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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
Faculdade de Farmácia
Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas
Desenvolvimento e Caracterização de Formulações Orais de
Liberação Prolongada contendo Nanocompósitos de Silicatos
Lamelares de Rivastigmina para o Tratamento da Doença de
Alzheimer
Arídio Mattos Junior
Rio de Janeiro
2010
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ARIDIO MATTOS JUNIOR
Desenvolvimento e Caracterização de Formulações Orais de
Liberação Prolongada Contendo Nanocompósitos de Silicatos
Lamelares de Rivastigmina para o Tratamento da Doença de
Alzheimer
Dissertação de Mestrado apresentada
ao Programa de Pós-graduação em
Ciências Farmacêuticas, Faculdade
de Farmácia, Universidade Federal do
Rio de Janeiro, como parte dos
requisitos necessários à obtenção do
título de Mestre em Ciências
Farmacêuticas.
Orientador: Prof. Dr. Lúcio Mendes Cabral
Rio de Janeiro
2010
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M444d
Mattos Junior, A.
Desenvolvimento e caracterização de formulações orais de
liberação prolongada contendo nanocompósitos de silicatos
lamelares de rivastigmina para o tratamento da doença de Alzheimer
/ Arídio Mattos Junior; orientador Lúcio Mendes Cabral. – Rio de
Janeiro: UFRJ, 2010.
xx, 124f. : il. col. ; 30cm.
Dissertação (Mestrado em Ciências Farmacêuticas) –
Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ, Faculdade de
Farmácia, 2010.
Inclui bibliografia.
1. Rivastigmina. 2. Nanocompósitos. 3. Doença de Alzheimer.
4. Silicatos lamelares. 5. Formulações de liberação prolongada. I.
Cabral, Lúcio Mendes. II. Título.
CDD 615.19
ARIDIO MATTOS JUNIOR
Desenvolvimento e Caracterização de Formulações Orais de Liberação
Prolongada Contendo Nanocompósitos de Silicatos Lamelares de
Rivastigmina para o Tratamento da Doença de Alzheimer
Dissertação de Mestrado apresentada
ao Programa de Pós-graduação em
Ciências Farmacêuticas, Faculdade de
Farmácia, Universidade Federal do Rio
de Janeiro, como parte dos requisitos
necessários à obtenção do título de
Mestre em Ciências Farmacêuticas.
Orientador:
Prof. Dr. Lúcio Mendes Cabral
Faculdade de Farmácia – UFRJ
Banca Examinadora:
Prof. Dr. Marcelo de Pádula
Faculdade de Farmácia - UFRJ
Prof
a
. Dr
a
. Luiza Rosária Sousa Dias
Faculdade de Farmácia - UFF
Prof. Dr. Carlos Rangel Rodrigues
Faculdade de Farmácia - UFRJ
“A coisa mais indispensável a um
homem é reconhecer o uso que deve
fazer do próprio conhecimento”
Platão
Aos meus pais Arídio e Sandra,
e aos meus irmãos Alessandra, Jizele, Cátia e Thiago.
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus pela minha vida, pela minha saúde, minha família, meus
amigos, meus estudos, pelas oportunidades de aprendizado e por todo o caminho
percorrido até aqui.
Agradeço aos meus santos padroeiros São Cosme e São Damião por toda a
Luz, proteção e bênçãos na minha vida.
Agradeço aos meus pais Arídio e Sandra pela maravilhosa criação, por todo o
amor, atenção e carinho, pelas oportunidades de crescimento, pelos corações
generosos e cheios de ternura. Vocês me ensinaram o significado de família, de
união e, principalmente, de amor. Se hoje estou aqui, sou eternamente grato à
vocês!
Agradeço também aos meus irmãos Alessandra (Alê), Jizele (Leleli), Cátia
(Yuyu) e Thiago (Bizico) pela companhia, pelas alegrias, pelo amor e união. Amo
muito vocês.
Agradeço ao meu orientador Lúcio, pelo aprendizado diário, pela oportunidade
de amadurecimento profissional, apoio e confiança.
Agradeço a Professora Ana Cláudia por ter me apresentado ao Laboratório de
Tecnologia Industrial Farmacêutica. Se não fosse por você, não teria conhecido
pessoas tão especiais.
Agradeço a Camila Dornelas, minha primeira (des)orientadora no LabTIF, e
também amiga, colega, companheira, professora, confidente, etc. Obrigado pelo
carinho, amizade, força, ensinamentos, risadas e toda a confiança desde que fui seu
estagiário. Nem preciso dizer que morro de saudades, neh!!!
Agradeço a todos os colegas do LabTIF, fundamentais na realização deste
trabalho. Alex, Carolzinha, Cide, Daniel, Flavinha, Giovani, Jaque, Karlinha, Lidi,
Lulú, Lula, Maísa, Maíra, Marcela, Michele, Patrícia, Thiago e Túlio. Com vocês
aprendi muito, principalmente sobre amizade, convivência e respeito.
Agradeço ao LabCQ, em especial a Prof. Valéria, Dna. Maria, Eliane, Alice,
Gisele, Juliana, Vinicius, Eduardo e Mayre. Muito obrigado pelas dicas, sugestões,
apoio, e também pela ajuda com o HPLC e com o infravermelho.
Agradeço ao Professor Luís Maurício T. R. Lima, ao Luís Henrique e Adriana
do Laboratório de anobiotecnologia farmacêutica pelo suporte com o fluorímetro.
Agradeço ao Laboratório Farmacêutico da Marinha por abrir as portas para
que eu fizesse as análises de DSC.
Agradeço a Beth do laboratório de Processos de separação com membranas e
polímeros (PAM / COPPE) pela paciência, gentileza e todos os ensinamentos com o
TGA.
Agradeço aos Professores da banca de acompanhamento Gisela Maria
Dellamora Ortiz e Carlos Rangel Rodrigues por toda a ajuda, pelas dicas e puxões
de orelha necessários.
Agradeço aos professores da banca de avaliação, que aceitaram participar da
defesa desta dissertação.
Agradeço aos meus amigos da faculdade que sempre me incentivaram,
entenderam minhas ausências, passaram junto comigo os momentos mais
importantes, dramáticos, engraçados e bizarros também. Agradeço em especial a
Paulinha Veronezi, Lorena, Carol Castro, Marcele, Mari Benevides, Claudinha,
Cris Rocha, Cristine e Vivian.
Agradeço a CAPES pelo suporte financeiro imprescindível.
Agradeço a todas as pessoas que sempre me incentivaram, me deram forças,
me ouviram, me acompanharam, brigaram comigo, me ajudaram e que, de alguma
maneira, tornaram real este momento da minha vida.
RESUMO
MATTOS JUNIOR, Arídio. Desenvolvimento e caracterização de formulações
orais de liberação prolongada contendo nanocompósitos de silicatos lamelares
de rivastigmina para o tratamento da doença de Alzheimer. Rio de Janeiro, 2010.
Dissertação (Mestrado em Ciências Farmacêuticas) – Faculdade de Farmácia,
Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2010.
A Rivastigmina (RVT) é um fármaco bastante eficaz no tratamento da doença de
Alzheimer, que tem como mecanismo de ação a inibição das enzimas
acetilcolinesterase e butirilcolinesterase. O fármaco possui tempo de meia-vida de
eliminação bastante curto (em torno de 1,5 horas) e também apresenta efeitos
adversos dose-dependentes. Os silicatos lamelares possuem ampla aplicação
farmacêutica, em virtude das suas características estruturais, podendo ser utilizados
como matrizes de liberação prolongada de fármacos, formando sistemas estáveis, de
baixo custo de produção, e que possibilitam a redução da dose de fármaco
administrada, redução dos efeitos adversos e a manutenção dos níveis ótimos do
fármaco. O trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de formulações de
liberação prolongada de rivastigmina através da utilização de nanocompósitos de
silicatos lamelares como matrizes de liberação para o fármaco. Foram produzidos
nanocompósitos de RVT com montmorilonita (MMT) e também com as argilas
organofílicas Viscogel S4® (VS4), Viscogel S7® (VS7) e Viscogel B8® (VB8) em
diferentes tempos reacionais e diferentes proporções de RVT nos materiais, para
que os parâmetros de tempo reacional e capacidade de troca catiônica (CTC) dos
silicatos lamelares fossem avaliados. Os nanocompósitos de RVT-MMT foram
caracterizados em relação ao rendimento e também pela técnica de difração de
raios-X (DRX), sendo possível evidenciar a intercalação do fármaco nos
nanomateriais produzidos. O nanocompósito de RVT-MMT com CTC de 100 mEq
RVT / 100 g MMT e tempo reacional de 30 minutos foi selecionado para
caracterização através das técnicas de Infravermelho por Transformada de Fourier
(IV-TF) e análise termogravimétrica (ATG), utilizadas como técnicas adequadas para
confirmação da formação de nanocompósitos com o material produzido. Os
nanocompósitos RVT e argilas organofílicas foram caracterizados em relação ao
rendimento e pela técnica de DRX. Os nanocompósitos selecionados por possuirem
as características consideradas ideais foram caracterizados por IV-TF e por
calorimetria exploratória diferencial (DSC), utilizadas como técnicas confirmatórias da
intercalação do fármaco nas organoargilas. Através das análises realizadas foi
possível elucidar o mecanismo de intercalação da RVT nesses materiais. Foram
obtidas três formulações orais contendo os nanocompósitos RVT-MMT
caracterizados e uma formulação oral de liberação imediata de RVT. As formulações
foram caracterizadas através do peso médio, volume aparente e foram avaliadas
através dos perfis de dissolução. A formulação D apresentou o melhor perfil de
liberação da RVT em sucos gástrico e entérico simulados, apresentando correlação
com o modelo de cinética de liberação de Higuchi.
ABSTRACT
MATTOS JUNIOR, Arídio. Desenvolvimento e caracterização de formulações
orais de liberação prolongada contendo nanocompósitos de silicatos lamelares
de rivastigmina para o tratamento da doença de Alzheimer. Rio de Janeiro, 2010.
Dissertação (Mestrado em Ciências Farmacêuticas) – Faculdade de Farmácia,
Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2010.
Rivastigmine (RVT) is a highly effective drug in Alzheimer´s disease (AD) treatment,
whose mechanism of action is the inhibition of the enzymes acetylcholinesterase and
butyrylcholinesterase. This drug has a relative short half-life time (about 1.5 hours)
and shows dose-dependent adverse effects. The layered silicates have wide
pharmaceutical application, because of their structural features and can be used as
an extended release drug matrix to form stable systems, with low production costs,
and allow the reduction of the dose of the administered drug, reduce the adverse
effects and maintain optimum levels of the drug in the bloodstream. The aim of this
study is to develop prolonged release formulations of RVT through the use of layered
silicate nanocomposites as a drug release matrix. The nanocomposites were
produced with montmorillonite (MMT) and also with the organoclays Viscogel S4 ®
(VS4), Viscogel S7® (VS7) and Viscogel B8 ® (VB8) at different reaction times and
different proportions of RVT in the materials, evaluating the parameters of reaction
time and cation exchange capacity (CEC) of the layered silicates. The RVT-MMT
nanocomposites were characterized by yield and also by the X-ray diffraction (XRD)
technique, showing the intercalation of the drug in the nanomaterials produced. The
RVT-MMT nanocomposites with CTC RVT 100 mEq / 100 g MMT and 30 minutes of
reaction time was selected for characterization using the Fourier Transform Infrared
(FT-IR) and thermogravimetric analysis (TGA) techniques, used to confirm the
formation of nanocomposites with the produced nanomaterial. RVT-organoclay
nanocomposites were characterized by yield and XRD. The nanocomposites that
presented the ideal characteristics were characterized by FT-IR and differential
scanning calorimetry (DSC), to confirm the intercalation of the drug in the
organophilic clays. Thus, it was possible to elucidate the mechanism of RVT
intercalation in these materials. Three oral formulations containing the RVT-MMT
nanocomposites and an immediate release oral formulation of RVT were produced.
The formulations were characterized by weight, apparent volume and were evaluated
by the dissolution profiles. Formulation D showed the best release profile of RVT in
gastric and enteric simulated juices, correlating with the Higuchi's model of release
kinetics.
LISTA DE FIGURAS
Página
Figura 01
Esperança de vida ao nascer por sexo nos anos de 1998 e
2008
21
Figura 02
Pirâmide etária absoluta para o ano de 2010
22
Figura 03
Pirâmide etária absoluta para o ano de 2050
22
Figura 04
Mapa da prevalência de demência familiar e esporádica
nos países em desenvolvimento
24
Figura 05
Curso típico da doença de Alzheimer através do tempo,
tendo como base o exame “Mini-Mental State Examination”
(MMSE), sendo ainda evidenciados os principais aspectos
clínicos de cada estágio da doença.
25
Figura 06
Ilustração de um cérebro com degeneração tecidual
causada pela Doença de Alzheimer
26
Figura 07
Esquema da hipótese da cascata amiloidal para a doença
de Alzheimer, evidenciando os principais eventos
relacionados com a etiologia da doença
27
Figura 08
Esquema de um neurônio mostrando uma
neurotransmissão alterada pela doença de Alzheimer
38
Figura 09
Modelo esquemático de uma neurotransmissão
colinérgica, sendo evidenciadas as enzimas que
participam do processo
39
Figura 10
Representação das estruturas químicas do donepezil (a) e
da galantamina (b)
30
Figura 11
Representação da estrutura química do tartarato de
rivastigmina
31
Figura 12
Representação esquemática de diferentes materiais em
escala nanométrica utilizados como sistemas de liberação
modificada de fármacos
32
Figura 13
Representação esquemática da montmorilonita
36
Figura 14
Obtenção de uma argila organofílica a partir da esmectita
sódica e de sal quaternário de amônio
37
Figura 15
Esquema ilustrativo da preparação dos nanocompósitos
46
Figura 16
Diagrama de Jablonski
54
Figura 17
Curva de calibração da RVT utilizando água destilada
como solvente
58
Figura 18
Curva de calibração da RVT em metanol – água (95:5)
59
Figura 19
Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-
MMT com capacidade de troca catiônica de 60 mEq RVT /
100 g MMT.
62
Figura 20
Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-
MMT com capacidade de troca catiônica de 100 mEq RVT
/ 100 g MMT.
63
Figura 21
Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-
MMT com capacidade de troca catiônica de 120 mEq RVT
/ 100 g MMT.
63
Figura 22
Espectros de IV-TF da RVT, MMT, mistura física (114 mg
RVT / 1 g material) e do nanocompósito (100 mEq RVT /
100 g MMT – 30 minutos).
