Os principais métodos de preparação de nanopartículas a partir de polímeros pré- -formados sintéticos incluem a emulsificação-evaporação do solvente, o salting-out, a emulsificação-difusão do solvente, os métodos baseados na tecnologia de fluidos supercríticos e o deslocamento do solvente ou nanoprecipitação.
1.2.2.2.2.1. Emulsificação-evaporação do solvente
O método de emulsificação-evaporação do solvente baseia-se na emulsificação de uma solução orgânica do polímero numa fase aquosa, seguida pela evaporação do solvente, permitindo a obtenção de nanoesferas. Estas podem ser preparadas a partir de emulsões simples (do tipo O/A) ou múltiplas (do tipo A/O/A), permitindo a incorporação de fármacos com diferentes solubilidades.
Para a obtenção de nanoesferas com base numa emulsão do tipo O/A, a fase orgânica constituída por um solvente orgânico apolar – contendo o polímero em solução e o fármaco em solução ou dispersão – é adicionada à fase aquosa contendo um agente tensioactivo. Procede-se à emulsificação de ambas as fases por agitação, seguindo-se a exposição da emulsão a uma fonte de elevada energia, como, por exemplo, ultrassons ou homogeneização a alta pressão. A remoção do solvente orgânico conduz à precipitação do polímero e à formação de nanoesferas. Este método é adequado para a incorporação de fármacos lipossolúveis (Sánchez et al., 1993; Lee et al., 2002; Panyam et al., 2004).
Para a obtenção de nanoesferas com base em emulsões do tipo A/O/A prepara-se inicialmente uma emulsão primária do tipo A/O, adicionando uma solução aquosa contendo o fármaco a uma solução de um solvente orgânico apolar contendo um polímero. Em seguida, a emulsão primária recém-preparada é dispersa numa fase aquosa contendo um agente tensioactivo do tipo O/A, formando-se uma emulsão múltipla A/O/A. A eliminação do solvente orgânico por evaporação ou por extracção com um álcool (como o isopropanol) provoca a precipitação do polímero e a formação de nanoesferas. Este método tem sido utilizado com sucesso na incorporação de fármacos hidrossolúveis (Blanco e Alonso, 1997; Song et al., 1997; Wolf et al., 2003; Dillen et al., 2004; Ubrich et al., 2004).
1.2.2.2.2.2. Salting-out
O método do salting-out baseia-se na separação de um solvente hidromiscível de uma solução aquosa, através de um efeito de salting-out, permitindo a obtenção de nanoesferas. O fármaco e o polímero são dissolvidos num solvente orgânico polar e a solução orgânica resultante é emulsificada numa solução aquosa contendo um agente tensioactivo saturada
sacarose) (Allémann et al., 1993a; Allémann et al., 1993c). A presença do agente de salting-out na fase externa aquosa impede a miscibilidade da fase orgânica com a aquosa. A precipitação do polímero ocorre quando se adiciona um volume de água, que permite a difusão do solvente orgânico (hidromiscível) para a fase aquosa. Posteriormente, o solvente do polímero e o agente de salting-out são eliminados por filtração por fluxo tangencial ou por ultracentrifugação. Este método tem sido utilizado na preparação de nanopartículas de polésteres alifáticos (como o PLA e o PLGA) contendo fármacos lipófilos (Allémann et al., 1993a; Allémann et al., 1993c; Zweers et al., 2006).
1.2.2.2.2.3. Emulsificação-difusão do solvente
O método de emulsificação-difusão do solvente (Leroux et al., 1995) pode ser considerado uma modificação do método do salting-out, em que é evitado o uso de concentrações elevadas de electrólitos ou de não electrólitos. Neste caso, torna-se desnecessária a utilização de processos laboriosos de purificação das dispersões de nanopartículas formadas. Basicamente, o polímero é dissolvido num solvente orgânico parcialmente hidromiscível (como o álcool benzílico) previamente saturado com água e o fármaco é dissolvido ou disperso nesta solução polimérica. A fase orgânica é emulsificada, sob agitação intensa, numa fase aquosa contendo um agente tensioactivo do tipo O/A (como o álcool polivinílico ou um poloxâmero). A adição posterior de água à emulsão provoca a difusão do solvente para a fase externa aquosa e a consequente formação de nanoesferas. O solvente é removido por evaporação ou por filtração por fluxo tangencial. Este método é adequado para a incorporação de fármacos lipófilos (Quintanar-Guerrero et al., 1998b, 1999). Além disso, também permite a obtenção de nanocápsulas, adicionando-se para tal um óleo
(contendo o fármaco dissolvido) ao solvente orgânico previamente saturado com água (Quintanar-Guerrero et al., 1998a; Guinebretière et al., 2002).
