comprou a Abraxis BioScience Inc. por 2,9 bilhões de dólares em 2010 ExpectaPva para 2015: 1,2 bilhões de dólares em vendas do Abraxame (será uplizado para tratamento de outros Ppos de câncer) Câncer de Mama (I.V.) Ixabepilona Nanopartículas de albumina Preço: U$ a dose 16

17 COMPOSIÇÃO do Photoprot Fluido Bloqueador Solar FPS 100 Bis-Ethyllhexyloxyphenol Methoxyphenyl Triazine, Methylene Bis- Benzotriazolyl Tetramethylbutylphenol, Decyl Glucoside, Xantan Gum, Porpylene Glycol, Butyl Methoxydibenzoylmethane, 4- Methylbenzylidene Camphor, Octocrylene, Titanium Dioxide, Acrylates/C10-30 Alkyl Acrylate Crosspolymer, Ethylhexyl Stearate, Caprylic/Capric Tryglyceride, Dimethicone, Isostearyl Alcohol,Butylene Glycol Cocoate, Ethylcellulose, Ceteareth-20, Cyclopentasiloxane, PEG/PPG-18/18 Dimethicone, PEG-30 Dipolyhydroxystearate, Dicaprylyl Carbonate, Farnesol, Linalool, Tocopheryl Acetate, Disodium EDTA, Imidazolidinyl Urea, Polycaprolactone,Sorbitan Stearate, Polysorbate 80, Mauritia Flexuosa Fruit Oil e Aqua. Liberação do Princípio Ativo Difusão Erosão Difusão Intumescimento do polímero Profa. Priscyla D Marcato- FCFRP 17

18 Erosão Velocidade de Biodegradação depende dos fatores: Cristalinidade do polímero (aumento da cristalinidade diminuiu a velocidade de biodegradação). Ex. PLA X PCL Massa do polímero (quanto maior a massa molar do polímero menor a biodegradação) Meio externo (presença de enzimas, ph) 18