65
Figura 23
Curva de decomposição térmica da MMT
67
Figura 24
Curva de decomposição térmica da RVT
68
Figura 25
Curva de decomposição térmica do nanocompósito
selecionado
68
Figura 26
Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-
VS4 com capacidade de troca catiônica de 60 mEq RVT /
100 g VS4
71
Figura 27
Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-
VS4 com capacidade de troca catiônica de 100 mEq RVT /
100 g VS4
72
Figura 28
Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-
VS4 com capacidade de troca catiônica de 120 mEq RVT /
100 g VS4
72
Figura 29
Espectros de IV-TF da RVT, VS4 e dos nanocompósitos
selecionados
74
Figura 30
Curvas de DSC da RVT, VS4, da mistura física referente a
CTC de 100 mEq RVT / 100 g VS4 e do nanocompósito
com CTC de 100 mEq RVT / 100 g VS4 e tempo reacional
de 24 horas
76
Figura 31
Curvas de DSC da RVT, VS4, da mistura física referente a
CTC de 120 mEq RVT / 100 g VS4 e do nanocompósito
com CTC de 120 mEq RVT / 100 g VS4 e tempo reacional
de 30 minutos
77
Figura 32
Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-
VS7 com capacidade de troca catiônica de 60 mEq RVT /
100 g VS7
80
Figura 33
Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-
VS7 com capacidade de troca catiônica de 100 mEq RVT /
100 g VS7
81
Figura 34
Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-
VS7 com capacidade de troca catiônica de 120 mEq RVT /
100 g VS7
81
Figura 35
Espectros de IV-TF da argila organofílica VS7 e dos
nanocompósitos RVT-VS7 selecionados
83
Figura 36
Curvas de DSC da organoargila VS7, da mistura física
referente a CTC de 100 mEq RVT / 100 g VS7 e do
nanocompósito com CTC de 100 mEq RVT / 100 g VS7 e
tempo reacional de 30 minutos
85
Figura 37
Curvas de DSC da organoargila VS7, da mistura física
referente a CTC de 120 mEq RVT / 100 g VS7 e do
nanocompósito com CTC de 120 mEq RVT / 100 g VS7 e
tempo reacional de 72 horas
86
Figura 38
Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-
VB8 com capacidade de troca catiônica de 60 mEq RVT /
100 g VB8
89
Figura 39
Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-
VB8 com capacidade de troca catiônica de 100 mEq RVT /
100 g VB8
89
Figura 40
Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-
VB8 com capacidade de troca catiônica de 120 mEq RVT /
100 g VB8
90
Figura 41
Espectros de IV-TF da organoargila VB8 e dos
nanocompósitos RVT-VB8 selecionados
91
Figura 42
Curvas de DSC da argila organoargila VB8, da mistura
física referente a CTC de 120 mEq RVT / 100 g VB8 e dos
nanocompósito com CTC de 120 mEq RVT / 100 g VB8 e
tempos reacionais de 1 hora e 48 horas
93
Figura 43
Espectros de fluorescência da RVT no meio de SGS
96
Figura 44
Curva de calibração da RVT em SGS
97
Figura 45
Curva de calibração da RVT em SES
97
Figura 46
Perfil de liberação da formulação A de liberação imediata
de RVT em meio de SGS
100
Figura 47
Perfil de liberação da formulação B de nanocompósitos de
RVT-MMT em meio de SGS
103
Figura 48
Estágios do processo de erosão de matriz hidrossolúvel de
liberação de fármacos
105
Figura 49
Perfil de liberação da formulação C de nanocompósitos de
RVT-MMT em meio de SGS
106
Figura 50
Perfil de liberação em meio de SGS da formulação D de
nanocompósitos de RVT-MMT
108
Figura 51
Perfil de dissolução em meio de SES da formulação D
contendo nanocompósitos RVT-MMT
110
LISTA DE TABELAS E QUADROS
Página
Quadro 01
Principais grupos de argilominerais com importância
industrial
37
Quadro 02
Exemplos de sais quaternários de amônio utilizados na
preparação de argilas organofílicas e suas respectivas
fórmulas químicas moleculares
40
Tabela 01
Resultados de rendimento, proporção de RVT no
nanocompósito (mg/g), espaçamento interlamelar e
variação de espaçamento interlamelar obtidos para os
nanocompósitos RVT-MMT
61
Tabela 02
Resultados de rendimento, proporção de RVT no
nanocompósito (mg/g), espaçamento interlamelar e
variação de espaçamento interlamelar obtidos para os
nanocompósitos RVT-VS4
70
Tabela 03
Resultados de rendimento, proporção de RVT no
nanocompósito (mg/g), espaçamento interlamelar e
variação de espaçamento interlamelar obtidos para os
nanocompósitos RVT-VS7
79
Tabela 04
Resultados de rendimento, proporção de RVT no
nanocompósito (mg/g), espaçamento interlamelar e
variação de espaçamento interlamelar obtidos para os
nanocompósitos RVT-VB8
88
Tabela 05
Formulação A obtida para as cápsulas de liberação
imediata de RVT
99
Tabela 06
Dados de liberação da formulação A de liberação imediata
de RVT em meio de SGS
99
Tabela 07
Formulação E de liberação imediata de RVT
101
Tabela 08
Formulação B obtida para as cápsulas contendo
nanocompósitos de RVT-MMT
102
Tabela 09
Dados de liberação da formulação B contendo
nanocompósitos RVT-MMT em meio de SGS
103
Tabela 10
Formulação C contendo nanocompósitos RVT-MMT
105
Tabela 11
Dados de liberação da formulação C contendo
nanocompósitos RVT-MMT em meio de SGS
106
Tabela 12
Formulação D contendo nanocompósitos RVT-MMT
107
Tabela 13
Dados de liberação da formulação D contendo
nanocompósitos RVT-MMT em meio de SGS
108
Tabela 14
Dados de liberação da formulação D contendo
nanocompósitos RVT-MMT em meio de SES
109
Tabela 15
Dissolução da Formulação D nos tempos de 12, 16 e 20
horas
110
Tabela 16
Cinéticas de liberação para a formulação 03 nos meios de
SGS e SES
111
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ACh Acetilcolina
AChE Acetilcolinesterase
ATG Análise termogravimétrica
BuChE Butirilcolinesterase
ChAT Colina acetiltransferase
CTC Capacidade de troca catiônica
DA Doença de Alzheimer
DRX Difração de raios-x
DSC Calorimetria exploratória diferencial
HPMC Hidroxipropilmetilcelulose
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
IL Interleucina
IV-TF Infravermelho por Transformada de Fourrier
MEG Monoestearato de glicerila
MMSE
Exame do estado mini-mental (do inglês Mini-Mental State
Examination)
MMT Montmorilonita
NMDA N-metil D-aspartato
PPA Proteína precursora amilóide
RVT Rivastigmina
SES Suco entérico simulado
SGS Suco gástrico simulado
VB8 Viscogel B8
®
VS4 Viscogel S4
®
VS7 Viscogel S7
®
SUMÁRIO
Página
1. INTRODUÇÃO 21
1.1 ENVELHECIMENTO POPULACIONAL 21
1.2 A DOENÇA DE ALZHEIMER 23
1.2.1 Aspectos Clínicos 24
1.2.2 Características Histológicas 25
1.2.3 Etiologia da Doença 26
1.2.4 Tratamento 28
1.3 NANOTECNOLOGIA NA LIBERAÇÃO DE FÁRMACOS 32
1.3.1 Nanocompósitos de Silicatos Lamelares
1.3.1.1 Técnicas de caracterização de nanocompósitos
1.3.1.1.1 Difração de Raios-x
1.3.1.1.2 Infravermelho por transformada de Furier
1.3.1.1.3 Análise termogravimétrica
1.3.1.1.4 Calorimetria exploratória diferencial
33
38
38
39
39
40
2. OBJETIVOS 42
2.1 OBJETIVO GERAL 42
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
42
3. MATERIAL E MÉTODOS 43
3.1 MATERIAL 43
3.1.1 Insumos e Reagentes 43
3.1.2 Equipamentos 43
3.1.3 Materiais acessórios 44
3.2 MÉTODOS 44
3.2.1 PREPARAÇÃO DAS CURVAS DE CALIBRAÇÃO DE RVT 44
3.2.1.1 Curva de calibração de RVT em água 44
3.2.1.2 Curva de calibração de RVT em metanol – água
(95:5)
44
3.2.1.3 Curva de calibração de RVT em meio de suco
gástrico simulado
45
3.2.1.4 Curva de calibração de RVT em meio de suco entérico
simulado
45
3.2.2 PREPARAÇÃO DOS NANOCOMPÓSITOS 45
3.2.2.1 Nanocompósitos RVT - MMT 45
3.2.2.2 Nanocompósitos RVT – argilas organofílicas
46
3.2.3 CARACTERIZAÇÃO DOS NANOCOMPÓSITOS 47
3.2.3.1 Difração de Raios-X (DRX) 47
3.2.3.2 Infravermelho por Transformada de Fourier (IV-TF) 48
3.2.3.3 Análise termogravimétrica (TGA) 48
3.2.3.4 Calorimetria Exploratória Diferencial 48
3.2.4 DESENVOLVIMENTO DAS FORMULAÇÕES ORAIS 49
3.2.4.1 Preparação da formulação de liberação imediata de
RVT
49
3.2.4.2 Preparação das formulações de liberação prolongada
utilizando nanocompósitos de RVT-MMT
49
3.2.5 CARACTERIZAÇÃO DAS CÁPSULAS DE RVT 51
3.2.5.1 Peso médio 51
3.2.5.2 Volume aparente 51
3.2.5.3 Dissolução 52
3.2.5.3.1 Dissolução em suco gástrico simulado 52
3.2.5.3.2 Dissolução em suco entérico simulado 53
3.2.5.3.3 Quantificação do fármaco por
espectrofotometria de fluorescência
53
3.2.5.4 Doseamento 55
3.2.6 AVALIAÇÃO DO PERFIL DE LIBERAÇÃO IN VITRO 56
3.2.7 AVALIAÇÃO DA CINÉTICA DE LIBERAÇÃO 56
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 58
4.1 PREPARAÇÃO DAS CURVAS DE CALIBRAÇÃO DE RVT 58
4.1.1 Curva de calibração de RVT em água 58
4.1.2 Curva de calibração de RVT em metanol – água (95:5) 59
4.2 PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS
NANOCOMPÓSITOS RVT-MMT
60
4.2.1 Rendimento 60
4.2.2 Difração de Raios-X 62
4.2.3 Infravermelho por Transformada de Fourier 64
4.2.4 Análise Termogravimétrica 67
4.4 PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS
NANOCOMPÓSITOS RVT-VS4
69
4.3.1 Rendimento 69
4.3.2 Difração de Raios-X 71
4.3.3 Infravermelho por Transformada de Fourier 73
4.3.4 Calorimetria exploratória diferencial 75
4.4 PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS
NANOCOMPÓSITOS RVT-VS7
78
4.4.1 Rendimento 79
4.4.2 Difração de Raios-X 80
4.4.3 Infravermelho por Transformada de Fourier 82
4.4.4 Calorimetria exploratória diferencial 84
4.5 PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS
NANOCOMPÓSITOS RVT-VB8
87
4.5.1 Rendimento 87
4.5.2 Difração de Raios-X 88
4.5.3 Infravermelho por Transformada de Fourier 91
4.5.4 Calorimetria exploratória diferencial 92
4.6 ESTUDO MECANÍSTICO DE INTERCALAÇÃO DA RVT NAS
ARGILAS ORGANOFÍLICAS
94
4.7 DESENVOLVIMENTO DAS FORMULAÇÕES ORAIS 95
4.7.1 Linearidade do método de quantificação por
espectrofotometria de fluorescência
95
4.7.2 Preparação e caracterização da formulação de liberação
imediata de RVT
98
4.7.3 Preparação e caracterização das formulações de
liberação prolongada de nanocompósitos RVT-MMT
102
4.8 CINÉTICA DE LIBERAÇÃO IN VITRO DA FORMULAÇÃO 111
5. CONCLUSÕES 113
6. PERSPECTIVAS FUTURAS 113
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 115
21
1. INTRODUÇÃO
1.1 ENVELHECIMENTO POPULACIONAL
A população mundial vem passando por uma fase de envelhecimento,
decorrente dos avanços da medicina e das melhorias nas condições gerais de vida.
De acordo com estudo realizado pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
(IBGE, 2009), a esperança de vida ao nascer para ambos os sexos no Brasil
aumentou de 69,66 anos em 1998 para 72,86 anos em 2008, ou seja, no decorrer de
10 anos, a esperança de vida ao nascer aumentou 3,2 anos (Figura 1).
Figura 1: Esperança de vida ao nascer por sexo nos anos de 1998 e 2008. Extraído de IBGE,
2009.
Essa fase de envelhecimento contínuo pode ser analisada através da alteração
nos perfis demográficos das pirâmides etárias absolutas esperadas para os anos de
2010 (Figura 2) e 2050 (Figura 3), onde se observa um aumento da densidade
demográfica na população acima de 60 anos com o decorrer dos anos (IBGE, 2009).
22
Figura 2: Pirâmide etária absoluta para o ano de 2010. O lado esquerdo representa a população
masculina e o lado direito representa a população feminina. Adaptado de IBGE, 2009.
Figura 3: Pirâmide etária absoluta para o ano de 2050. O lado esquerdo representa a população
masculina e o lado direito representa a população feminina. Adaptado de IBGE, 2009.
Para o ano de 2050 é esperada uma expectativa de vida média de 81,29 anos,
sendo a população idosa representante de 22,71% da população total do Brasil
(IBGE, 2009).
23
Essa transição no perfil demográfico da população traz várias implicações, não
somente nos campos social e econômico do país, mas no que diz respeito à saúde
pública (IBGE, 2009), pois o envelhecimento populacional gera uma série de
transtornos relacionados à idade, entre os quais podem ser citados o aumento da
incidência das neoplasias, osteoporose, doenças coronarianas e também das
doenças conhecidas como demências. (APRAHAMIAN MARTINELLI & YASSUDA,
2009).
1.2 A DOENÇA DE ALZHEIMER
A palavra demência é originada do latim (dementia) e significa, genericamente,
qualquer deterioração mental. As demências são consideradas síndromes e são
causadas geralmente por algum tipo de trauma vascular cerebral ou algum processo
degenerativo e causam diversos transtornos mentais, físicos e psicológicos aos seus
portadores (KORCZIN & HALPERIN, 2009). Essas síndromes são caracterizadas
pela deterioração da memória e deficiência na cognição, influenciando diretamente
na vida do indivíduo, pois afetam principalmente e diretamente os aspectos
funcionais, ocupacionais, sociais e educacionais do indivíduo (AMERICAN
PSYCHIATRIY ASSOCIATION, 1994; APRAHAMIAN, MARTINELLI & YASSUDA,
2009).
Existem diversos fatores de risco associados à demência, como por exemplo, a
idade avançada, dietas com alta quantidade de gorduras saturadas e colesterol,
fumo, baixo grau de escolaridade, ansiedade, depressão, doenças coronarianas,
derrame, traumas cerebrais, hipertensão e doenças inflamatórias (KORCZIN &
HALPERIN, 2009). As formas mais frequentes de demência são a demência
cerebrovascular, demência fronto-temporal e a Doença de Alzheimer (CARAMELLI &
BARBOSA, 2002).
A Doença de Alzheimer (DA) é uma das principais manifestações de demência,
descrita inicialmente em 1907 por Alois Alzheimer, um neuropatologista alemão,
sendo o nome da doença proposto em 1910 em sua homenagem (WOODRUFF-
PAK, 1997)
24
O Brasil está inserido numa área de alta prevalência (maior do que 5,0%) de
demência (Figura 4), apresentando valor numérico de 5,3% e apresentando
prevalência para Doença de Alzheimer de 2,7% (KALARIA et al., 2008).
Figura 4: Mapa da prevalência de demência familiar e esporádica nos países em
desenvolvimento (Adaptado de KALARIA et al., 2008).
A DA é clinicamente caracterizada por um declínio cognitivo associado ao
comprometimento das atividades diárias, e ainda distúrbios comportamentais de
ordem psicológica e motora, que resultam em deficiência progressiva e
incapacitação (ZHAO & TANG, 2002; SCARPINI, SCHELTENS & FELDMAN, 2003).
1.2.1 Aspectos Clínicos
Dentre os aspectos clínicos observados (Figura 5), estão a perda de memória
recente e falhas na linguagem no primeiro estágio da doença, perda da capacidade
da resolução de problemas e execução de atividades cotidianas, manuseio de
ferramentas e objetos e também deterioração das funções cognitivas. Nos estágios
mais avançados da doença observa-se perda da vigília, da autonomia, da
independência e da lucidez (LINDEBOOM & WEINSTEIN, 2004).
25
Além desses sintomas, são também observados distúrbios comportamentais,
como agressividade, alucinações, irritabilidade, hiperatividade, transtornos
depressivos, apatia, perda de peso, insônia e dificuldade de concentração (WRAGG
& JESTE, 1989; FORLENZA, 2000).
Figura 5: Curso típico da doença de Alzheimer através do tempo, tendo como base o exame
“Mini-Mental State Examination” (MMSE), sendo ainda evidenciados os principais aspectos
clínicos de cada estágio da doença. Adaptado de VOISIN & VELLAS, 2009.
1.2.2 Características histológicas
A DA é caracterizada histologicamente e neuropatologicamente pelo
aparecimento de placas neuríticas senis, que são formadas por dendritos e axônios
em degeneração com ativação de astrócitos e células da glia, pela presença de
emaranhados neurofibrilares provenientes do acúmulo de filamentos da proteína
Tau, pela morte neuronal e perda sináptica (SCARPINI, SHELTENS & FELDMAN,
2003; HAMDAN, 2008).
26
As áreas do cérebro mais afetadas (Figura 6) são as responsáveis pela
cognição e memória, incluindo os lobos parietal e temporal corticais, além de afetar
também o córtex frontal, o hipocampo, o giro cingulado e certas regiões subcorticais
(CHAN, CHIEN & LIN, 2008; HAMDAN, 2008).
Figura 6: Ilustração de um cérebro com degeneração tecidual causada pela Doença de
Alzheimer. Extraído de http://catalog.nucleusinc.com/imagescooked/27634W.jpg.
Os níveis de determinados neurotransmissores encontram-se reduzidos, como
por exemplo a acetilcolina, noradrenalina, serotonina e somatostatina, enquanto os
níveis de glutamato encontram-se geralmente elevados (CHAN, CHIEN & LIN,
2008).
1.2.3 Etiologia da Doença
Diversas teorias foram propostas para tentar explicar a etiologia da DA
baseadas nos marcadores da doença.
De acordo com a hipótese clássica da cascata amiloidal (Figura 7), que é uma
das teorias mais difundidas sobre a fiosiopatologia da DA, a neurodegeneração é
originada da clivagem proteolítica da proteína precursora amilóide (PPA), que origina
Cérebro normal
Cérebro de
paciente com DA
27
produção de substância β-amilóide. A produção exacerbada de substância β-
amilóide gera deposição e agregação, com consequente formação das placas senis,
gerando stress oxidativo, neuroinflamação e destruição neuronal (HARDY &
SELKOE, 2002, VAN MARUM, 2008).
Figura 7: Esquema da hipótese da cascata amiloidal para a doença de Alzheimer, evidenciando
os principais eventos relacionados com a etiologia da doença. (Adaptado de PIMPLIKAR,
2009).
Apesar de possuir mecanismo ainda pouco estudado, a hipótese da
neuroinflamação é baseada na alta produção de citocinas proinflamatórias
(interleucina (IL)-1β, IL-6, IL-12, interferon-γ, fator de necrose tumoral α) presentes
no sangue de pacientes com DA (CHAN, CHIEN & LIN, 2008).
De acordo com a teoria colinérgica, a DA é causada por uma deficiência de
enzimas colinérgicas, principalmente acetilcolinesterase (AChE) e colina
acetiltransferase (ChAT). Essa deficiência enzimática ocasiona uma redução nos
níveis cerebrais de acetilcolina (ACh), o que levaria aos aparecimento dos sintomas
comportamentais, funcionais e cognitivos observados nos pacientes (CHAN, CHIEN
& LIN, 2008).
28
Figura 8: Esquema de um neurônio mostrando uma neurotransmissão alterada pela doença de
Alzheimer. Adaptado de WILLIAMS, NAZARIANS & GILL, 2003.
1.2.4 Tratamento
A terapia para a DA ainda não é totalmente eficiente, apesar dos esforços na
busca por formas efetivas de tratamento (SERENIKI & VITAL, 2008). Isso ocorre
porque a patogênese da DA sugere que os sintomas se tornam aparentes somente
alguns anos ou décadas após o início do processo da doença (ALLAN et al., 2010).
Alguns estudos mostraram novas abordagens terapêuticas para a DA de
acordo com as hipóteses patológicas evidenciadas, e dentre essas novas formas de
terapia estão incluídas a utilização de inibidores de secretase, vacinação com
peptídeo β-amilóide, agentes antiinflamatórios e quelantes de metais (SCARPINI,
SHELTENS & FELDMAN, 2003), além de inibidores de agregação de proteína β-
amilóide, estatinas e inibidores de receptores N-metil D-aspartato (NMDA) (VAN
MARUM, 2008; CREED & MILGRAM, 2010).
Os inibidores de colinesterase são os fármacos mais utilizados no tratamento
da DA em virtude da melhora observada nos sintomas comportamentais, funcionais
e cognitivos da doença, sendo considerados fármacos de escolha para o tratamento
das formas leve a moderada da doença (SCARPINI, SHELTENS & FELDMAN,
29
2003). Eles atuam por reduzir a degradação da ACh nas fendas sinápticas,
aumentando a capacidade de estimular receptores nicotínicos e muscarínicos
cerebrais, melhorando assim a neurotransmissão colinérgica (Figura 9) (SCARPINI,
SHELTENS & FELDMAN, 2003).
Figura 9: Modelo esquemático de uma neurotransmissão colinérgica, sendo evidenciadas as
enzimas que participam do processo. (Adaptado de SCARPINI, SCHELTENS & FELDMAN,
2003)
De acordo com a portaria da secretaria de Atenção a Saúde n° 843 de 06 de
novembro de 2002 que aprova o protocolo clínico e diretrizes terapêuticas para a
Doença de Alzheimer, os fármacos prescritos para o tratamento da doença no Brasil
são a Galantamina, com dose inicial de 5-8 mg ao dia, podendo a dose ser
aumentada gradualmente até 24-25 mg ao dia; o Donepezil, com dose inicial de 5,0
mg, podendo a dose aumentar para 10,0 mg ao dia, se a dose de 5,0 mg não obtiver
resposta; e a Rivastigmina, com dose inicial de 1,5 mg duas vezes ao dia, podendo
a dose ser aumentada até 6mg duas vezes ao dia.
O donepezil (Figura 10a) é um fármaco derivado das piperidinas que possui
elevada seletividade para inibição da AChE e é considerado inibidor reversível e
não-competitivo da enzima. Dentre os aspectos farmacocinéticos descritos, o
fármaco possui extensa ligação a proteínas plasmáticas (em torno de 96%), elevado
30
tempo de meia-vida (tempo estimado de 70 horas), além de sofrer extenso
metabolismo de primeira passagem no fígado (SCARPINI, SCHELTENS &
FELDMAN, 2003).
A galantamina (Figura 10b) é um fármaco da classe dos alcalóides
fenantrênicos que possui capacidade de modulação alostérica do receptor nicotínico
em um local adicional ao sítio de ACh da enzima, melhorando desse modo a
neurotransmissão colinérgica (GROSSBERG, 2003). O fármaco possui baixa
ligação a proteínas plasmáticas (em torno de 18% de ligação), sofre metabolização
pelo sistema microssomal hepático e possui tempo de meia-vida de 6 horas
(SCARPINI, SCHELTENS & FELDMAN, 2003).
Figura 10: Representação das estruturas químicas do donepezil (A) e da galantamina (B).
Extraído de http://www.drugbank.ca/drugs/DB00843. Acesso em 05 de agosto de 2010.
A Rivastigmina (RVT) (Figura 11) é um fármaco da classe dos fenilcarbamatos
que inibe tanto a AChE quanto a butirilcolinesterase (BuChE) reversivelmente,
apresentando seletividade pelas isoformas do sistema nervoso central, devido à
facilidade de transpor a barreira hematoencefálica, aumentando assim a eficácia na
manutenção dos níveis de acetilcolina cerebrais (GROSSBERG, 2003). Durante o
curso da doença, a atividade da BuChE encontra-se exacerbada, pelo fato de estar
associada às células gliais, que estão em constante multiplicação no decorrer da
doença (SCARPINI, SCHELTENS & FELDMAN, 2003). A presença de uma alta
31
quantidade de BuChE em algumas regiões do cérebro, como hipocampo, hipófise e
tálamo sugere que a inibição de ambas as enzimas tem um papel importante no
tratamento da DA (FINKEL, 2004).
Figura 11: Representação da estrutura química do tartarato de rivastigmina. (Extraída de
WILLIAMS, NAZARIANS & GILL, 2003)
A RVT é absorvida totalmente e rapidamente quando administrada sob a forma
do sal correspondente (tartarato de rivastigmina) por via oral, apresentando pico de
concentração plasmática em aproximadamente 1 hora e biodisponibilidade de
aproximadamente 36,0%, o que sugere um significante efeito de primeira passagem
(WILLIAMS, NAZARIANS & GILL, 2003). Já a biodisponibilidade transdérmica do
fármaco é em torno de 45,0% e apresenta pico de concentração plasmática que
varia entre 4,5 e 15,5 horas (CHAN, CHIEN & LIN, 2008).
