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  06.09.12

Nanotecnologia na medicina


Equipe do IPT desenvolve projeto de encapsulação de ativo usado no tratamento de AIDS por nanotecnologia


O Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) está trabalhando em um projeto para a encapsulação de princípios ativos para o tratamento da AIDS empregando a técnica de spray drying, ou secagem por aspersão. O objetivo é desenvolver, por meio da tecnologia que permite a conversão de soluções em uma forma particulada seca, uma nova fórmula para a administração de um ativo usado no tratamento da doença, denominado antirretroviral, que apresenta uma série de limitações.

Os agentes antirretrovirais costumam apresentar inconvenientes em relação à biodisponibilidade, termo usado em farmacologia para descrever a quantidade e a velocidade na qual o princípio ativo é absorvido e fica disponível para atuação no sítio-alvo. Segundo o engenheiro químico Adriano Marim de Oliveira, responsável pelo projeto no IPT, o maior problema enfrentado pelos ativos em estudo é o ‘ataque’ feito pelo suco gástrico do estômago. “O esperado é o paciente ingerir o medicamento e os ativos serem absorvidos no intestino, chegando à corrente sanguínea e às regiões afetadas”, explica o pesquisador do Centro de Tecnologia de Processos e Produtos do IPT. “Porém, a presença de ácido no suco gástrico do estômago acaba por degradar parte deles e impedir sua chegada em totalidade ao intestino”.

Equipamento de nanospray drying instalado no IPT permite controlar o tamanho das gotas e diminuir suas dimensões para produzir partículas em escala nanométrica
 
Uma das saídas empregadas pela indústria farmacêutica é a adição de uma solução tampão na composição do medicamento a fim de minimizar a variação do valor do pH no estômago, mas ela aumenta o tamanho dos comprimidos e dificulta a sua ingestão. Para auxiliar a solucionar o problema, o projeto do IPT está estudando o uso de polímeros ‘inteligentes’, que são sensíveis às variações de acidez e alcalinidade, para encapsular o ativo antirretroviral, produzindo nanopartículas com o auxílio do nanospray dryer e concentrando a sua absorção exclusivamente no intestino.

Para o projeto iniciado em maio de 2011 e com previsão de conclusão no próximo mês de outubro, os ensaios tiveram início com estudos em placebo e a compreensão das condições de funcionamento do nanospray dryer. Seis materiais poliméricos sensíveis a variações de pH foram testados para geração e encapsulação das nanopartículas, entre polímeros naturais (goma arábica, carboximetilcelulose e alginato) e sintéticos da família dos acrilatos, todos comumente empregados na indústria farmacêutica.

Concluída a etapa de ensaios em placebo, os testes se voltaram ao uso de um ativo modelo, que funcionou como um substituto às matérias-primas originais de alto custo usadas no tratamento da doença. Os pesquisadores optaram pela encapsulação de uma vitamina do complexo B solúvel em água, de características similares à do ativo antirretroviral, com fácil manipulação e sem riscos de toxicidade. Ensaios foram executados para quantificar a liberação controlada da vitamina em relação ao controle de pH.

NOVAS TECNOLOGIAS – O equipamento de nanospray drying foi instalado no Laboratório de Processos Químicos e Tecnologia de Partículas do IPT em 2010 dentro do processo de modernização do Instituto e possui alguns diferenciais frente aos modelos comercializados usualmente, destinados à fabricação de produtos tão diversos quanto café solúvel, sucos de frutas e leite em pó. Enquanto nos equipamentos clássicos o processo de atomização ocorre por meio da aceleração de um disco para a geração das partículas, o modelo do IPT dispõe de uma membrana piezoelétrica que vibra na velocidade de ultrassom para a geração do spray. “Este recurso permite controlar o tamanho das gotas e diminuir as suas dimensões para produzir partículas em escala nanométrica”, explica o pesquisador.

Outra vantagem do novo modelo, que está disponível atualmente somente em escala laboratorial, é a presença de uma câmara de recuperação das nanopartículas. Os equipamentos comuns têm índices variáveis de perda de material durante o processo produtivo, o que torna necessário ‘prender’ as partículas para evitar sua dispersão nas correntes de ar. O equipamento montado no IPT conta com um sistema controlado por corrente elétrica que, por meio de forças eletrostáticas, armazena o material dentro de uma cuba metálica – isso pode garantir um rendimento de produção acima de 90%, afirma Marim.

ESTÁGIO ATUAL – Após a conclusão dos estudos com o placebo e com o ativo modelo no mês de fevereiro, os pesquisadores partiram para o trabalho com um ativo de interesse. A opção foi pela zidovudina, ou AZT, o mais empregado na fabricação de medicamentos para tratamento da doença.
Micrografia obtida no microscópio eletrônico de varredura em amostra com vitamina do complexo B
 
Testes de encapsulação e de liberação controlada sob diversas condições de pH estão em andamento, em simultâneo a ensaios no microscópio eletrônico de varredura (MEV-FEG) para a caracterização das nanopartículas – outro equipamento adquirido no processo de modernização do IPT. “Tivemos dificuldades em um primeiro momento para medir o tamanho das partículas por técnicas indiretas de espalhamento de luz ou difração a laser; o MEV-FEG foi fundamental para confirmar a produção de partículas pelo nanospray dryer em escala nanométrica”, afirma Marim.

Novas perspectivas de pesquisas e transferência de tecnologia se abrem com o desenvolvimento de um projeto em área com histórico ausente de trabalhos sobre ativos produzidos por nanospray drying para tratamento antirretroviral. “Olhamos para o mundo por meio de publicações. Existem estudos ligados à produção de nanopartículas feitos pelo próprio fabricante dos equipamentos, mas não estão associados a ativos antirretrovirais, assim como encontramos publicações sobre a encapsulação de zidovudina e de outros ativos através de outras rotas. O nanospray drying pode ser uma solução para enfrentar os problemas e, dependendo de nossos resultados, chamar a atenção das indústrias para estabelecer parcerias”, completa Marim.