O fármaco apresenta um tempo de meia-vida farmacocinética de 1,5 horas,
enquanto o tempo de meia-vida farmacodinâmica é estimado em 10 horas, visto que
o fármaco se liga ao sítio alostérico da enzima. Ainda assim, apresenta uma ligação
de cerca de 40% a proteínas plasmáticas e a eliminação ocorre preferencialmente
pela urina.
Sua eficácia e tolerabilidade foram testadas em diversos estudos clínicos
(WILLIAMS, NAZARIANS & GILL, 2003). Os efeitos adversos mais comuns
relatados são gastrointestinais, incluindo náusea, vômito e diarréia, que são
decorrentes do efeito colinomimético que o fármaco produz (LEFÈVRE et al, 2008).
Também são relatados alguns efeitos adversos relacionados ao sistema nervoso
central, como tontura e dor de cabeça (WILLIAMS, NAZARIANS & GILL, 2003).
32
Esses efeitos adversos se tornam mais frequentes conforme o aumento da dose
administrada (LEFÈVRE et al., 2008). Alguns outros efeitos colaterais também foram
relatados nesse mesmo estudo, embora em menor frequência, e incluíam agitação,
sonolência, rinite, tosse e incontinência urinária. Reações adversas menos intensas
são observadas quando do uso do sistema de liberação prolongada na forma de
adesivo de liberação transdérmica, pelo fato de diminuir as flutuações na
biodisponibilidade farmacocinética do fármaco (CHAN, CHIEN & LIN, 2008).
1.3 NANOTECNOLOGIA NA LIBERAÇÃO DE FÁRMACOS
A nanotecnologia pode ser definida como a compreensão e estudo de matérias
que apresentam dimensão entre 1 e 100 nanômetros (KOO, RUBINSTEIN &
ONYUKSEL, 2005; PAUL & ROBESON, 2008). Dentre as inúmeras aplicações da
nanotecnologia, pode-se destacar o estudo de processos e fenômenos em escala
nanométrica, produção de dispositivos em nanoescala e de nanomateriais (KOO,
RUBINSTEIN & ONYUKSEL, 2005), abrangendo os campos da física, da química,
biologia e também da engenharia (KUMAR et al., 2009).
Figura 12: Representação esquemática de diferentes materiais em escala nanométrica
utilizados como sistemas de liberação modificada de fármacos (Adaptado de KUMAR et al.,
2009).
33
Atualmente, o campo da nanotecnologia voltado para liberação de fármacos é
de grande interesse para pesquisa, já que cerca de 95% dos novos fármacos
produzidos possuem algum tipo de propriedade farmacocinética ou biofarmacêutica
que necessita de aprimoramento (KOO, RUBINSTEIN & ONYUKSEL, 2005). Dentre
as vantagens da utilização de nanomaterias na liberação de fármacos pode-se citar
a formação de sistemas de liberação com vetorização a determinados órgãos e
tecidos, redução do volume de distribuição do fármaco, redução da dose de
administração, melhora na estabilidade do ativo e na solubilidade de fármacos
hidrofóbicos (KOO, RUBINSTEIN & ONYUKSEL, 2005).
Os sistemas de liberação de fármacos em escala nanométrica mais comumente
utilizados compreendem os lipossomas, as microemulsões e nanoemulsões, as
nanopartículas, dendrímeros, nanogéis (KOO, RUBINSTEIN & ONYUKSEL, 2005) e
os nanocompósitos de silicatos lamelares (AGUZZI et al., 2007).
1.3.1 Nanocompósitos de silicatos lamelares
Os materiais conhecidos como nanocompósitos podem ser designados como
materiais formados por híbridos orgânicos e inorgânicos, nos quais um dos seus
componentes fica disperso em escala nanométrica (MORELLI & RUVOLLO FILHO,
2010). Essa combinação mantém as características estruturais de cada componente
separadamente, ao mesmo tempo em que as propriedades do material formado são
superiores às propriedades de cada componente em separado (DORNELAS, 2008).
As argilas são rochas moles constituídas por materiais denominados
“argilominerais” com teores variáveis de rochas residuais, denominados “minerais
acessórios” (SANTOS et al, 2008), sendo que as propriedades físico-químicas e
tecnológicas desses materiais decorrentes, principalmente, das propriedades dos
argilominerais (MURRAY, 2000).
34
As argilas minerais apresentam inúmeras aplicações e uma grande diversidade
de uso, devido à facilidade com que esses materiais são modificados (BERGAYA &
LAGALY, 2001; LEE & KIM, 2004; LEROUX, 2006; COELHO et al, 2008). Pode-se
citar a utilização das argilas como fertilizantes, catalisadores, agentes descorantes e
clarificadores de óleo e ainda agentes de filtração (PAIVA, MORALES & DÍAZ,
2008). Dentre as argilas que possuem aplicação farmacêutica, pode-se destacar a
utilização do caulim como adjuvante, absorvente e diluente, além de possuir ação
antidiarréica (FRANCO, SANCHEZ & PEREZ, 1982), o talco, utilizado na elaboração
de cosméticos, tintas e cobertura de papel (PONTES & ALMEIDA, 2005) e a
bentonita. O quadro 1 mostra os principais grupos de argilominerais com importância
industrial.
Quadro 1: Principais grupos de argilominerais com importância industrial (Adaptado de
ALBANEZ, 2008)
Grupo da caulinita Caulinita; Haloisita
Grupo das serpentinas Amianto; Crisotila; Antigorita
Grupo do talco-pirofilita Talco; Pirofilita
Grupo das micas Mica moscovita; Sericita e Ilita; Biotita,
Lepidolita
Grupo das esmectitas Montmorilonita (bentonita); Sapolita;
Montronita; Hectorita
Grupo das vermiculitas Macro-vermiculitas
Grupo da paligorsquita/sepiolita Paligorsquita; Sepiolita
Camadas mistas Ilita-Montmorilonita; Montmorilonita-
vermiculita
A argila que possui uma maior aplicabilidade farmacêutica é a bentonita, por
possuir baixo custo, apresentar uma alta capacidade de troca catiônica (CTC) (que
varia entre 80 e 150 mEq/100 g), elevada área específica (que é a denominação
utilizada para designar a área de superfície externa das partículas), alta capacidade
de inchamento quando em contato com água, propriedades adsortivas, reológicas e
coloidais, além de apresentar resistência à temperatura (PAIVA, MORALES & DÍAZ,
35
2008). Este silicato é constituído de cerca de 85% de montmorilonita (MMT), além
de quartzo, feldspato, ilita e opal (BONINA et al., 2007), é também constituído por
diferentes cátions, como por exemplo cálcio, sódio e lítio, sendo as características
funcionais derivadas de seu maior constituinte, ou seja, da MMT.
A fórmula química geral dessas argilas é M
x
(Al
4-x
Mg
x
)Si
8
O
20
(OH)
4
e a estrutura
básica (Figura 13) consiste de um octaedro de alumínio e magnésio em combinação
com um tetraedro de sílica, unidos através de átomos de oxigênio presentes em
ambas as camadas, formando estruturas lamelares e produzindo a superfície de
carga, a morfologia e a área de superfície, que assumirão características dos
diferentes tipos de argila (MCLAUCHLIN & THOMAS, 2008). As lamelas são
mantidas por forças de Van der Waals e por forças polares fracas. Entre essas
lamelas estão presentes cátions trocáveis, como por exemplo, Na
+
, Ca
2+
e Li
+
, que
fazem o contra-balanço da carga da superfície, que é de carga negativa e resultante
da substituição isomorfa (quando ocorre troca entre os cátions presentes nas
lamelas) ou de quebra de ligações das extremidades da argila. A capacidade de
troca catiônica da argila é caracterizada pela superfície de carga negativa (DRITS,
2003).
Em relação à microestrutura da bentonita, cada lamela apresenta um diâmetro
aproximado entre 100 a 200 nm e 1 nm de espessura. Entre 5 a 10 lamelas estão
associadas pela presença de íons entre essas na partícula primária (posição
transversal de 8 a 10 nm), as quais formam grandes agregados irregulares, com
diâmetro que varia de 0,1 a 10 µm (GIANNELIS, 1995).
36
Figura 13: Representação esquemática da montmorilonita. (Adaptado de PAUL & ROBESON,
2008)
Devido à elevada hidrofilicidade deste tipo de argila, uma grande quantidade de
moléculas de água é imobilizada entre as camadas, conferindo maior viscosidade e
capacidade de expansão e intumescimento ao grupo das esmectitas e seus
derivados. Dessa forma, esses minerais podem ser utilizados como agentes
desintegrantes de comprimidos e outros tipos de excipientes farmacêuticos devido a
sua propriedade de expansão (WHITE & HEM, 1983; LEE & KIM, 2004). Elas
também são efetivos agentes incrementadores de viscosidade, pois as fibras se
arranjam em emaranhados, levando a geleificação das dispersões nas quais estão
contidas.
Existem diferentes modos de se modificar argilas minerais: adsorção, troca
iônica com cátions inorgânicos e complexos catiônicos, troca iônica com cátions
orgânicos, enxerto de compostos orgânicos, reação com ácidos, polimerização
interlamelar ou intraparticular e interparticular, calcinação, delaminação e
reagregação da argila mineral esmectita, e tratamentos físicos como liofilização e
ultrassom (BERGAYA & LAGALY, 2001). Os mecanismos de adsorção das argilas
estão diretamente relacionados à área de superfície e/ou capacidade de troca.
As argilas organofílicas também possuem aplicação farmacotécnica, podendo
ser utilizadas na indústria. Esse tipo de material é produzido a partir do tratamento
das argilas minerais com moléculas orgânicas, como por exemplo, surfactantes não–
37
iônicos, álcoois, aldeídos, silanos, sais de anilina e sais quaternários de amônio.
Essa substituição leva à modificação de suas propriedades iniciais, devido à sua
elevada superfície hidrofóbica, facilitando assim a incorporação de moléculas
orgânicas no interior das lamelas (SOUZA, PESSAN & RODOLFO-JR, 2006; PAIVA,
MORALES & DÍAZ, 2008). A principal forma de preparação desse tipo de material é
através da intercalação com sais quaternários de amônio de cadeias longas (Figura
14).
Figura 14: Obtenção de uma argila organofílica a partir da esmectita sódica e de sal
quaternário de amônio. (Extraído de GROβ
ββ
βMANN, 2004).
Diversos tipos de sais alquilamônios com diferentes tamanhos de cadeias
alquílicas são utilizados na preparação de argilas organofílicas, o que resulta na
produção de argilas com espaçamentos basais variados (PAIVA, MORALES & DÍAZ,
2008). O quadro 2 mostra o resumo dos sais quaternários de amônio empregados
na preparação das argilas organofílicas e suas respectivas fórmulas químicas. Em
destaque, pode-se citar a utilização das argilas organofílicas Viscogel B8
®
(VB8),
Viscogel S4
®
(VS4) e Viscogel S7
®
(VS7), respectivamente produzidas a partir da
intercalação dos sais quaternários de amônio cloreto de dialquil dimetilamônio – 2
propanol, cloreto de dialquil dimetilamônio e cloreto de alquil dimetil benzilamônio na
esmectita sódica (RODRIGUES, 2010).
38
Quadro 2: Exemplos de sais quaternários de amônio utilizados na preparação de argilas
organofílicas e suas respectivas fórmulas químicas moleculares. Adaptado de PAIVA,
MORALES & DÍAZ, 2008.
Sal quaternário de amônio Fórmula química molecular
Haleto de diestearil dimetil amônio [(CH
3
)
2
(C
18
H
37
)
2
N
+
]X
Haleto de dialquil dimetil amônio [(CH
3
)
2
R
2
N
+
]X
Haleto de alquil benzil dimetil amônio [(CH
3
)
2
(CH
2
C
6
H
5
)RN
+
]X
Haleto de alquil dimetil hidroxietil amônio [(CH
3
)
2
(C
18
H
37
)(C
2
H
4
OH)N
+
]X
Haleto de alquil trimetil amônio [(CH
3
)
3
RN
+
]X
Haleto de cetil trimetil amônio (C
12
H
33
N
+
(CH
3
)
3
X
1.3.1.1 Técnicas de caracterização de nanocompósitos
A caracterização dos nanocompósitos tem como objetivo observar a formação
dos nanomateriais através de técnicas capazes de analisar a estrutura lamelar dos
materiais e a eficiência da intercalação (PAIVA, MORALES & DIAS, 2008). As
principias técnicas de caracterização de nanocompósitos consistem na difração de
raios-x (DRX), infravermelho por transformada de Fourier (IV-TF), calorimetria
exploratória diferencial (DSC) e análise termogravimétrica (ATG), que serão
abordadas individualmente nos subitens a seguir.
1.3.1.1.1 Difração de raios-X
A difração de raios-X é um dos principais métodos de caracterização da
estrutura dos nanocompósitos de silicatos lamelares. Trata-se de um método não-
destrutivo, com fácil preparação da amostra e tem por objetivo avaliar o espaço
entre as lamelas do silicato lamelar (KORNMANN, 2001) e, dessa forma, predizer se
houve inserção de moléculas de fármaco entre as lamelas da argila através da
análise do deslocamento do pico característico de sua lamela (d
001
) (KOO, 2006).
39
O espaçamento interlamelar do material pode ser calculado através da
aplicação da Equação de Bragg, representada por senθ = nλ
λλ
λ/2d, onde d é a
designação do espaço entre os planos lamelares da argila (espaçamento
interlamelar), λ
λλ
λ equivale ao comprimento de onda do raio-X e o valor de θ representa
o ângulo incidente que os raios-X interceptam na argila (KOO, 2006).
1.3.1.1.2 Infravermelho por transformada de Fourier (IV-TF)
A técnica de IV-TF é uma alternativa para a caracterização de nanocompósitos
de silicatos lamelares, onde busca-se evidenciar a presença do fármaco nos novos
sistemas carreadores preparados.
O IV-TF tem como princípio a detecção dos diferentes modos vibracionais a
que uma molécula está sujeita dependendo da energia absorvida, tendo relação com
a diferença de energia absorvida entre o estado de vibração fundamental e aquele
excitado (WANG, 2006). A energia de vibração molecular de interesse para este tipo
de análise varia de 400 - 4000 cm
-1
em número de ondas, região que se encontra
entre as regiões do ultravioleta e das microondas, sendo que a frequência e a
intensidade (expressa em Transmitância) de vibração são bastante sensíveis,
permitindo a análise não só da composição, mas também da geometria de
moléculas e materiais (SILVERSTEIN; WEBSTER & KIEMLE, 2006).
1.3.1.1.3 Análise termogravimétrica (ATG)
Podem ser definidos como ATG os modelos experimentais em que a
determinação da perda de massa é utilizada para detectar e medir eventos químicos
e físicos que venham a ocorrer numa dada faixa de temperatura com a amostra em
análise (GALWEY & CRAIG, 2007). A ATG permite analisar a estabilidade térmica
dos inclusos em função da perda de massa da amostra, através da quantificação
dos produtos degradados volatilizados, que são analisados a uma determinada faixa
40
de temperatura (ALEXANDRE & DUBOIS, 2000). Os principais eventos que podem
ser observados incluem a decomposição, a evaporação, a sublimação e a dessorção
de gases da amostra (GALWEY & CRAIG, 2007).
1.3.1.1.4 Calorimetria exploratória diferencial (DSC)
A análise de DSC é amplamente utilizada para fins de caracterização, por se
tratar de um método que possui como vantagens principais a rapidez e a praticidade
associadas, além do requerimento de uma massa pequena da amostra. A técnica
envolve basicamente o aquecimento da amostra de forma linear, de modo que os
eventos térmicos associados possam ser observados, tais como fusão, cristalização,
transição vítrea e decomposição dos componentes da amostra (READING & CRAIG,
2007).
Alguns estudos foram realizados evidenciando a intercalação de fármacos em
silicatos lamelares utilizando as técnicas de caracterização de nanocompósitos
descrita. No estudo de intercalação de acetato de clorexidina em montmorilonita
realizado por Meng e colaboradores (2009), houve uma liberação controlada do
fármaco com duração de 72 horas, sendo que aproximadamente 24% da clorexidina
havia sido liberada em 24 horas. Joshi e colaboradores (2009a) também estudaram
a montmorilonita como um sistema carreador de fármacos através da intercalação
com maleato de timolol, evidenciando que este pode ser utilizada como um sistema
de liberação prolongada. Bonina e colaboradores (2007) estudaram a adsorção do
complexo Fe(III)-salicilato em bentonita e caolim e também realizaram estudos de
liberação in vitro com o complexo utilizando uma célula de difusão de Franz com
membrana de acetato de celulose, evidenciando que houve uma liberação
sustentada do salicilato. Além disso, fármacos que agem no sistema nervoso central
também foram alvos de estudo. Nunes e colaboradores (2007) estudaram a
intercalação e o perfil de liberação de nanocompósitos de sertralina e
montmorilonita.
41
Através da exploração da estrutura nanométrica pré-formada desse tipo de
material, pode-se inserir moléculas de fármaco no interior das lamelas, produzindo
assim um sistema de liberação nanométrico de fármacos. Obtém-se um efeito
semelhante ao observado com o uso de microemulsões, sem, contudo, apresentar
os mesmos custos de preparação, garantindo ainda a possibilidade de se
incrementar a estabilidade da molécula inserida, aos moldes do que se observa em
processos de encapsulação em ciclodextrinas e similares (BERGAYA & LAGALY,
2001).
Pode-se, portanto, obter um sistema nanométrico de RVT utilizando
nanocompósitos de silicatos lamelares como matrizes de liberação prolongada de
fármacos como uma alternativa ao tratamento oral disponível atualmente, já que
estes são sistemas de baixo custo associado, estáveis e de fácil preparação, que
possibilitam a redução da dose administrada, manutenção dos níveis ótimos do
fármaco e a redução dos efeitos adversos do fármaco (AULTON, 2005).
42
2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GERAL
O objetivo principal desse trabalho consiste na aplicação do conceito de
liberação prolongada de fármacos para o desenvolvimento de novas formulações
orais de rivastigmina através da utilização de matrizes de liberação de fármacos
formadas a partir de nanocompósitos de silicatos lamelares.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Como objetivos específicos serão considerados os seguintes aspectos:
• Avaliação das propriedades da montmorilonita sódica como sistema
carreador de fármacos para uso oral, através da preparação de
nanocompósitos de rivastigmina;
• Avaliação das propriedades das argilas organofílicas Viscogel B8®, S4® e
S7® como sistemas carreadores de fármacos para uso oral, através da
preparação de nanocompósitos de rivastigmina.
• Caracterização dos nanocompósitos obtidos através de técnicas analíticas
adequadas.
• Avaliação da formulação dos novos sistemas terapêuticos nanométricos
preparados na forma de cápsulas gelatinosas duras de liberação
prolongada da rivastigmina.
• Caracterização das cápsulas de rivastigmina de liberação imediata e de
liberação prolongada para efeitos de comparação.
43
3. MATERIAL E MÉTODOS
3.1 MATERIAL
3.1.1 Insumos e Reagentes
Todos os insumos e reagentes utilizados no desenvolvimento deste trabalho
estavam dentro do prazo de validade.
Foi utilizado ácido clorídrico 37% (SPECTRUM); aerosil® (Dióxido de silício
coloidal) (DEGUSSA); água destilada; amidoglicolato de sódio (SERVIER DO
BRASIL); brometo de potássio (VETEC); cápsula gelatinosa dura n° 2 (DEG);
cápsula gelatinosa dura n° 3 (DEG); celulose microc ristalina M102 (VETEC); cloreto
de sódio (REAGEN); estearato de magnésio (FARMOS); fosfato de potássio
monobásico (PROQUIMIOS); hidróxido de sódio (VETEC); hidroxipropilmetilcelulose
100.000 cps (Shin-Etsu chemical Co.); metanol grau HPLC/UV (VETEC);
monoesterarato de glicerila (HENRIFARMA); montmorilonita sódica (BENTEC);
rivastigmina (ZHEJIAN JIUZHOU PHARMACEUTICA Co.); viscogel B8® (BENTEC);
viscogel S4® (BENTEC); e viscogel S7® (BENTEC).
3.1.2 Equipamentos
Foi utilizado o analisador Termogravimétrico PERKIN ELMER; balança analítica
METTLER TOLEDO – AG 204; calorímetro de varredura diferencial SHIMADZU –
DSC 60; centrífuga SIGMA modelo 6 -15; difratômetro de raios-X RIGAKU
MINIFLEX; dissolutor NOVA ÉTICA; encapsuladeira n° 2 CAPSUTEC;
encapsuladeira n° 3 CAPSUTEC; espectrofotômetro de fluorescência JASCO FP-
6300; espectrofotômetro de infravermelho SHIMADZU IR-PRESTIGE-21;
espectrofotômetro UV-visível THERMO FISCHER SCIENTIFIC – modelo GENESYS
10uv scanning; estufa de secagem LAWES; placa de agitação e aquecimento
CORNING PC-230 e; Potenciômetro QUIMIS;
44
3.1.3 Materiais acessórios
A vidraria graduada utilizada no desenvolvimento do trabalho estava
devidamente calibrada.
Foram utilizados agitadores magnéticos; balões volumétricos; cadinhos de
alumínio (SINC); caneco de inox com capacidade para 5,0 L; espátulas de inox; gral
e pistilo de ágata; gral e pistilo de porcelana; membrana filtrante de acetato de
celulose 0,22µ, 47 mm diâmetro (MILLIPORE); pipetas volumétricas; provetas
graduadas e; tamis malha 70 mesh (ABNT) – abertura de 0,210 mmm
3.2 MÉTODOS
3.2.1 PREPARAÇÃO DAS CURVAS DE CALIBRAÇÃO
3.2.1.1 Curva de calibração RVT em água
Foram preparadas soluções de RVT utilizando água destilada como solvente
nas concentrações de 6,25 µg/mL, 12,5 µg/mL, 18,75 µg/mL, 25,00 µg/mL, 31,25
µg/mL e 62,50 µg/mL de rivastigmina base. A curva de calibração foi obtida através
da leitura em absorbância das soluções em espectrofotômetro UV-visível no
comprimento de onda fixo de 225 nm.
3.2.1.2 Curva de calibração RVT em metanol – água (95:5)
Para preparar a curva de calibração da RVT na mistura de solventes metanol –
água (na proporção 95:5) foram preparadas soluções de RVT nas concentrações de
6,25
µg/mL, 12,5 µg/mL, 18,75 µg/mL, 25,00 µg/mL, 31,25 µg/mL e 62,50 µg/mL de
rivastigmina base. Foram feitas leituras das soluções em espectrofotômetro UV-
45
visível no comprimento de onda de 225 nm e com os resultados de absorbância
obtidos foi traçada a curva de calibração do fármaco.
3.2.1.3 Curva de calibração RVT em meio de suco gástrico simulado
Foram preparadas soluções de RVT no meio de suco gástrico simulado nas
concentrações de 2,5 µg/mL, 5,0 µg/mL, 10,0 µg/mL, 15,0 µg/mL, 20,0 µg/mL e 25,0
µg/mL. As leituras foram feitas em espectrofotômetro de fluorescência com
comprimento de onda de excitação a 223,0 nm e comprimento de onda de emissão
fixo em 290,0 nm.
3.2.1.4 Curva de calibração RVT em meio de suco entérico simulado
A curva de calibração da RVT em meio de suco entérico simulado foi obtida
através da leitura das soluções com concentrações de 0,1 µg/mL, 0,2 µg/mL, 2,5
µg/mL, 5,0 µg/mL, 10,0 µg/mL e 15,0 µg/mL em espectrofotômetro de fluorescência
com comprimento de onda de excitação ajustado em 223,0 nm e comprimento de
onda de emissão fixo em 290,0 nm.
3.2.2 PREPARAÇÃO DOS NANOCOMPÓSITOS
3.2.2.1 Nanocompósitos RVT-MMT
Os nanocompósitos RVT-MMT foram preparados visando avaliar a influência
dos parâmetros tais como tempo reacional e capacidade de troca catiônica da MMT
no processo de obtenção desses nanomateriais. Para tal, foram utilizadas as
proporções distintas de 60 mEq RVT / 100 g MMT, 100 mEq RVT / 100 g MMT e 120
mEq RVT / 100 g MMT baseadas na capacidade de troca catiônica da MMT. Para
avaliar a influência do tempo reacional na formação dos nanocompósitos, foram
definidos os tempos distintos de 30 minutos, 1 hora, 24 horas, 48 horas e 72 horas.
46
As etapas do processo de obtenção dos nanocompósitos são esquematizadas
na figura 15. Primeiramente, as proporções de RVT e MMT foram dispersas em 200
mL de água destilada e em seguida foram colocadas sob agitação magnética nos
diferentes tempos reacionais padronizados e à temperatura ambiente (Figura 15a).
Após, o material foi centrifugado por 40 minutos a 4000 rpm, para que ocorresse o
isolamento do nanocompósito formado do meio reacional (Figura 15b). O cálculo do
rendimento do processo foi feito pela quantificação do fármaco no sobrenadante em
espectrofotômetro UV-visível no comprimento de onda de 225 nm (Figura 15c) com
base na curva de calibração da RVT em água previamente obtida (item 3.2.1.1). O
sólido recolhido após a centrifugação foi colocado para secagem, em seguida foi
triturado utilizando gral e pistilo (Figura 15d) e calibrado em tamis de malha 70 mesh
(tamanho padronizado pela ABNT) (Figura 15e).
Figura 15: Esquema ilustrativo da preparação dos nanocompósitos.
3.2.2.2 Nanocompósitos RVT – organoargilas
Foram preparados nanocompósitos utilizando as organoargilas Viscogel B8®,
Viscogel S4® e Viscogel S7®, buscando avaliar a influência do tempo reacional e da
capacidade de troca catiônica dos silicatos lamelares no processo de obtenção dos
nanocompósitos.
O processo de produção dos nanocompósitos seguiu o mesmo esquema da
preparação dos nanocompósitos RVT-MMT. Primeiramente, foram selecionadas as
proporções de 60 mEq RVT / 100 g organoargila, 100 mEq RVT / 100 g organoargila
47
e 120 mEq RVT / 100 g organoargila para tentar avaliar a influência do parâmetro
capacidade de troca catiônica no processo de formação dos nanocompósitos. Em
seguida, as proporções de RVT e de organoanrgila foram dispersas em 200 mL de
solução metanol – água (95:5) e colocadas sob agitação magnética nos tempos
reacionais de 30 minutos, 1 hora, 24 horas, 48 horas e 72 horas, para que fosse
avaliado o parâmetro tempo reacional no processo de preparação dos
nanocompósitos. O solvente foi selecionado com base na recomendação do
fornecedor das argilas organofílicas BENTEC® e com base na solubilidade do
fármaco. Decorrido o tempo reacional, o material foi centrifugado a 4000 rpm por 40
minutos, o sólido foi isolado e recolhido em placa de petri, e levado para secagem.
Depois de seco, o material foi triturado com auxílio do gral e pistilo e calibrado em
tamis de malha 70 mesh (ABNT). O cálculo do rendimento foi feito pela quantificação
da RVT no sobrenadante em espectrofotômetro UV-visível no comprimento de onda
de 225 nm com base na reta de calibração da RVT em metanol-água (95:5)
previamente obtida (item 3.2.1.2)
3.2.3 CARACTERIZAÇÃO DOS NANOCOMPÓSITOS
3.2.3.1 Difração de Raios-X (DRX)
As amostras pulverizadas e calibradas em tamis de malha 70 (ABNT) foram
analisadas em Difratômetro de Raios-X (Rigaku) operado com potência no tubo de
40 kV e corrente a 30 mA. O ângulo de difração 2θ foi analisado entre 2 e 20°
utilizando radiação CuK
α
como fonte de raios-X (com comprimento de onda de
1,5418 Å).
Foram obtidos os padrões de difração dos silicatos lamelares (MMT, VS4, VS7
e VB8) e de todos os nanocompósitos obtidos, como uma forma de selecionar os
nanocompósitos com as características consideradas ideais.
48
3.2.3.2 Infravermelho por transformada de Fourier (IV-TF)
Foram preparadas pastilhas com as amostras pulverizadas em KBr
previamente dessecado a 1,0 % p/p. Os espectros de IV-TF foram obtidos na região
entre 4000 e 400 cm
-1
utilizando o Espectrofotômetro FT-IR SHIMADZU IR
PRESTIGE-21.
3.2.3.3 Análise Termogravimétrica (ATG)
Cerca de 5,0 mg das amostras selecionadas foram corridas contra um padrão
de alumina num fluxo de nitrogênio de 50 mL/minuto na faixa de temperatura entre
50 e 700°C com taxa de aquecimento de 10°C/minuto. O Analisador
Termogravimétrico PERKIN-ELMER foi utilizado para realização das análises.
3.2.3.4 Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC)
Foi utilizado o aparelho SHIMADZU modelo DSC 60 para obtenção das curvas
de DSC das amostras selecionadas. Cerca de 2,0 mg de cada amostra foram
pesados em cadinho de alumínio que, em seguida, foi parcialmente fechado. A taxa
de aquecimento utilizada foi de 15°C/minuto numa fa ixa de temperatura entre 25 –
300 °C, sob uma atmosfera de nitrogênio de 50 mL/mi nuto.
49
3.2.4 DESENVOLVIMENTO DAS FORMULAÇÕES ORAIS
3.2.4.1 Preparação das cápsulas de liberação imediata de RVT
As cápsulas de liberação imediata de RVT foram preparadas para fins de
comparação com as cápsulas produzidas contendo os nanocompósitos de silicatos
lamelares de RVT, em termos dos perfis de liberação in vitro das formulações.
As cápsulas foram produzidas através da homogeneização dos componentes
da formulação utilizando gral e pistilo. Todos os componentes foram previamente
pulverizados (tamis malha 70 – ABNT) e homogeneizados através da mistura
geométrica e, em seguida, foram encapsulados utilizando cápsulas gelatinosas
duras n° 3 (com capacidade para 0,30 mL) com auxílio da Encapsuladeira
CAPSUTEC n° 3.
A formulação A de liberação imediata foi proposta contendo quantidade de
tartarato de rivastigmina equivalente a 12,0 mg de RVT base, celulose
microcristalina M102, utilizada na formulação com função de diluente, sendo
insolúvel em água, amidoglicolato de sódio, atuando como desintegrante, estearato
de magnésio, que possui função de lubrificante, e o dióxido de silício coloidal
(Aerosil®) que possui função de adsorvente.
3.2.4.2 Preparação das cápsulas de liberação prolongada utilizando nanocompósitos
de RVT-MMT
Foram propostas três formulações orais de RVT utilizando o nanocompósito
que foi selecionado por possuir as características consideradas ideais.
A formulação B foi proposta visando analisar as propriedades do
nanocompósito como uma matriz de liberação prolongada para a RVT. A formulação
foi produzida através da homogeneização em gral e pistilo utilizando mistura
geométrica dos componentes previamente pulverizados seguido de encapsulação
em cápsulas gelatinosas duras n° 3. Para tal, foi c alculada a quantidade de
50
nanocompósitos de RVT equivalente a 12,0 mg de RVT base e foram utilizados o
amidoglicolato de sódio, celulose microcristalina M102, estearato de magnésio e
Aerosil
®
como excipientes do formulação.
A formulação C foi proposta utilizando uma solução granulante de
hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) a 0,5% (p/v) em água para a fase interna, com
inclusão do monoestearato de glicerila (MEG) como componente de fase interna e
tem como função na formulação a formação de matriz de controle de liberação, e
celulose microcristalina M102 como excipiente de fase externa, utilizado como
diluente.
Primeiramente, os componentes da fase interna foram homogeneizados
utilizando mistura geométrica e, em seguida, foi adicionada a solução de HPMC
0,5% até a obtenção do ponto de granulação. A massa úmida foi calibrada em tamis
de malha 12 (ABNT) e levada à estufa até que a umidade dos grânulos
permanecesse entre 3,0 a 5,0%. Em seguida, o granulado devidamente seco foi
calibrado em tamis de malha 20 (ABNT) e homogeneizado com o componente de
fase externa em gral e pistilo. A formulação devidamente homogeneizada foi
encapsulada em cápsulas gelatinosas duras n° 3.
A formulação D foi proposta utilizando uma maior quantidade de monoestearato
de glicerila em relação à quantidade proposta para a formulação C e, também,
adição de solução granulante de HPMC 0,7% em água (p/v). A fase externa
proposta foi composta de HPMC 100.000 cps, que tem como função na formulação
a formação de uma matriz hidrofílica de liberação de fármacos.
O desenvolvimento farmacotécnico da formulação D seguiu os mesmos passos
utilizados para o desenvolvimento da formulação C. Os componentes da fase interna
foram homogeneizados em gral e pistilo e a solução aglutinante (HPMC 0,7 % p/v)
foi adicionada, lentamente, até a obtenção do ponto de granulação. A massa úmida
foi calibrada em tamis de malha 12 e levada à estufa, até que a umidade dos
grânulos permanecesse entre 3,0 e 5,0%. Os grânulos foram, então, calibrados em
tamis de malha 20 e levados ao gral de porcelana, onde foram homogeneizados
51
juntamente com o componente de fase externa. A formulação foi encapsulada em
cápsulas gelatinosas duras n° 2.
3.2.5 CARACTERIZAÇÃO DAS CÁPSULAS DE RVT
As cápsulas de liberação imediata e de liberação prolongada de RVT foram
caracterizadas seguindo as especificações da Farmacopéia Brasileira Edição IV
(1988) através dos ensaios de peso médio, volume aparente, dissolução em suco
gástrico simulado e suco entérico simulado e teor.
3.2.5.1 Peso Médio
O ensaio de determinação de peso médio foi realizado nas formulações,
seguindo as especificações da Farmacopéia Brasileira Edição IV (1988). Para tal, 20
cápsulas foram pesadas cheias, o conteúdo foi retirado e o invólucro pesado
novamente, para que o peso do conteúdo fosse determinado. O desvio-padrão (DP)
e o desvio-padrão relativo (DPR) foram calculados. Admite-se uma variação de peso
de ± 10,0% para as formulações com peso médio de até 300,0 mg e de ± 7,5% para
cápsulas com peso médio superior a 300,0 mg.
3.2.5.2. Volume Aparente
A Farmacopéia Brasileira define este teste como uma forma de comprovar o
tamanho da cápsula proposto para as formulações.
O ensaio foi realizado separadamente para cada componente da formulação,
onde 1,0 g foi pesado e adicionado a uma proveta graduada de 10,0 mL. Foram
realizadas 10 batidas a uma altura de cerca de 15 cm sobre a superfície plana. O
volume aparente (em mL/g) foi, então, determinado.
52
3.2.5.3 Dissolução
Os ensaios de dissolução são preconizados pela Farmacopéia Brasileira
Edição IV (1988) como uma forma de determinação da quantidade de ativo liberado
no meio de dissolução em um determinado intervalo de tempo sob condições
experimentais específicas.
Os ensaios de dissolução foram realizados em suco gástrico e suco entérico
simulados. Para cada ensaio foram utilizadas três cubas contendo 900 mL do meio
utilizado mantido à temperatura de 37°C sob agitaçã o de 50 rpm. O aparato cesta foi
utilizado nos ensaios.
3.2.5.3.1 Dissolução em suco gástrico simulado (SGS)
O suco gástrico simulado foi preparado de acordo com as especificações da
Farmacopéia Americana 30 (USP, 2007). Para tal, 2,0 g de NaCl foram solubilizados
em quantidade suficiente de água destilada. Foram adicionados 7,0 mL de HCl à
solução e o volume ajustado para 1,0 L com água destilada. O pH da solução foi
monitorado com potenciômetro calibrado durante a adição do ácido e ajustado para
1,2 ± 0,1.
Para realizar o ensaio em suco gástrico, em cada uma das cubas foi adicionada
1 cápsula, respeitando-se o tempo de 1 minuto de adição entre as cubas. Alíquotas
de 10 mL foram coletadas a cada 10 minutos de cada uma das cubas, repondo-se o
volume de suco gástrico retirado à temperatura de 37 °C. Os ensaios foram
realizados num tempo total de 120 minutos, que corresponde ao tempo médio de
retenção gástrica de formas farmacêuticas de tamanho considerável, ou que tenham
sido administradas juntamente com alimentos (VALADARES et al, 2006).
53
3.2.5.3.2 Dissolução em suco entérico simulado (SES)
O suco entérico simulado também foi preparado seguindo as especificações da
USP 30 (2007). Foram dissolvidos 6,8 g de fosfato monobásico de potássio em
quantidade suficiente de água para solubilizá-lo. Uma solução 0,2 N de NaOH foi
preparada, sendo adicionados 77,0 mL desta solução à solução de fosfato
monobásico de potássio. O volume foi, então, ajustado para 1,0 L com água
destilada. O pH da solução foi devidamente medido e ajustado para 6,8 ± 0,1 em
potenciômetro previamente calibrado.
Para realizar o ensaio em suco entérico, em cada uma das cubas foi adicionada
1 cápsula, respeitando-se o tempo de 1 minuto de adição em cada cuba. Alíquotas
de 10 mL foram coletadas de cada cuba em intervalos de 20 minutos, repondo-se o
volume retirado de suco entérico para cada alíquota à temperatura de 37 °C. Os
testes foram conduzidos até o limite de 420 minutos, tempo este considerado de
trânsito intestinal (VARUM et al, 2008).
3.2.5.3.3 Quantificação do fármaco por Espectrofotometria de fluorescência
A espectrofotometria de fluorescência ou espectrofluorimetria é uma técnica
bastante difundida e amplamente utilizada em processos biotecnológicos,
sequenciamento de ADN, análises forenses, diagnóstico e imagem celulares e
moleculares e, também, como ferramenta de detecção e quantificação de fármacos
em controle de qualidade (LAKOVICZ, 2006; SANTOS & GIL, 2010), por se tratar de
um método de análise bastante sensível e seletivo para estes fins (SANTOS & GIL,
2010).
A fluorescência, juntamente com a fosforescência são subdivisões de um
fenômeno denominado fotoluminescência, que pode ser definido como a emissão da
luz por uma substância qualquer, que ocorre devido à transição de elétrons a níveis
elevados de excitação eletrônica (LAKOVICZ, 2006). No fenômeno da fluorescência,
os elétrons encontram-se no estado excitado singlete e emparelhados por spins em
direções opostas. O retorno do spin ao estado fundamental ocorre num intervalo de
54
tempo relativamente curto, possuindo duração média de nanosegundos, com
emissão de um fóton. Na fosforescência, a emissão da luz ocorre a partir do estado
excitado triplete. Neste caso, o elétron do estado excitado possui a mesma
orientação do elétron do estado fundamental, formado por um desemparelhamento
nos orbitais eletrônicos. Neste tipo de fenômeno, o intervalo de tempo de emissão
do fóton dura geralmente alguns milissegundos, podendo durar alguns segundos
(LAKOVICZ, 2006). O diagrama de Jablonski (Figura 16) ilustra as possíveis
transições eletrônicas que podem ocorrer a partir do estado eletrônico fundamental
que envolvem os fenômenos da fluorescência e da fosforescência.
Figura 16: Diagrama de Jablonski. A seta A (azul) ilustra a absorção do fóton; a seta F (verde)
representa a emissão do fóton por fluorescência; e a seta P (vermelha) representa a emissão
do fóton no fenômeno da fosforescência. Extraído de SANTOS e GIL, 2010.
Para que uma molécula possa emitir fluorescência, é necessário que esta
possua em sua estrutura algum grupamento fluoróforo, que pode ser intrínseco à
molécula, como por exemplo grupamentos aromáticos mononucleares ou
polinucleares, ou ainda fluoróforos extrínsecos, utilizados por conjugação e
derivatização quando a molécula de interesse não emite fluorescência, entre os
quais pode-se citar a fluoresceína (LAKOVICZ, 2006).
Em determinadas condições, as soluções de substâncias que são capazes de
emitir fluorescência podem ter a emissão de luz com intensidades proporcionais as
concentrações das soluções, o que torna a técnica de utilidade para fins analíticos.
55
Neste caso, o espectro é graficamente representado em relação à intensidade de
fluorescência versus o comprimento de onda (expresso em nm) ou número de onda
(expresso em cm
-1
).
Dejaegher e colaboradores (2008) desenvolveram e validaram metodologia de
determinação de 4-aminofenol, produto de degradação do paracetamol em
formulações orais utilizando método fluorimétrico com limites de detecção e
quantificação estimados em 0,0033 e 0,010 mg/100 mL, respectivamente.
Aydogmus (2009) desenvolveu e validou metodologia para quantificação do
fosfato de oseltamivir em cápsulas através de método fluorimétrico com conjugação
com fluorescamina, com limites de detecção e quantificação de 1,219 ng/mL e 4,064
ng/ml, respectivamente, e porcentagem de recuperação de 100,08%.
A quantificação da RVT nos ensaios de dissolução em SGS e SES foi realizada
através da espectrofluorimetria e tendo como base as curvas de calibração
previamente obtidas do fármaco nos meios de dissolução. Foi utilizado o
espectrofotômetro de fluorescência JASCO modelo FP-6300. Os comprimentos de
onda de excitação e emissão utilizados foram de 223,0 nm e 290,0 nm,
respectivamente.
3.2.5.4 Doseamento
De acordo com as especificações da Farmacopéia Brasileira Edição IV (1988),
foi realizado o ensaio de doseamento das formulações, para determinação do teor
de ativo das cápsulas.
Para tal, o peso médio de uma cápsula foi adicionado ao bécher e adicionados
200 mL de água destilada. A solução foi levada à sonicação com amplitude de
100,0% e ciclo de 1,0 por uma hora. Após o tempo, o volume foi completado a 500,0
mL em balão volumétrico. As leituras foram feitas em espectrofotômetro de
fluorescência utilizando o comprimento de onda de excitação de 223,0 nm e
comprimento de onda de emissão de 290,0 nm.
56
3.2.6 AVALIAÇÃO DO PERFIL DE LIBERAÇÃO IN VITRO
Os dados obtidos nos ensaios de dissolução em suco gástrico e suco entérico
simulados foram tratados estatisticamente, sendo traçadas as curvas de liberação
do fármaco in vitro ao longo do período proposto em cada estudo. Os valores de
liberação foram calculados com base nas curvas de calibração previamente obtidas
do fármaco nos meios de dissolução (SGS e SES) em espectrofotômetro de
fluorescência (conforme item 3.2.5.3.3). Foram calculadas as porcentagens médias
de liberação para cada formulação, assim como os valores de desvio-padrão e
desvio-padrão relativos.
3.2.7 AVALIAÇÃO DA CINÉTICA DE LIBERAÇÃO
A cinética de liberação de uma formulação é um parâmetro de grande
importância e que deve ser avaliado durante a etapa de desenvolvimento, pois a
partir desta análise é possível avaliar a influência de determinados parâmetros, tais
como a cristalinidade, solubilidade do ativo, tamanho da partícula na liberação do
mesmo (MANADAS, PINA & VEIGA, 2002).
Os dados obtidos do perfil de liberação foram colocados em modelos
matemáticos conforme as diferentes equações que descrevem as cinéticas de
liberação de fármacos.
Zero Ordem: %F = a
1
+ b
1
. t
Primeira Ordem: ln (100 - %F) = a
2
– b
2
. t
Higuchi:
Mt/ M
∞
= K
H
√ t
+ b
Onde:
%F = percentual de liberação de fármaco;
57
t = tempo (min.);
a
1
, a
2
, = interseções ao eixo do y;
b
1
, b
2
, = curvaturas das retas;
Mt e M
∞
= quantidade cumulativa absoluta de fármaco liberado no tempo t e no
infinito, respectivamente;
b = quantidade inicial de fármaco na solução;
K
H
= constante de liberação de Higuchi (características estruturais e
geométricas do sistema);
A melhor adequação dos dados em gráficos em relação às diferentes equações
citadas foi obtida pela observação do valor do coeficiente de correlação determinado
por regressão linear em Excel®. A partir do modelo proposto, foram calculados os
valores de fluxo de liberação e tempo de latência da formulação, a partir dos dados
obtidos na equação da reta.
58
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 PREPARAÇÃO DAS CURVAS DE CALIBRAÇÃO DE RVT
4.1.1 Curva de calibração de RVT em água
Foram utilizadas as concentrações de 6,25 µg/mL, 12,5 µg/mL, 18,75 µg/mL,
25,00 µg/mL, 31,25 µg/mL e 62,50 µg/mL de rivastigmina base utilizando água
destilada como solvente para que a curva de calibração do fármaco fosse obtida. Os
dados obtidos são mostrados na figura 17.
0,045
0,081
0,117
0,152
0,192
0,378
y = 0,0059x + 0,0063
r = 0,9998
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0 10 20 30 40 50 60 70
Concentração (µg/mL)
Absorbância (A)
Figura 17: Curva de calibração da RVT utilizando água destilada como solvente.
A curva formada pelos pontos obtidos foi submetida à regressão linear,
originando a equação da reta y = 0,0059x + 0,0063. O coeficiente de correlação
linear da reta foi calculado (r = 0,9998), e mostra que a mesma pode ser utilizada na
quantificação do fármaco presente no sobrenadante das reações de intercalação
entre a RVT e MMT, pois é observada linearidade entre o aumento da concentração
do fármaco e o valor da absorbância lida.
59
4.1.2 Curva de calibração de RVT em metanol – água (95:5)
Para preparar a curva de calibração da RVT utilizando como solvente 95 partes
de metanol para cada cinco partes de água, foram utilizadas soluções nas
concentrações de 6,25 µg/mL, 12,5 µg/mL, 18,75 µg/mL, 25,00 µg/mL, 31,25 µg/mL
e 62,50 µg/mL de RVT base. Os dados obtidos são mostrados na figura 18.
0,063
0,107
0,162
0,206
0,253
0,491
y = 0,0076x + 0,0153
r = 0,9998
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 10 20 30 40 50 60 70
Concentração (µg/mL)
absorbância (A)
Figura 18: Curva de calibração da RVT em metanol – água (95:5)
As leituras foram feitas em espectrofotômetro UV-visível no comprimento de
onda de 225 nm. Com os dados obtidos foi traçada a curva de calibração da RVT no
solvente utilizado, sendo esta submetida à regressão linear. A equação da reta
obtida foi y = 0,0076x + 0,0153, com coeficiente de correlação linear com valor igual
a 0,9998. É observada uma linearidade entre a concentração do fármaco em
solução com os valores de absorbância nesse comprimento de onda, o que mostra
que a reta pode ser utilizada para quantificação da RVT no sobrenadante das
reações de intercalação com as argilas organofílicas avaliadas.
60
4.2 PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS NANOCOMPÓSITOS RVT-MMT
O processo de intercalação RVT-MMT foi efetuado avaliando-se a influência do
tempo reacional e da capacidade de troca catiônica da argila. Para se avaliar a
influência do tempo reacional, foram realizadas reações de intercalação nos
diferentes tempos reacionais: 30 minutos, 1 hora, 24 horas, 48 horas e 72 horas. A
avaliação da capacidade de troca catiônica da MMT foi feita através da preparação
dos nanocompósitos em diferentes concentrações do fármaco, em que foram
testadas as concentrações de 60 mEq RVT / 100 g MMT, 100 mEq RVT / 100 g
MMT e 120 mEq RVT / 100 g MMT. Os nanocompósitos obtidos foram
caracterizados de acordo com o rendimento reacional (%), a proporção de RVT no
material (mg RVT / g nanocompósito), o espaçamento interlamelar d
001
(Å) e a
variação de espaçamento interlamelar em relação ao espaçamento basal da MMT.
4.2.1 Rendimento
O rendimento reacional (%) foi calculado através da quantificação do fármaco
pela leitura do sobrenadante em espectrofotômetro UV-visível no comprimento de
onda de 225 nm, com base na curva de calibração da RVT em água (item 4.1.1).
Com base nos valores de rendimento, foram calculadas as proporções de RVT nos
materiais formados (mg RVT / g nanocompósito). O espaçamento interlamelar dos
materiais foi calculado através da aplicação da Equação de Bragg. Com base nos
valores do espaçamento interlamelar, foi calculada a variação de espaçamento
interlamelar do material em relação ao espaçamento basal da MMT. Esses dados
são apresentados na tabela 1.
61
Tabela 1: Resultados de rendimento, proporção de RVT no nanocompósito (mg/g),
espaçamento interlamelar e variação de espaçamento interlamelar obtidos para os
nanocompósitos RVT-MMT.
CTC (mEq RVT
/ 100 g MMT)
Tempo
reacional
Rendimento
(%)
mg RVT / g
nanocompósito
Espaçamento
interlamelar (Å)
∆d
001
(Å)
MMT - - - 13,40 -
60 30 min 65,2 89,2 15,24 + 1,84
60 1 hora 64,9 88,8 15,64 + 2,24
60 24 horas 65,1 89,1 15,92 + 2,52
60 48 horas 61,9 85,1 16,06 + 2,66
60 72 horas 65,3 89,3 15,50 + 2,10
100 30 min 51,4 114,0 17,85 + 4,45
100 1 hora 48,1 107,5 17,67 + 4,27
100 24 horas 47,9 107,1 17,49 + 4,09
100 48 horas 46,9 105,1 17,85 + 4,45
100 72 horas 40,5 92,0 16,99 + 3,59
120 30 min 41,2 110,1 17,49 + 4,09
120 1 hora 40,7 108,9 17,67 + 4,27
120 24 horas 44,5 117,9 17,85 + 4,45
120 48 horas 42,0 112,0 18,21 + 4,81
120 72 horas 39,7 106,6 18,03 + 4,63
Pela análise da tabela 1, observa-se um aumento da quantidade de RVT
intercalada em relação ao aumento da CTC de 60 mEq RVT / 100 g MMT para 100
mEq RVT / 100 g MMT. Esse aumento na quantidade de RVT no interior das
lamelas não é observado entre os nanocompósitos produzidos com CTC de 100 a
120 mEq RVT / 100 g MMT. Isso mostra que o perfil de intercalação da RVT na MMT
é concentração-dependente, observando-se o aumento da quantidade de RVT
intercalada conforme aumenta a CTC, até que a quantidade de fármaco no interior
da lamela atinja uma saturação. Neste caso, o equilíbrio é atingido numa proporção
média de 110,0 mg RVT / g MMT, em que ocorre a inibição da entrada de novas
moléculas de RVT pelo fechamento das lamelas. Este mesmo fenômeno foi
observado por Kevadiya, Joshi e Bajaj (2010), ao estudarem o processo de
intercalação da procainamida em MMT, no qual foi observado um equilíbrio na
intercalação após a concentração de 244 mg de procainamida por grama de MMT.
62
4.2.2 Difração de Raios-X
Os padrões de difração dos nanocompósitos RVT-MMT foram agrupados com
relação à capacidade de troca catiônica avaliada, e são mostrados nas figuras 19,
20 e 21. O padrão de difração da MMT foi mostrado nas figuras para que os padrões
de difração dos nanocompósitos pudessem ser avaliados comparativamente em
relação ao ângulo 2θ da MMT.
Figura 19: Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-MMT com capacidade de
troca catiônica de 60 mEq RVT / 100 g MMT.
0 5 10 15 20 25
ângulo (2 theta)
MMT
30 minutos
1 hora
24 horas
48 horas
72 horas
63
Figura 20: Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-MMT com capacidade de
troca catiônica de 100 mEq RVT / 100 g MMT.
Figura 21: Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-MMT com capacidade de
troca catiônica de 120 mEq RVT / 100 g MMT.
0 5 10 15 20 25
ângulo (2 theta)
MMT
30 minutos
1 hora
24 horas
48 horas
72 horas
0 5 10 15 20 25
ângulo (2 theta)
MMT
30 mi
nutos
1 hora
24 horas
48 horas
72 horas
64
Pode-se observar a diminuição evidente nos valores do ângulo 2θ dos picos de
difração em todos os nanocompósitos produzidos em relação ao ângulo 2θ da MMT
pura, o que indica claramente o aumento do espaçamento interlamelar em relação
ao silicato puro e a consequente intercalação do fármaco no interior das lamelas da
MMT.
Outra relação que pode ser observada pela análise dos dados da tabela 1
concomitantemente com a análise dos padrões de difração obtidos para as
diferentes capacidades de troca catiônica analisadas, é a influência do fator tempo
reacional no processo de produção dos nanocompósitos. Observa-se o aumento do
espaçamento interlamelar conforme aumenta a capacidade de troca catiônica, o que
provavelmente se deve a um melhor arranjo do fármaco no interior das lamelas da
MMT.
O nanocompósito com CTC de 100 mEq RVT / 100 g MMT e tempo reacional
de 30 minutos foi selecionado para caracterização por IV-TF e TGA, por possuir um
aumento expressivo no espaçamento interlamelar (aumento de 4,45
Å
em relação ao
espaçamento interlamelar da MMT pura) associado ao rendimento reacional
considerado efetivo (51,4%), que se traduz em uma elevada proporção de RVT no
material (114 mg RVT / g nanocompósito), além de possuir o tempo reacional
considerado otimizado (30 minutos) quando comparado aos nanocompósitos
produzidos com tempos reacionais de 24, 48 e 72 horas.
4.2.3 Infravermelho por Transformada de Fourier
A técnica de IV-TF foi utilizada para tentar comprovar a formação do
nanocompósito após a caracterização por DRX. Foram preparadas pastilhas de KBr
a 1,0% com a MMT, com a RVT, com a mistura física contendo 114 mg RVT / g
MMT e com o nanocompósito selecionado (100 mEq RVT / 100 g MMT com tempo
reacional de 30 minutos).
65
Analisando-se os espectros obtidos (Figura 22) é possível caracterizar as
bandas principais dos materiais analisados.
No espectro da MMT, podem ser observadas bandas características do
material, que correspondem ao estiramento do grupo –OH nas ligações Al-OH e Si-
OH nas regiões 3620 e 3698 cm
-1
, ao estiramento do grupo –OH da água absorvida
na região 3400 cm
-1
, à banda de deformação das moléculas de água na região de
1640 cm
-1
, ao estiramento do grupo Si-O-Si na região entre 1115 e 1035 cm
-1
, à
banda das vibrações Al-Al-OH na região de 915 cm
-1
, das vibrações Al-Fe-OH na
região em torno de 875 cm
-1
e da vibração Al-Mg-OH na região em torno de 836 cm
-1
(CAGLAR et al, 2009; DORNELAS, 2008; JOSHI, 2009b).
Figura 22: Espectros de IV-TF da RVT, MMT, mistura física (114 mg RVT / 1 g material) e do
nanocompósito (100 mEq RVT / 100 g MMT – 30 minutos). As setas em vermelho representam
as principais bandas do espectro da RVT.
66
As principais bandas de absorção da RVT estão sinalizadas no espectro, que
correspondem à banda do modo vibracional da ligação N-H na região de número de
onda igual a 3350 cm
-1
, à banda referente à ligação C-H (anel aromático) na região
2950 cm
-1
, à banda de modo vibracional da ligação C=O na região em torno de 1715
– 1730 cm
-1
e à banda da ligação C=C na região entre 1400 – 1500 cm
-1
. Pode-se
observar o alargamento da banda de vibração da ligação N-H devido à presença de
água adsorvida na amostra.
Analisando-se o espectro da mistura física, é possível observar a sobreposição
das principais bandas do espectro da RVT no espectro da MMT. Observa-se
nitidamente a presença da banda da ligação C=C na região entre 1400 – 1500 cm
-1
e
da banda de modo vibracional da ligação C=O na região em torno de 1715 – 1730
cm
-1
. O aumento observado na banda referente ao estiramento do grupo –OH nas
ligações Al-OH e Si-OH nas regiões 3620 e 3698 cm
-1
da MMT se deve à vibração
das hidroxilas da água presentes nas lamelas da argila (SOARES, 2003).
No espectro do nanocompósito selecionado, é possível notar a sobreposição
das principais bandas do espectro da RVT com as principais bandas presentes no
espectro MMT. Observa-se a banda referente à ligação C=O da RVT (em torno de
1715 cm
-1
) e, além disso, nota-se a diminuição na intensidade das bandas em 3620
e 3698 cm
-1
e da banda em 1640 cm
-1
, que são bandas características da presença
de água no interior das lamelas, pelo fato do fármaco ter deslocado as moléculas de
água no espaço interlamelar. Através da análise do espectro do nanocompósito,
pode-se dizer que a RVT está inserida no interior das lamelas da MMT através de
interações intermoleculares fracas, pois não são observadas alterações bruscas no
espectro do material produzido, que pode ser considerado como indicativo de
intercalação do fármaco no silicato lamelar.
67
4.2.4 Análise Termogravimétrica
A ATG tem como finalidade avaliar a estabilidade térmica de um material
através do monitoramento da perda de massa de produtos degradados em função
do aumento da temperatura. Foram obtidas as curvas de decomposição térmica da
MMT (Figura 23), RVT (Figura 24) e do nanocompósito selecionado (Figura 25),
como forma de comprovação da formação do material.
Figura 23: Curva de decomposição térmica da MMT.
Através da análise da curva de decomposição térmica da MMT (figura 23), é
observada uma perda de massa na faixa de temperatura entre 50 e 150 °C de
aproximadamente 15,0 % da amostra, referente à evaporação de água presente no
interior das lamelas da MMT (CAGLAR et al., 2009; JOSHI et al, 2009a).
68
Figura 24: Curva de decomposição térmica da RVT.
Analisando-se a curva de decomposição térmica da RVT (Figura 24), pode-se
observar um único evento de degradação, que ocorre na temperatura de 202,18 °C,
que compreende a degradação total do fármaco.
Figura 25: Curva de decomposição térmica do nanocompósito selecionado.
69
Analisando-se a curva de decomposição do nanocompósito (Figura 25), é
observado um evento de degradação de 15,511% do material na faixa de
temperatura que se estende de 265,0 até 550,0 °C, valor este mais elevado do que o
observado para a degradação da RVT pura. Portanto, pode-se dizer que a RVT
intercalada na MMT possui um ganho na estabilidade térmica, o que favorece a
utilização do nanocompósito como sistema carreador para a RVT. Esse mesmo
evento foi observado por Joshi e colaboradores (2009a) no processo de intercalação
do maleato de timolol em MMT, sendo observada degradação do fármaco entre 250
e 800°C nos nanocompósitos produzidos com proporção intercalada de fármaco de
217 mg/g de MMT.
4.3 PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS NANOCOMPÓSITOS RVT-VS4
O processo de intercalação RVT-VS4 foi efetuado do mesmo modo do que o
descrito anteriormente para a MMT, sendo avaliada a influência do tempo reacional
e da capacidade de troca catiônica da argila no sucesso do processo. As reações
de intercalação foram realizadas em 30 minutos, 1 hora, 24 horas, 48 horas e 72
horas para avaliar a influência do tempo reacional. A avaliação da capacidade de
troca catiônica do fármaco foi feita através da preparação dos nanocompósitos em
diferentes concentrações do fármaco, sendo que foram testadas as concentrações
de 60 mEq RVT / 100g VS4, 100 mEq RVT / 100g VS4 e 120 mEq RVT / 100g VS4.
Os nanocompósitos obtidos foram caracterizados de acordo com o rendimento
reacional (%), a proporção de RVT no material (mg RVT / g nanocompósito), o
espaçamento interlamelar d
001
(Å) e a variação de espaçamento interlamelar em
relação ao espaçamento basal da VS4.
4.3.1 Rendimento
O rendimento reacional (%) foi calculado através da quantificação do fármaco
pela leitura do sobrenadante em espectrofotômetro UV-visível no comprimento de
70
onda de 225 nm, com base na curva de calibração da RVT em 95 partes de metanol
para cada 5 partes de água (item 4.1.2).
Na tabela 2 são mostrados os valores de rendimento reacional, proporção de
RVT em cada grama de material, espaçamento interlamelar e variação de
espaçamento interlamelar em relação ao silicato lamelar puro obtidos para os
nanocompósitos de RVT-VS4.
Tabela 2: Resultados de rendimento, proporção de RVT no nanocompósito (mg/g),
espaçamento interlamelar e variação de espaçamento interlamelar obtidos para os
nanocompósitos RVT-VS4 .
CTC (mg
RVT / 100
g VS4)
Tempo
reacional
Rendimento
(%)
mg RVT / g
nanocompósito
Espaçamento
interlamelar
(Å)
∆d
001
(Å)
VS4 - - - 21,80 -
60 30 min 19,2 28,03 17,63 - 4,17
60 1 hora 23,8 34,51 20,08 - 1,72
60 24 horas 28,9 41,60 19,86 - 1,94
60 48 horas 25,6 37,03 19,00 - 2,80
60 72 horas - - 18,80 - 3,00
100 30 min 30,5 70,94 18,80 - 3,00
100 1 hora 26,2 61,55 18,03 - 3,77
100 24 horas 29,4 68,55 17,67 - 4,13
100 48 horas 34,7 79,92 18,80 - 3,00
100 72 horas 27,0 63,31 19,42 - 2,38
120 30 min 29,8 82,17 18,22 - 3,58
120 1 hora 25,6 71,41 15,92 - 5,88
120 24 horas 28,6 79,11 18,60 - 3,20
120 48 horas 27,5 76,31 18,21 - 3,59
120 72 horas 33,8 92,18 18,60 - 3,20
Analisando-se os dados da tabela 2, é possível notar que o perfil de
intercalação do fármaco na argila, diferentemente do que ocorrem na intercalação da
RVT em MMT, não se mostrou concentração-dependente, pois observa-se a
intercalação de cerca de 25,0 – 30% da RVT adicionada independentemente da
CTC analisada, embora seja possível observar o aumento da proporção de RVT no
nanocompósito conforme o aumento da CTC do silicato lamelar, que possivelmente
71
ocorre pelo fato da organoargila ser pré-intercalada com íons alquilamônio. A análise
de espaçamento interlamelar será realizada no item a seguir (4.3.2).
4.3.2 Difração de Raios-X
Os padrões de difração dos nanocompósitos RVT-VS4 foram agrupados com
relação à capacidade de troca catiônica do silicato lamelar avaliado, e são
mostrados nas figuras 26, 27 e 28. O padrão de difração da VS4 foi mostrado em
todos os grupos de padrão de difração dos materiais, para que estes pudessem ser
analisados comparativamente com o padrão de difração da VS4.
Figura 26: Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-VS4 com capacidade de
troca catiônica de 60 mEq RVT / 100 g VS4.
0 5 10 15 20 25
ângulo (2 theta)
VS4
30 minutos
1 hora
24 horas
48 horas
72 horas
72
Figura 27: Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-VS4 com capacidade de
troca catiônica de 100 mEq RVT / 100 g VS4.
Figura 28: Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-VS4 com capacidade de
troca catiônica de 120 mEq RVT / 100 g VS4.
0 5 10 15 20 25
ângulo (2 theta)
VS4
30 minutos
1 hora
24 horas
48 horas
7
2 horas
VS4
30 minutos
1 hora
24 horas
48 horas
72 horas
0 5 10 15 20 25
ângulo (2 theta)
73
Pode-se observar o aumento evidente nos valores do ângulo 2θ dos picos de
difração em todos os nanocompósitos produzidos em relação ao ângulo 2θ da VS4
pura, que indica claramente a diminuição do espaçamento interlamelar em relação
ao silicato puro. Esses valores podem ser explicitamente observados pela análise da
variação de espaçamento interlamelar dos materiais produzidos em relação ao
silicato lamelar puro. Entretanto, não se pode obter nenhuma conclusão da possível
correlação entre a quantidade de RVT presente no material e o espaçamento
interlamelar observado.
Através da análise desses dados, supõe-se que houve o deslocamento dos
íons alquilamônio da VS4 pela RVT, o que justificaria a diminuição do espaçamento
interlamelar dos nanocompósitos produzidos. Para confirmar tal suposição, foram
selecionados dois nanocompósitos RVT-VS4 para caracterização por IV-TF e DSC.
O nanocompósito com CTC de 100 mEq RVT / 100 g VS4 e tempo reacional de 24
horas, e o nanocompósito com CTC de 120 mEq RVT / 100 g VS4 e tempo reacional
de 30 minutos foram selecionados por possuirem uma maior proporção de RVT no
material associada a uma maior diminuição na variação do espaçamento
interlamelar em relação à argila pura.
4.3.3 Infravermelho por Transformada de Fourier
A análise de IV-TF foi utilizada para confirmar a suposição de que a RVT teria
deslocado os íons dialquil dimetilamônio da VS4, o que justificaria a diminuição do
espaçamento interlamelar desses materiais em comparação ao espaçamento
interlamelar da argila pura. Foram preparadas pastilhas de KBr a 1,0% de VS4, RVT
e dos nanocompósitos selecionados. Os espectros de IV-TF são mostrados na figura
29.
74
Figura 29: Espectros de IV-TF da RVT, VS4 e dos nanocompósitos selecionados.
Analisando-se o espectro da VS4 é possível observar a presença das principais
bandas do material referentes à banda de deformação áxil da ligação Si-OH e Al-OH
nas regiões de 3620 e 3698 cm
-1
, ao estiramento da ligação -OH da água adsorvida
no interior das lamelas na região 3235 cm
-1
, às bandas de vibração simétrica e
assimétrica das ligações C-H referentes aos grupos CH
2
e CH
3
nas regiões de 2913
e 2848 cm
-1
, à banda de deformação angular da ligação N-H na região de 1650 cm
-1
e à banda de vibração da ligação Si-O-Si na região 1053 cm
-1
(FROST et al., 2008;
PAIVA, MORALES & DIAZ, 2008). As principais bandas da RVT são descritas no
item 4.2.3.
Através da análise dos espectros dos nanocompósitos selecionados, é possível
observar a sobreposição das bandas do espectro da RVT com as bandas do
espectro da VS4. Nota-se a presença das bandas da RVT referentes ao modo
75
vibracional da ligação C=O na região em torno de 1715 – 1730 cm
-1
e a banda da
ligação C=C na região entre 1400 – 1500 cm
-1
. Nota-se ainda a diminuição na
intensidade da banda na região de 1650 cm
-1
referente à deformação angular da
ligação N-H do íon alquilamônio, evidenciando que parte destes íons tenham sido
trocados pela RVT no espaço interlamelar. Não foram observadas modificações na
intensidade das bandas referentes à ligação C-H nas regiões 2913 e 2848 cm
-1
entre
o silicato lamelar e os nanocompósitos pelo fato de que a sobreposição das bandas
da RVT com as bandas da VS4 dificulta a análise desta região do espectro para a
confirmação da suposição da troca entre o íon alquilamônio e o fármaco no espaço
interlamelar.
4.3.4 Calorimetria exploratória diferencial
A técnica de DSC foi utilizada na caracterização dos nanocompósitos
produzidos com RVT e argilas organofílicas na tentativa de avaliar os eventos
térmicos observados para cada amostra e, dessa forma, tentar elucidar o
mecanismo de intercalação da RVT no silicato lamelar. Foram obtidas as curvas de
DSC da RVT, da VS4, dos nanocompósitos selecionados e das misturas físicas
referentes aos nanocompósitos selecionados (Figuras 30 e 31).
Pela análise da curva de DSC da RVT, é possível observar três eventos
térmicos que ocorrem na faixa de temperatura entre 25 e 300°C. O primeiro evento
térmico ocorre na temperatura de 100°C e correspond e a evaporação da água
adsorvida da amostra. O segundo evento térmico observado ocorre na faixa de
temperatura de 120 – 130°C e corresponde à fusão da RVT. O terceiro evento
observado é a degradação do fármaco, que ocorre na faixa de temperatura de 200 a
250°C.
Analisando-se a curva de DSC da VS4, dois eventos térmicos principais podem
ser observados na faixa de temperatura de 25 a 300°C, que compreendem a
dessorção de água e gases da amostra e ocorre na faixa de temperatura de 50 –
76
100°C e a decomposição dos surfactantes presentes n o espaço interlamelar na faixa
de temperatura de 220 a 300 °C (HEDLEY, YUAN & THEN G, 2007; XI et al, 2007).
Figura 30: Curvas de DSC da RVT, VS4, da mistura física referente a CTC de 100 mEq RVT / 100
g VS4 e do nanocompósito com CTC de 100 mEq RVT / 100 g VS4 e tempo reacional de 24
horas.
77
Figura 31: Curvas de DSC da RVT, VS4, da mistura física referente a CTC de 120 mEq RVT / 100
g VS4 e do nanocompósito com CTC de 120 mEq RVT / 100 g VS4 e tempo reacional de 30
minutos.
78
As curvas de DSC das misturas físicas exibem três eventos térmicos. O
primeiro evento térmico que pode ser observado é a dessorção de gases e água na
temperatura entre 50 e 80°C. O segundo evento térmi co corresponde à fusão da
RVT na temperatura de 105°C e o terceiro evento tér mico que pode ser observado
corresponde à sobreposição do evento de decomposição do fármaco concomitante
com a decomposição dos íons dialquil dimetilamônio.
Através da análise das curvas de DSC dos nanocompósitos selecionados,
pode-se observar o evento de dessorção dos gases e da água adsorvida que ocorre
na faixa de temperatura entre 50 e 80 °C e nota-se a ausência do evento térmico
referente à decomposição dos íons alquilamônio neste material, indicando a troca
entre o fármaco e os íons alquilamônio. Além disso, a ausência de eventos térmicos
relacionados ao fármaco na faixa de temperatura analisada confirma o ganho de
estabilidade da RVT no material obtido.
4.4 PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS NANOCOMPÓSITOS RVT-VS7
O processo de intercalação dos nanocompósitos RVT-VS7 foi avaliado do
mesmo modo que o descrito anteriormente para os nanocompósitos RVT-VS4.
Foram preparados nanocompósitos utilizando as proporções de 60 mEq RVT / 100 g
VS7, 100 mEq RVT / 100 g VS7 e 120 mEq RVT / 100 g VS7 nos tempos reacionais
de 30 minutos, 1 hora, 24 horas, 48 horas e 72 horas. Os nanocompósitos obtidos
foram caracterizados de acordo com o rendimento reacional (%), a proporção de
RVT no material (mg RVT / g nanocompósito), o espaçamento interlamelar d
001
(Å) e
a variação de espaçamento interlamelar em relação ao espaçamento basal da VS7.
79
4.4.1 Rendimento
O rendimento reacional (%) foi calculado através da quantificação do fármaco
pela leitura do sobrenadante em espectrofotômetro UV-visível no comprimento de
onda de 225 nm, com base na curva de calibração da RVT em 95 partes de metanol
para cada 5 partes de água (item 4.1.2).
Na tabela 3 são mostrados os valores de rendimento reacional, proporção de
RVT em massa de material, espaçamento interlamelar e variação de espaçamento
interlamelar em relação ao silicato lamelar puro obtidos para os nanocompósitos de
RVT-VS7.
Tabela 3: Resultados de rendimento, proporção de RVT no nanocompósito (mg/g),
espaçamento interlamelar e variação de espaçamento interlamelar obtidos para os
nanocompósitos RVT-VS7.
CTC (mEq RVT
/ 100 g VS7)
Tempo
reacional
Rendimento
(%)
mg RVT / g
nanocompósito
Espaçamento
interlamelar (Å)
∆d
001
(Å)
VS7 - - - 19,00 -
60 30 min 21,4 31,16 17,15 -1,85
60 1 hora 23,8 34,54 18,03 - 0,97
60 24 horas 12,0 17,71 17,49 - 1,51
60 48 horas 37,7 53,63 17,67 - 1,33
60 72 horas 33,4 47,81 17,49 - 0,97
100 30 min 26,6 62,43 16,67 - 2,33
100 1 hora 28,4 66,38 18,03 - 0,97
100 24 horas 27,3 63,97 17,15 - 1,85
100 48 horas 30,9 71,80 17,32 - 1,68
100 72 horas 33,4 77,16 17,32 - 1,68
120 30 min 24,4 68,29 17,85 - 1,15
120 1 hora 19,9 56,41 18,40 - 0,60
120 24 horas 37,9 102,21 17,50 - 1,50
120 48 horas 30,5 83,93 17,50 - 1,50
120 72 horas 32,9 89,94 16,36 - 2,64
80
Analisando-se os dados da tabela 3, é possível notar que o perfil de
intercalação do fármaco na argila não é concentração-dependente, assim como para
a organoargila VS4. Observa-se ainda que os nanocompósitos produzidos foram
constituídos por uma média de 28,03% da RVT adicionada. A análise de
espaçamento interlamelar será realizada no item a seguir (4.4.2).
4.4.2 Difração de Raios-X
Os padrões de difração dos nanocompósitos produzidos também foram
agrupados de acordo com a CTC do silicato lamelar e são mostrados nas figuras 32,
33 e 34, junto com o padrão de difração do silicato lamelar puro.
Figura 32: Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-VS7 com capacidade de
troca catiônica de 60 mEq RVT / 100 g VS7.
0 5 10 15 20 25
ângulo (2 theta)
VS7
30 minutos
1 hora
24 horas
48 horas
72 horas
81
Figura 33: Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-VS7 com capacidade de
troca catiônica de 100 mEq RVT / 100 g VS7.
Figura 34: Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-VS7 com capacidade de
troca catiônica de 120 mEq RVT / 100 g VS7.
0 5 10 15 20 25
ângulo (2 theta)
1 hora
24 horas
48 horas
72 horas
30 minutos
VS7
0 5 10 15 20 25
ângulo (2 theta)
VS7
30 minutos
1 hora
24 horas
48 horas
72 horas
82
O espaçamento interlamelar dos nanocompósitos foi calculado com base nos
padrões de difração obtidos através da aplicação da equação de Bragg. Pode-se
observar o aumento nos valores de ângulo 2θ referente aos picos dos padrões de
difração dos nanocompósitos em comparação ao ângulo 2θ da VS7 pura, que indica
claramente a diminuição dos valores de espaçamento interlamelar dos materiais.
Foram selecionados os nanocompósitos produzidos com CTC de 100 mEq RVT
/ 100 g VS7 e tempo reacional de 30 minutos e CTC de 120 mEq RVT / 100 mEq
VS7 e tempo reacional de 72 horas para caracterização por IV-TF e DSC. Esses
nanocompósitos foram selecionados por possuirem proporções de fármaco em
massa de nanomaterial consideradas efetivas e, também, por possuirem os maiores
valores de redução do espaçamento interlamelar com relação ao espaçamento
interlamelar da organoargila pura na tentativa de confirmar a suposição proposta
para o mecanismo de intercalação da RVT em organoargilas.
4.4.3 Infravermelho por Transformada de Fourier
A análise de IV-TF foi utilizada para caracterização dos nanocompósitos RVT-
VS7 selecionados para que as principais bandas de absorção no IV dos materiais
fossem analisadas. Foram preparadas pastilhas de KBr a 1,0% com VS7, RVT e
com os nanocompósitos selecionados. Os espectros de IV-TF são mostrados na
figura 35.
As principais bandas de absorção no IV da argila correspondem à banda de
deformação axial da hidroxila estrutural (das ligações Al-OH e Si-OH) na região 3650
cm
-1
, às bandas de vibração simétrica e assimétrica das ligações C-H referentes aos
radicais CH
2
e CH
3
nas regiões de 2913 e 2848 cm
-1
, à banda de deformação
angular da ligação N-H na região de 1650 cm
-1
, ao estiramento do grupo CH
2
na
região 1469 cm
-1
e à banda de vibração da ligação Si-O-Si na região 1053 cm
-1
. As
principais bandas da RVT foram descritas no item 4.2.3.
83
Figura 35: Espectros de IV-TF da argila organofílica VS7 e dos nanocompósitos RVT-VS7
selecionados.
Analisando-se os espectros dos nanocompósitos selecionados, pode-se
observar claramente a sobreposição das principais bandas presentes no espectro da
RVT com as principais bandas do espectro da VS7. A principal evidência de que a
RVT estaria intercalada na organoargila é a presença da banda referente ao modo
vibracional da ligação C=O da RVT na região em torno de 1715 – 1730 cm
-1
. Além
disso, é possível notar a diminuição da intensidade das bandas de vibração
simétrica e assimétrica das ligações C-H referentes aos grupos CH
2
e CH
3
nas
regiões de 2913 e 2848 cm
-1
e ao estiramento do grupo CH
2
na região 1469 cm
-1
.
Essas bandas são características dos íons alquil dimetil benzilamônio presentes no
espaço interlamelar e a diminuição da intensidade dessas bandas corrobora a
hipótese do deslocamento dos íons alquilamônio pelo fármaco.
84
4.4.4 Calorimetria exploratória diferencial
A caracterização por DSC foi utilizada como técnica confirmatória do
mecanismo de intercalação da RVT no espaço interlamelar da organoargila, através
da análise dos eventos térmicos que ocorrem na faixa de temperatura entre 25 e
300°C. Foram obtidas as curvas de DSC da RVT, da VS 7, dos nanocompósitos
selecionados e das misturas físicas referentes aos nanocompósitos selecionados
(Figuras 36 e 37).
Os eventos térmicos da RVT foram analisados no item 4.3.4. Os eventos
térmicos que podem ser observados para a VS7 compreendem a dessorção de
gases e água adsorvidas no interior das lamelas da argila, evento que ocorre na
faixa de temperatura inicial até 70°C, e a decompos ição dos íons alquil dimetil
benzilamônio que ocorre na temperatura média de 225°C.
Analisando-se as curvas de DSC das misturas físicas produzidas, pode-se
observar os eventos térmicos relacionados com a RVT e também com a argila
organofílica. É possível notar a sobreposição do evento de decomposição da RVT e
dos íons alquilamônio, pois ambos ocorrem na mesma faixa de temperatura (200 –
250°C).
Ao analisar as curvas de DSC dos nanocompósitos, nota-se a ausência dos
eventos relacionados aos íons alquilamônio da argila nos materiais analisados, que
confirma a hipótese de que o fármaco no espaço interlamelar do material ocasiona o
deslocamento desses íons, expulsando-os da lamela da argila. Além disso, a
ausência de eventos térmicos relacionados com o fármaco confirma a melhoria na
estabilidade térmica da RVT, provavelmente inclusa em nanocompósitos.
85
Figura 36: Curvas de DSC da organoargila VS7, da mistura física referente a CTC de 100 mEq
RVT / 100 g VS7 e do nanocompósito com CTC de 100 mEq RVT / 100 g VS7 e tempo reacional
de 30 minutos.
86
Figura 37: Curvas de DSC da organoargila VS7, da mistura física referente a CTC de 120 mEq
RVT / 100 g VS7 e do nanocompósito com CTC de 120 mEq RVT / 100 g VS7 e tempo reacional
de 72 horas.
87
4.5 PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃOS DOS NANOCOMPÓSITOS RVT-VB8
O processo de intercalação dos nanocompósitos RVT-VB8 foi avaliado do
mesmo modo que os descritos anteriormente para os nanocompósitos produzidos
com as argilas organofílicas estudadas. Foram preparados nanocompósitos
utilizando as proporções de 60 mEq RVT / 100 g VB8, 100 mEq RVT / 100 g VB8 e
120 mEq RVT / 100 g VB8 nos tempos reacionais de 30 minutos, 1 hora, 24 horas,
48 horas e 72 horas. Os nanocompósitos obtidos foram caracterizados de acordo
com o rendimento reacional (%), a proporção de RVT no material (mg RVT / g
nanocompósito), o espaçamento interlamelar d
001
(Å) e a variação de espaçamento
interlamelar em relação ao espaçamento basal da VB8.
4.5.1 Rendimento
Os valores de rendimento reacional, proporção de RVT em cada grama de
material, espaçamento interlamelar e variação de espaçamento interlamelar em
relação ao silicato lamelar puro obtidos para os nanocompósitos de RVT-VB8 são
demonstrados na tabela 4.
O rendimento reacional (%) foi calculado através da quantificação do fármaco
pela leitura do sobrenadante em espectrofotômetro UV-visível no comprimento de
onda de 225 nm, com base na curva de calibração da RVT em 95 partes de metanol
para cada 5 partes de água (item 4.1.2). Apesar do solvente ideal para VB8 ser o
tolueno (RODRIGUES, 2010), foi utilizada a mistura de metanol e água em virtude
da solubilidade do fármaco neste meio. É possível observar, através da análise dos
dados da tabela, o aumento dos valores de proporção da RVT nos materiais
produzidos de acordo com o aumento da CTC avaliada. Nota-se ainda, que os
valores de espaçamento interlamelar diminuem com o aumento da CTC. Entretanto,
não se pode obter nenhuma relação entre o parâmetro tempo reacional e os valores
de rendimento e de espaçamento interlamelar.
88
Tabela 4: Resultados de rendimento, proporção de RVT no nanocompósito (mg/g),
espaçamento interlamelar e variação de espaçamento interlamelar obtidos para os
nanocompósitos RVT-VB8.
CTC (mEq RVT /
100 g VB8)
Tempo
reacional
Rendimento
(%)
mg RVT / g
nanocompósito
Espaçamento
interlamelar (Å)
∆d
001
(Å)
VB8 - - - 27,60 -
60 30 min 17,1 25,06 23,25 - 4,35
60 1 hora 26,2 37,89 22,94 - 4,66
60 24 horas 22,6 32,86 23,88 - 3,72
60 48 horas 20,3 29,61 23,56 - 4,04
60 72 horas 21,3 31,02 22,08 - 5,52
100 30 min 20,8 49,49 24,54 - 3,06
100 1 hora 23,6 55,78 22,94 - 4,66
100 24 horas 18,2 43,58 19,85 -7,75
100 48 horas 24,1 56,90 22,36 - 5,24
100 72 horas 22,5 53,32 21,82 - 5,78
120 30 min 20,5 58,01 23,56 - 4,04
120 1 hora 30,4 83,68 19,64 - 7,96
120 24 horas 18,8 53,46 19,00 - 8,60
120 48 horas 25,4 70,89 20,08 - 7,52
120 72 horas 22,4 63,05 19,63 - 7,79
4.5.2 Difração de Raios-X
Os padrões de difração dos nanocompósitos de RVT-VB8 produzidos a partir
da técnica de DRX foram agrupados de acordo com a CTC avaliada. Os dados são
expostos nas figuras 38, 39 e 40.
89
Figura 38: Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-VB8 com capacidade de
troca catiônica de 60 mEq RVT / 100 g VB8.
Figura 39: Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-VB8 com capacidade de
troca catiônica de 100 mEq RVT / 100 g VB8.
0 5 10 15 20 25
ângulo (2 theta)
VB8
30 minutos
1 hora
24 hora
s
48 horas
72 horas
0 5 10 15 20 25
ângulo (2 theta)
VB8
30
minutos
1 hora
24 horas
48 horas
72 horas
90
Figura 40: Padrões de difração obtidos para os nanocompósitos RVT-VB8 com capacidade de
troca catiônica de 120 mEq RVT / 100 g VB8.
Através da análise dos padrões de difração dos nanocompósitos RVT-VB8,
observa-se o aumento nos valores do ângulo 2θ em comparação ao valor do ângulo
2θ da argila pura, que indica claramente a redução dos valores de espaçamento
interlamelar dos nanocompósitos de RVT-VB8 em relação ao silicato lamelar. Os
valores nominais de espaçamento interlamelar podem ser analisados na tabela 4.
Com base nos resultados de rendimento e espaçamento interlamelar, foram
selecionados dois nanocompósitos produzidos para caracterização por IV-TF e DSC.
Os nanocompósitos com CTC de 120 mEq RVT / 100 g VB8 e tempos reacionais de
1 e 48 horas foram selecionados por apresentarem os maiores rendimentos
reacionais, as proporções de RVT por grama de nanocompósito mais elevadas
associados a valores considerados efetivos na redução do espaçamento
interlamelar.
0 5 10 15 20 25
ângulo (2 theta)
VB8
30 minutos
1 hora
24 horas
48 horas
72 horas
91
4.5.3 Infravermelho por Transformada de Fourier
Foram preparadas pastilhas de KBr a 1,0% com a organoargila VB8, a RVT e
com os nanocompósitos selecionados. Os espectros de IV-TF são mostrados na
figura 41.
Figura 41: Espectros de IV-TF da organoargila VB8 e dos nanocompósitos RVT-VB8
selecionados.
As principais bandas de absorção da RVT foram analisadas no item 4.2.3. As
principais bandas de absorção da VB8 correspondem à banda de deformação áxil
da ligação Si-OH e Al-OH nas regiões de 3620 e 3698 cm
-1
, às bandas de vibração
simétrica e assimétrica das ligações C-H referentes aos grupos CH
2
e CH
3
nas
92
regiões de 2913 e 2848 cm
-1
, à banda de deformação angular da ligação N-H na
região de 1650 cm
-1
e à banda de vibração da ligação Si-O-Si na região 1053 cm
-1
.
Através da análise dos espectros de IV-TF dos nanocompósitos nota-se a
sobreposição de bandas da RVT com as bandas da VB8. As principais alterações
que podem ser observadas e que evidenciam a formação dos nanocompósitos são a
presença das bandas referentes à ligação C=O da RVT na região em torno de 1715
cm
-1
e a diminuição da intensidade da banda de deformação angular da ligação N-H
na região de 1650 cm
-1
, banda característica dos íons dialquil dimetilamônio – 2-
propanol. Nota-se ainda o aumento da intensidade das bandas presentes nas
regiões de 3620 e 3698 cm
-1
e das bandas referentes à ligação C-H alifática nas
regiões 2820 e 2970 cm
-1
, evidenciando a saída dos íons alquilamônio do interior
das lamelas da organoargila VB8 com a entrada do fármaco.
4.5.4 Calorimetria exploratória diferencial
Os nanocompósitos selecionados foram caracterizados por DSC com a
finalidade de se observar o possível mecanismo de intercalação do fármaco no
espaço interlamelar da organoargila. Foram obtidas as curvas de DSC na faixa de
25 a 300°C para a VB8 e os nanocompósitos seleciona dos (Figura 42).
Os eventos térmicos da RVT foram analisados conforme descrito no item 4.3.4.
Os eventos térmicos que podem ser observados para a VB8 compreendem a
dessorção de gases e água adsorvidas no interior das lamelas da argila, evento que
ocorre na faixa de temperatura inicial até 70°C, e a decomposição dos íons dialquil
dimetilamônio – 2-propanol que ocorre em ampla faixa de temperatura (entre 120 e
300°C).
Analisando-se as curvas de DSC das misturas físicas produzidas, pode-se
observar os eventos térmicos relacionados com a RVT e também com a argila
organofílica, eventos estes que também foram observados nas misturas físicas
produzidas com todas as argilas organofílicas avaliadas anteriormente.
93
Figura 42: Curvas de DSC da argila organoargila VB8, da mistura física referente a CTC de 120
mEq RVT / 100 g VB8 e dos nanocompósito com CTC de 120 mEq RVT / 100 g VB8 e tempos
reacionais de 1 hora e 48 horas.
94
Ao analisar as curvas de DSC dos nanocompósitos, nota-se a ausência dos
eventos relacionados aos íons alquilamônio da argila nos materiais analisados, que
confirma a hipótese de que o fármaco no espaço interlamelar do material ocasiona o
deslocamento desses íons, expulsando-os da lamela da argila. Além disso, a
ausência de eventos térmicos relacionados com o fármaco confirma o ganho na
estabilidade térmica da RVT inclusa em nanocompósitos. Estes dados foram
observados em todas as organoargilas avaliadas.
4.6 ESTUDO MECANÍSTICO DE INTERCALAÇÃO DA RVT NAS
ORGANOARGILAS
Através da caracterização dos nanocompósitos de RVT e organoargila, foi
possível inferir a presença do fármaco nos materiais obtidos através da visualização
de bandas de absorção no infravermelho características da RVT. Também foi
possível notar a diminuição na intensidade das bandas características dos íons
alquilamônio nos nanocompósitos produzidos, que sugere o possível mecanismo de
intercalação da RVT através do deslocamento dos íons alquilamônio no interior das
lamelas da argila. Esse fato pode ser confirmado pela redução nos valores de
espaçamento interlamelar dos nanocompósitos comparados aos valores de
espaçamento interlamelar dos silicatos lamelares puros e pela ausência de eventos
térmicos relacionados aos íons alquilamônio nas curvas de DSC dos
nanocompósitos. Em estudo realizado por Dornelas e colaboradores (2008) foi
observada uma diminuição de 4,1 Å referente ao efeito do solvente sobre a
organoargila VB8 pura, evidenciando uma modificação no rearranjo dos íons
alquilamônio no interior das lamelas (LEBARON; WANG & PINNAVAIA, 1999). Em
estudos de intercalação de aciclovir e VB8 realizados por Carmo e colaboradores
(2008) foi observado um aumento de 10,3 Å no valor do espaçamento interlamelar
do nanocompósito em relação ao silicato lamelar puro e também foi possível
observar o aumento das intensidades nas bandas de absorção no IV-TF referentes
aos íons alquilamônio no material, sugerindo a presença dos íons alquilamônio no
nanocompósito. Em estudos de intercalação de octildimetil PABA e metilantranilato
em VB8 realizados por Soares (2003), também foram observados aumentos no
95
espaçamento interlamelar dos nanocompósitos produzidos em relação ao silicato
lamelar puro, evidenciando-se, novamente, a permanência dos íons alquilamônio no
espaço interlamelar dos nanocompósitos.
O mecanismo de intercalação da RVT nas argilas organofílicas pode ser
explicado em função das características estruturais da molécula e também em
relação a sua característica anfipática (GROSSBERG, SADOWSKY & OLIN, 2010).
Sabe-se que o processo de intercalação da RVT ocorre através de interações
intermoleculares da amina terciária do fármaco com a supefície de carga negativa
presente nas lamelas. Pelo fato da amina terciária da RVT não estar diretamente
ligada ao anel aromático presente na estrutura, consequentemente a carga positiva
da amina não sofre deslocalização pelo anel aromático, o que facilita a interação
com as lamelas da argila. Pode-se propor, ainda, a formação de complexo através
de uma quelação entre o fármaco e os possíveis íons presentes, que seria
responsável pela saída dos íons alquilamônio e pela formação de uma estrutura
estável com o fármaco. Esse evento já foi relatado por alguns pesquisadores,
envolvendo intercalação de sais de amina poliméricos (LIN, HSU & WEI, 2006) e poli
(óxido propileno) segmentado com ácido carboxílico (LIN, CHANG & CHENG, 2004).
São necessários estudos envolvendo modelagem molecular para uma melhor
elucidação do mecanismo de intercalação proposto da formação de nanocompósitos
de RVT e argilas organofílicas.
4.7 DESENVOLVIMENTO DAS FORMULAÇÕES ORAIS DE RVT
4.7.1 Linearidade do método de quantificação por espectrofotometria de
fluorescência
A metodologia de quantificação da RVT por espectrofotometria UV-vísivel foi
testada empregando-se os mesmos parâmetros utilizados para quantificação do
fármaco nos experimentos de intercalação (Itens 3.2.2.1 e 3.2.2.2). Esta metodologia
não se mostrou eficiente para quantificação do ativo nas formulações, pois alguns
dos excipientes utilizados no desenvolvimento das formulações absorviam no
96
mesmo comprimento de onda (225 nm) do ativo. Sendo assim, foi proposta a
utilização da espectrofotometria de fluorescência para quantificação da RVT nos
ensaios de dissolução.
A linearidade do método de quantificação da RVT por espectrofotometria de
fluorescência foi obtida com base no valor do coeficiente de correlação linear entre
as concentrações das soluções do fármaco nos meios de dissolução SGS e SES e
as respectivas intensidades de fluorescência obtidas.
A figura 43 mostra o espectro de fluorescência da RVT no meio de SGS no
comprimento de onda de excitação a 223,0 nm e comprimentos de onda de emissão
entre 220,0 a 350,0 nm das soluções de concentração 2,5 µg/mL, 5,0 µg/mL, 10,0
µg/mL, 15,0 µg/mL, 20,0 µg/mL e 25,0 µg/mL.
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
220 240 260 280 300 320 340 360
Comprimento de onda emissão (nm)
Intensidade
2,5 µg/mL 5,0 µg/mL 10,0 µg/mL
15,0 µg/mL 20,0 µg/mL 25,0 µg/mL
Figura 43: Espectros de fluorescência da RVT no meio de SGS.
Com base nos espectros foi traçada a curva de calibração da RVT no meio de
SGS (Figura 44) utilizando o comprimento de onda de emissão máximo observado
(290 nm) nos espectros das soluções.
97
Figura 44: Curva de calibração da RVT em SGS.
A equação da reta originada é definida como y = 33,548x + 25,967 com valor
de coeficiente de correlação linear r = 0,9939. A RE 899 de 2003 preconiza que o
valor de r seja maior do que 0,99 como critério de aceitação do método.
Foi obtida também a curva de calibração da RVT no meio de SES (Figura 45)
através das leituras em espectrofotômetro de fluorescência das soluções com
concentrações de 0,1 µg/mL, 0,2 µg/mL, 2,5 µg/mL, 5,0 µg/mL, 10 µg/mL e 15
µg/mL.
Figura 45: Curva de calibração da RVT em SES.
98
A equação da reta originada é definida como y = 45,16x + 18,345, com valor de
coeficiente de correlação linear r = 0,9933. O método mostrou-se linear para a
determinação da concentração da RVT nos ensaios de dissolução utilizando o meio
de SES.
Foi observada, portanto, a linearidade dos métodos para detecção e
quantificação do fármaco. Foram preparadas soluções em meios de SGS e SES
contendo uma amostra placebo, para que fossem avaliadas as possíveis
interferências dos excipientes nas leituras. Entretanto, as soluções não emitiram
fluorescência nos comprimentos de onda avaliados, mostrando a adequabilidade do
método nos ensaios realizados.
4.7.2 Preparação e caracterização da formulação de liberação imediata de RVT
As formulações de liberação imediata e de liberação prolongada de RVT foram
produzidas com a dose diária máxima de 12,0 mg de fármaco recomendada
(WILLIAMS, NAZARIANS & GILL, 2003), e possuindo como base a formulação do
medicamento de referência Exelon®, visto que a formulação de referência possui em
sua composição os excipientes gel de sílica coloidal anidra, hipromelose, estearato
de magnésio, celulose microcristalina, óxido de ferro amarelo, óxido de ferro
vermelho dióxido de titânio e gelatina (NOVARTIS PHARMA). A formulação A
produzida é descrita na tabela 5, em que são apresentados os volumes aparentes
de cada componente da formulação, utilizados na avaliação da quantidade de
celulose microcristalina empregada e, também, na determinação do tamanho
proposto da cápsula.
99
Tabela 5: Formulação A obtida para as cápsulas de liberação imediata de RVT.
Matéria-prima Massa (mg) Volume aparente
(mL/g)
Volume (mL)
Rivastigmina tartarato (equivalente
a 12,0 mg de RVT base)
19,2 mg 3,2 0,06144
Celulose microcristalina M102 100,3 mg 2,3 0,23076
Sódio amido glicolato 3,2 mg 1,3 0,00416
Estearato de magnésio 1,07 mg 3,4 0,003638
Aerosil 0,53 mg - -
Cápsula gelatinosa n° 3 - -
Peso Médio Teórico
124,3 mg
-
0,30000
O peso médio da formulação foi calculado, com valor nominal de 118,3 mg,
com desvio-padrão de 4,1 mg e desvio-padrão relativo de 3,44%. Estes valores
estão em conformidade com a descrição da Farmacopéia Brasileira Edição IV.
Os dados obtidos no ensaio de dissolução em SGS são expressos na tabela 6
e na figura 46.
Tabela 5: Dados de liberação da formulação A de liberação imediata de RVT em meio de SGS.
Tempo
(minutos)
Liberação 1
(%)
Liberação 2
(%)
Liberação 3
(%)
Liberação
média (%)
DP DPR
10
60,13965 66,92316 60,61104 62,557 3,78772 6,05483
20
68,5834 70,06411 67,2915 68,646 1,387376
2,021059
30
70,5689 71,66393 68,66665 70,229 1,516646
2,159572
40
70,19454 72,56746 68,68753 70,482 1,956002
2,775179
50
71,86185 74,53199 72,4157 72,936 1,409201
1,932107
60
71,99035 74,05515 71,97898 71,341 1,195408
1,675626
70
73,46153 75,51873 72,8922 73,957 1,38172 1,868275
80
73,23811 75,13133 74,30802 74,226 0,94928 1,278904
90
74,52383 73,81462 74,0683 74,135 0,359357
0,484734
100
76,2537 73,81809 74,59821 74,89 1,243749
1,660767
110
75,00399 74,21477 74,63991 74,619 0,395006
0,529364
120
75,15985 73,75782 73,80327 74,24 0,796663
1,073091
DP = Desvio-padrão; DPR = Desvio-padrão relativo
100
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 20 40 60 80 100 120 140
Tempo (minutos)
liberação (%)
liberação 1 (%) liberação 2 (5) liberação 3 (5)
Figura 46: Perfil de liberação da formulação A de liberação imediata de RVT em meio de SGS.
Analisando-se os dados de liberação da RVT na formulação de liberação
imediata, pode-se observar a liberação de 60,0% da RVT nos primeiros 10 minutos
de tempo decorrido do ensaio. É possível notar também que a liberação média da
RVT no intervalo de tempo de duas horas foi de 74,2%. A liberação incompleta do
ativo pela formulação ocorreu, provavelmente, em função da escolha dos
excipientes, devendo-se acrescentar um desintegrante não-iônico na fórmula. O
ativo, por ser de classificação biofarmacêutica tipo I (AMIDON et al., 1995), deveria
ter liberação da formulação de 85,0% em menos de 15 minutos. Todavia, a
formulação se mostrou efetiva em termos comparativos como de liberação imediata.
Considerando o insucesso da formulação oral de liberação imediata de RVT, foi
proposta a formulação E, descrita na tabela 7, utilizando cápsulas gelatinosas duras
n° 3, para que o problema de liberação do ativo fos se solucionado.
101
Tabela 7: Formulação E de liberação imediata de RVT.
Matéria-prima Massa (mg)
Tartarato de rivastigmina 23,16
Celulose Microcristalina M 102 78,50
Dióxido de silício coloidal 0,51
Fase Interna
HPMC 3 cps 0,51
Estearato de magnésio 0,84
Celulose Microcristalina M 102 24,09
Fase Externa
Dióxido de silício coloidal 0,27
Peso Médio
130,44
Foram realizados os ensaios de doseamento e dissolução com a formulação. O
teor de ativo presente na formulação calculado foi de 101,2% com valor de desvio-
padrão relativo igual a 0,87%. O ensaio de dissolução mostrou uma liberação de
86,4% de RVT em minutos e 101,3%, com valor de desvio-padrão relativo de 5,87%
ao final do ensaio. Também foram realizados testes de estabilidade acelerada em 3
e 6 meses com a formulação proposta na condições de armazenamento de 40,0 ±
2,0 °C de temperatura e 75,0 ± 5,0% de umidade rela tiva conforme descrito na
Resolução n° 01 de 2005. O teor da formulação no te rceiro mês de estabilidade
analisado foi de 99,8% com desvio-padrão relativo de 0,47%. O ensaio de
dissolução mostrou uma liberação de 100,1%, com valor de desvio-padrão relativo
de 4,92%. No sexto mês do teste de estabilidade, a formulação apresentou valor de
teor igual a 98,4%, com desvio-padrão relativo de 0,73%. O ensaio de dissolução
mostrou liberação de 98,4% de ativo com desvio-padrão relativo igual a 5,77%.
4.7.3 Preparação e caracterização das formulações de liberação prolongada de
nanocompósitos RVT-MMT
O desenvolvimento de uma formulação oral de liberação prolongada da RVT
possui diversas vantagens, como por exemplo, a redução de efeitos adversos, a
manutenção dos níveis ótimos do fármaco em circulação e a diminuição da
necessidade da administração de múltiplas doses diárias (LEFÈVRE et al., 2008),
além de uma melhor aderência dos pacientes ao tratamento (BASSIL &
GROSSBERG, 2009). A princípio, foi proposta uma formulação oral contendo os
102
nanocompósitos RVT-MMT que foram selecionados como ideais e devidamente
caracterizados, além dos excipientes propostos, para que fossem avaliadas as
propriedades de liberação da RVT pelo nanocompósito. A formulação B obtida é
descrita na tabela 8. Com base nos valores de volume aparente dos componentes
da formulação, foi calculada a quantidade de celulose microcristalina M102 utilizada,
assim como o tamanho da cápsula proposto.
Tabela 8: Formulação B obtida para as cápsulas contendo nanocompósitos de RVT-MMT.
Matéria-prima Massa (mg) Volume
aparente (mL/g)
Volume (mL)
Nanocompósito RVT-MMT
(equivalente a 12,0 mg de RVT base)
91,9 mg 1,5 0,1378
Celulose microcristalina M102 67,1 mg 2,3 0,1544
Sódio amido glicolato 3,2 mg 1,3 0,00416
Estearato de magnésio 1,07 mg 3,4 0,003638
Aerosil 0,53 mg - -
Cápsula gelatinosa n° 3 - -
Peso Médio Teórico 163,8 mg
-
0,3000
O peso médio calculado da formulação B foi de 165,8 mg, com desvio-padrão
de 4,6 mg e desvio-padrão relativo de 2,726%. O perfil de liberação da formulação
em SGS é demonstrado na tabela 9 e na figura 47.
103
Tabela 9: Dados de liberação da formulação B contendo nanocompósitos RVT-MMT.
Tempo
(minutos)
Liberação
1 (%)
Liberação
2 (%)
Liberação
3 (%)
Liberação
média DP DPR
10
13,280 21,855 17,862 17,666 4,29087 24,28886
20
31,302 47,258 37,409 38,656 8,050799 20,82678
30
45,941 56,602 45,161 49,235 6,392206 12,98314
40
52,205 59,433 51,525 54,388 4,382595 8,058068
50
57,619 62,700 52,179 57,499 5,261521 9,150577
60
57,867 64,739 57,34 59,982 4,128101 6,882233
70
62,116 68,490 60,919 63,842 4,069822 6,374869
80
62,805 72,362 65,203 66,790 4,972222 7,44456
90
66,533 72,341 70,505 69,793 2,968741 4,253637
100
70,765 76,483 73,316 73,521 2,864525 3,896182
110
72,326 66,828 74,714 71,289 4,043916 5,67254
120
69,940 77,812 77,888 75,213 4,566999 6,07206
DP = Desvio-padrão; DPR = Desvio-padrão relativo
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 20 40 60 80 100 120 140
Tempo (minutos)
Liberação (%)
Formulação A de liberação imediata de RVT
Formulação B (nanocompósitos RVT-MMT)
Figura 47: Perfil de liberação da formulação B de nanocompósitos de RVT-MMT em SGS.
Os dados de liberação da formulação B mostram que a intercalação da RVT na
MMT gera a liberação do fármaco de maneira gradual quando comparado ao perfil
de liberação da formulação de liberação imediata. No entanto, esse perfil não se
104
adequa ao perfil esperado de liberação prolongada para a formulação de RVT, pois
no intervalo de tempo de 100 minutos, a porcentagem de liberação do fármaco se
iguala a porcentagem de fármaco liberada pela formulação de liberação imediata de
RVT, atingindo o plateau. O mecanismo de liberação do fármaco nos fluidos
biológicos baseia-se na troca iônica entre os íons presentes nos fluidos biológicos e
o fármaco em questão presente na argila, fazendo com que o fármaco seja liberado
aos poucos para ser absorvido (AGUZZI et al., 2007). Entretanto, esse mecanismo
de liberação da RVT inclusa nos nanocompósitos de MMT ocorre rapidamente. Em
estudos realizados por Carmo e colaboradores (2008) com nanocompósitos de
aciclovir, fármaco de classe II, foi observada a liberação de somente de 10,0% do
ativo intercalado em MMT no intervalo de tempo de 2 horas e de apenas 2,0% do
ativo incluso em VB8 no mesmo intervalo de tempo. Isto ocorre pelo fato do aciclovir
interagir fortemente com as lamelas da argila, dificultando não só a remoção dos
íons alquilamônio da organoargila, como a liberação do ativo do espaço interlamelar.
De toda a forma, a inclusão da RVT no silicato lamelar gerou um retardo na
dissolução.
Com base nos resultados de liberação obtidos para a formulação B, foi
proposta uma nova formulação contendo nanocompósitos RVT-MMT sob a forma de
grânulos matriciais. Os grânulos foram produzidos por via úmida, utilizando
monoestearato de glicerila como aglutinante e que tem como função na formulação
a formação de matriz de liberação de fármacos, e solução granulante de HPMC a
0,5% p/v em água. O HPMC é um derivado semi-sintético da celulose, solúvel e
parcialmente metilado e hidroxilado, utilizado no desenvolvimento de formulações de
liberação prolongada em virtude da sua capacidade geleificante. A formação do gel
de HPMC no meio de dissolução retarda a difusão do fármaco para o meio, que
ocorre devido ao processo conhecido como erosão (TAJAROBI et al., 2009;
GHIMIRE et al., 2010). O processo de liberação de fármacos solúveis em matrizes
hidrossolúveis ocorre através dos seguintes estágios (Figura 48): Intumescimento da
matriz pela passagem de meio com hidratação; dissolução do fármaco; e difusão do
fármaco para o meio de dissolução (MANADAS, PINA & VEIGA, 2002).
105
Figura 48: Estágios do processo de erosão de matriz hidrossolúvel de liberação de fármacos.
(Modificado de MANADAS, PINA & VEIGA, 2002)
A formulação C contendo nanocompósitos RVT-MMT é descrita na tabela 10. A
quantidade de celulose microcristalina presente na fase externa foi determinada
através do volume aparente nos grânulos produzidos, tendo como base o volume de
0,30 mL da cápsula 3.
Tabela 10: Formulação C contendo nanocompósitos RVT-MMT.
Matéria-prima Massa (mg) Volume
aparente
(mL/g)
Volume (mL)
Nanocompósito RVT-
MMT (equivalente a 12,0
mg de RVT)
91,9
Monoestearato de
glicerila
67,1
Sódio amido glicolato 3,2
Estearato de Magnésio 1,07
Aerosil 0,53
Fase Interna
Solução HPMC 0,5% qs
1,7
0,2784
Fase
Externa
Celulose Microcristalina
M 102
9,4 2,3 0,0216
Cápsula gelatinosa n° 3
-
- -
Peso Médio
173,2 mg
-
0,3000
106
O peso médio calculado da formulação C foi de 169,4 mg, com valor de desvio-
padrão de 1,9 mg e desvio-padrão relativo de 1,157%. Os dados de liberação da
formulação no meio de SGS são mostrados na tabela 11 e na figura 49.
Tabela 11: Dados de liberação da formulação C contendo nanocompósitos RVT-MMT em meio
de SGS.
Tempo
(minutos)
Liberação
1 (%)
Liberação
2 (%)
Liberação
3 (%)
Liberação
média
Desvio-
padrão DPR
10
15,00444 10,9213 9,64986 11,858 2,797622 23,59269
20
24,84457 24,12267 21,27309 23,413 1,888414 8,065664
30
29,68306 29,32883 26,81795 28,609 1,561991 5,459788
40
36,78507 33,71737 31,88037 34,127 2,477948 7,260961
50
39,46453 37,01556 33,74563 36,741 2,869256 7,809411
60
44,31128 38,03434 36,63876 39,661 4,086871 10,30451
70
47,54915 39,30667 38,59828 41,817 4,975911 11,89925
80
48,60671 41,36833 41,12283 43,698 4,251724 9,729792
90
51,71478 44,64847 43,08495 46,482 4,598029 9,892064
100
53,77044 45,97953 45,04969 48,266 4,789126 9,922359
110
55,23586 49,16979 46,43356 50,279 4,504897 8,959799
120
56,55351 51,55863 49,49085 52,534 3,631017 6,911746
DP = Desvio-padrão; DPR = Desvio-padrão relativo
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 20 40 60 80 100 120 140
Tempo (minutos)
Liberação (%)
Formulação A de liberação imediata de RVT
Formulação C contendo nanocompósitos RVT-MMT
Figura 49: Perfil de liberação da formulação C de nanocompósitos de RVT-MMT em SGS.
107
O perfil de liberação em SGS para a formulação C mostrou uma liberação
média de 52,0% ao final de 120 minutos de ensaio, que corresponde a cerca de 6,2
mg de ativo. Considerando a necessidade da liberação de 12,0 mg de ativo no
intervalo de tempo de 24 horas, de modo que a concentração plasmática do fármaco
seja mantida constante ao longo do dia, foi proposta uma nova formulação contendo
HPMC 100.000 cps na fase externa. Sabe-se que a concentração de HPMC na
formulação influencia diretamente a liberação de ativos solúveis e insolúveis, pela
formação de redes geleificadas de polímero que controlam a difusão do fármaco
para o meio de dissolução (GHIMIRE et al., 2010).
A formulação D contendo nanocompósitos de RVT-MMT foi produzida contendo
uma maior quantidade de MEG na fase interna, de modo a retardar a liberação do
fármaco, juntamente com a solução granulante de HPMC 0,7% p/v em água e
contendo ainda HPMC na fase externa, para que a formulação seja modulada a
liberar 12,0 mg de ativo no intervalo de tempo de 24 horas. A tabela 12 mostra os
dados da formulação D.
Tabela 12: Formulação D contendo nanocompósitos RVT-MMT.
Matéria-prima Massa (mg) Volume aparente
(mL/g)
Volume (mL)
Nanocompósito RVT-
MMT (equivalente a 12,0
mg de RVT)
75,3
Monoestearato de
glicerila
80,0
Sódio amido glicolato 3,2
Estearato de Magnésio 1,07
Aerosil 0,53
Fase Interna
Solução HPMC 0,7% qs
2,2
0,3522
Fase
Externa
HPMC 100.000 cps 19,1 2,5 0,0478
Cápsula gelatinosa n° 2
-
- -
Peso Médio
179,2 mg
-
0,4000
108
O peso médio calculado da formulação foi de 193,87 mg, com desvio-padrão de
6,0 mg e desvio-padrão relativo de 3,12%. Os dados do ensaio de liberação da
formulação no meio de SGS são descritos na tabela 13 e na figura 50.
Tabela 13: Dados de liberação da formulação D contendo nanocompósitos RVT-MMT em meio
de SGS.
Tempo
(minutos)
Liberação 1
(%)
Liberação 2
(%)
Liberação 3
(%)
Liberação
média DP DPR
10
0,871945968
0,521147734
0,593002414
0,662032
0,185307
27,99063
20
1,748967334
1,877634293
1,455748374
1,694117
0,216225
12,76331
30
2,467887975
2,87415497
2,535971285
2,626005
0,217584
8,285737
40
3,18681313
4,001255702
3,270023691
3,486031
0,448133
12,85512
50
4,257322838
5,404737814
4,674837401
4,778966
0,580752
12,15224
60
4,862881965
5,958710179
6,575781361
5,799125
0,867529
14,95966
70
5,607596548
6,886163717
6,642965676
6,378909
0,678954
10,64373
80
6,022128374
7,586638805
7,488097421
7,032288
0,87621
12,45982
90
6,757071722
8,188223748
8,198484316
7,714593
0,829254
10,74916
100
7,703131807
9,400455497
8,59631571
8,566634
0,849051
9,911139
110
8,164700889
9,688256654
9,384100187
9,079019
0,806295
8,880858
120
8,686655045
10,433014
10,45871184
9,85946
1,01576
10,30239
DP = Desvio-padrão; DPR = Desvio-padrão relativo
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 20 40 60 80 100 120 140
Tempo (minutos)
Liberação (%)
Formulação A de liberação imediata de RVT
Formulação D contendo nanocompósitos RVT-MMT
Figura 50: Perfil de liberação em meio de SGS da formulação D de nanocompósitos de RVT-
MMT.
109
Analisando-se os dados do perfil de liberação no meio de SGS da formulação
D, pode-se observar a liberação de cerca de 10,0% da quantidade total de ativo no
tempo de 120 minutos, que mostra claramente a redução da quantidade de ativo
liberado conforme o aumento da quantidade de HPMC na formulação. Foi realizado
o ensaio de dissolução em meio de SES utilizando a formulação D. Os dados de
liberação são mostrados na tabela 14 e na figura 51.
Tabela 14: Dados de liberação da formulação D contendo nanocompósitos RVT-MMT em meio
de SES.
Tempo
(minutos)
Liberação
1 (%)
Liberação
2 (%)
Liberação
3 (%)
Liberação
média DP DPR
20
6,330865 1,348821 0,366823 2,682 3,197783 119,2237
40
8,148955 4,506075 2,692642 5,116 2,778803 54,31709
60
10,26552 8,747191 6,259839 8,424 2,022281 24,00566
80
12,81111 12,7811 9,359827 11,650 1,983995 17,02901
100
15,64316 14,97058 11,52689 14,047 2,208131 15,71973
120
16,96397 18,11495 14,36082 16,480 1,923305 11,6706
140
18,35654 20,21322 16,61376 18,394 1,800031 9,785698
160
22,62759 22,69918 18,63554 21,321 2,325752 10,90839
180
22,47462 24,82752 20,42411 22,575 2,203437 9,760339
200
25,01645 26,17707 22,57539 24,589 1,838384 7,476256
220
25,96504 27,50644 23,77456 25,749 1,875321 7,283172
240
27,26048 29,4177 25,60112 27,426 1,913695 6,977554
260
28,81501 30,09978 26,96332 28,626 1,576744 5,508077
280
29,18468 30,80939 27,65649 29,219 1,576698 5,396535
300
30,16574 32,10101 28,86193 30,376 1,629763 5,365258
320
31,43128 32,13153 29,70738 31,090 1,247576 4,01278
340
32,7909 34,33277 31,04605 32,723 1,644405 5,025189
360
33,40015 34,43021 32,19295 33,341 1,119801 3,358621
380
34,33242 35,18511 32,81119 34,109 1,202544 3,525532
400
34,80748 36,18632 34,38237 35,125 0,94306 2,684838
420
34,12975 36,56969 35,19007 35,296 1,223448 3,466202
DP = Desvio-padrão; DPR = Desvio-padrão relativo
110
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 100 200 300 400 500
Tempo (minutos)
Liberação (%)
Formulação D contendo nanocompósitos RVT-MMT
Figura 51: Perfil de dissolução em meio de SES da formulação D contendo nanocompósitos
RVT-MMT.
O ensaio de dissolução em SES mostrou a liberação de cerca de 35,0% no
tempo total do ensaio, que evidencia o perfil de liberação prolongada que a
formulação possui. É possível ainda notar através da comparação dos dados de
liberação entre as formulações C e D que através da regulação da quantidade de
HPMC na formulação, pode-se modular a liberação do fármaco incluso nos
nanocompósitos de MMT, de modo a obter uma formulação de liberação
prolongada.
O doseamento realizado com a formulação D mostrou liberação de 19,7% de
ativo, o que indica que o método de extração da RVT da formulação através do uso
de sonicação não é eficaz. Foi realizado o ensaio de dissolução da formulação D em
SES no tempo total de 20 horas, sendo retiradas alíquotas nos tempos de 12, 16 e
20 horas do teste. Os dados obtidos são descritos na tabela 15.
Tabela 15: Dissolução da formulação D nos tempos de 12, 16 e 20 horas.
Tempo
(h)
Liberação 1
(%)
Liberação 2
(%)
Liberação 3
(%)
Liberação
média (%)
DP DPR
12 73,6466 73,6989 53,1102 66,8186 11,8718 17,7672
16 66,4548 68,1492 54,457 63,0205 7,464219 11,84412
20 64,8303 67,2013 56,5668 62,8662 5,582726 8,880337
DP = Desvio-padrão; DPR = Desvio-padrão relativo
111
Os dados mostram a liberação média de 66,8% de ativo da formulação D no
intervalo de tempo de 12 horas e uma liberação média de 62,8% ao final de 20 horas
de ensaio. Comparando-se os resultados obtidos com a formulação transdérmica de
liberação prolongada de RVT disponível no mercado (Exelon®, Novartis Pharma),
produzida de forma a liberar cerca de 45,0 – 50,0% da quantidade de ativo
(LEFEVRE et al., 2008), pode-se notar a similaridade entre a liberação das duas
formulações.
4.8 CINÉTICA DE LIBERAÇÃO IN VITRO DA FORMULAÇÃO D
Pelo fato da formulação D ter demonstrado o melhor perfil de liberação do
fármaco nos meios de SGS e SES foi feita a cinética de liberação da fomulação
através da aplicação dos resultados de liberação do fármaco ao longo do tempo em
modelos matemáticos que descrevem as cinéticas de liberação. Os dados são
mostrados na tabela 16.
Tabela 16: Cinéticas de liberação para a formulação D nos meios de SGS e SES.
Modelo matemático Meio de dissolução r
SGS 0,9895
Ordem Zero
SES 0,9453
SGS 0,8278
Primeira Ordem
SES 0,7454
SGS 0,9924
Higuchi
SES 0,9926
O modelo de cinética de liberação de Higuchi foi o que apresentou melhor
correlação com os dados apresentados de acordo com os valores do coeficiente de
correlação linear obtidos. De acordo com este modelo, a liberação do ativo é
alterada pelos componentes da formulação, e a taxa de liberação do fármaco é
relacionada com a raiz quadrada do tempo (LOPES, LOBO & COSTA, 2005).
112
A determinação do fluxo de liberação J foi obtida pelo valor de inclinação da
reta. O tempo de latência também foi determinado através da equação da reta
obtida. O valor do fluxo de liberação da RVT em meio de SGS foi de 0,1565
mg/minuto e o tempo de latência foi de 3,07 minutos. Em meio de SES, o fluxo de
liberação calculado foi de 0,2778 mg/minuto e o tempo de latência de 3,32 minutos.
Os resultados obtidos mostram a viabilidade da produção e caracterização de
formulações de liberação imediata e de liberação prolongada de RVT.
113
5. CONCLUSÕES
Foi possível preparar nanocompósitos de rivastigmina utilizando diferentes tipos
de silicatos lamelares, utilizados como matrizes de liberação de fármacos. Também
foi possível propor, através de técnicas de caracterização adequadas, o possível
mecanismo de intercalação da rivastigmina em argilas organofílicas.
Foram preparadas cápsulas de liberação imediata de rivastigmina. No entanto,
a formulação A não se mostrou eficiente com relação a liberação total do fármaco
por questões de seleção de excipientes, sendo proposta a formulação E como uma
alternativa para a solução do problema de liberação do ativo.
Foram propostas três formulações utilizando nanocompósitos de rivastigmina-
montmorilonita, para que fossem avaliadas as propriedades da utilização dos
nanocompósitos como matrizes de liberação de fármacos. A formulação D
apresentou perfis de liberação do fármaco em meio de suco gástrico e entérico
simulados considerados adequados, sendo proposta a cinética de liberação de
Higuchi para a formulação.
6. PERSPECTIVAS FUTURAS
• Estudos envolvendo modelagem molecular a fim de analisar o
mecanismo de intercalação da rivastigmina e outras substâncias
orgânicas aminadas nas argilas organofílicas estudadas;
• Estudos envolvendo a liberação do fármaco nos nanocompósitos
produzidos com as argilas organofílicas;
• Avaliação da utilização dos nanocompósitos de rivastigmina-
montmorilonita como matrizes de liberação transdérmica para o fármaco,
através da preparação e caracterização destas formulações em relação
114
a liberação e permeabilidade in vitro e, também, a verificação da
estabilidade das formulações e;
• Estudos de bioequivalência da formulação oral de liberação prolongada
produzida com os nanocompósitos com a formulação de liberação
prolongada de referência (Exelon Patch ®).
115
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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