1.2.2.2.2.4. Métodos baseados na tecnologia de fluidos supercríticos
Os métodos baseados na tecnologia de fluidos supercríticos mais utilizados na obtenção de partículas poliméricas são o anti-solvente supercrítico (SAS - Supercritical Antisolvent) e a expansão rápida de fluidos supercríticos (RESS - Rapid Expansion of Supercritical Fluids). O primeiro exige que o fluido supercrítico seja miscível com o solvente do polímero e que o polímero seja insolúvel no fluido supercrítico. Basicamente, este método consiste na atomização, num fluido supercrítico, de uma solução do polímero num solvente orgânico contendo o fármaco dissolvido ou disperso. Após extracção do solvente orgânico pelo fluido supercrítico ocorre a formação das nanoesferas. Foi descrita a utilização deste método na preparação de nanopartículas de PLA sem fármaco (Randolph et al., 1993) e de PLA-PEG contendo insulina (Elvassore et al., 2001). O método RESS difere do método SAS no que se refere aos requisitos de solubilidade do polímero, uma vez que este deve ser solúvel no fluido supercrítico. Basicamente, é promovida uma expansão rápida da solução do polímero no fluido supercrítico através de uma válvula. Este processo conduz a uma diminuição da pressão e, em consequência, a capacidade de solubilização do fluido supercrítico diminui, ocorrendo a precipitação do polímero e a formação de partículas micrométricas. Foi descrita uma modificação desta técnica, designada RESOLV (Rapid Expansion into a Liquid Solvent), segundo a qual o fluido que sofre expansão é recolhido num solvente (como a água), permitindo a obtenção de nanopartículas a partir de vários polímeros, como o PLA (Sun et al., 2005).
1.2.2.2.2.5. Deslocamento do solvente
O método de deslocamento do solvente ou nanoprecipitação, proposto por Fessi et al. (1988a), consiste em promover a precipitação do polímero por adição de um solvente no qual o polímero é insolúvel (sendo, por isso, designado “não solvente”). A escolha do sistema polímero/solvente/“não solvente” é fundamental no processo de obtenção das nanopartículas, uma vez que o solvente e o “não solvente” devem ser miscíveis e o polímero não deve ser solúvel na mistura solvente/”não solvente”. Resumidamente, uma solução do polímero num solvente orgânico polar (como a acetona ou o metanol) contendo o fármaco dissolvido ou disperso é adicionada a uma fase aquosa que contém um agente tensioactivo do tipo O/A (como, por exemplo, um poloxâmero). O solvente do polímero difunde-se instantaneamente até à fase aquosa externa, o que provoca a precipitação imediata do polímero. A fase aquosa adquire um aspecto opalescente em consequência da formação das nanoesferas. Este método não implica a evaporação e/ou a extracção do solvente para que ocorra a precipitação polimérica. O mecanismo que conduz à formação das nanopartículas é baseado na turbulência interfasial gerada durante o deslocamento do solvente. Ocorre um espalhamento violento devido à miscibilidade do solvente e do “não solvente”. As nanogotículas do solvente são retiradas da interfase e estabilizadas pelo agente tensioactivo até ocorrer a difusão da totalidade do solvente e a precipitação do polímero (Quintanar-Guerrero et al., 1998b). O solvente do polímero é posteriormente removido por evaporação a pressão reduzida. Em regra, este método é adoptado para a incorporação de fármacos lipófilos (Guzmán et al., 1993; Molpeceres et al., 1997; Barichello et al., 1999; Molpeceres et al., 2000; Beck et al., 2003). No entanto, com algumas adaptações, também é adequado para a incorporação de fármacos hidrófilos (Govender et al., 1999).
O método de deslocamento do solvente permite igualmente a obtenção de nanocápsulas através da adição de uma pequena quantidade de um óleo, o qual deve ser miscível com a solução polimérica e imiscível com o “não solvente”. Neste caso, a técnica é designada precipitação interfasial do polímero (Fessi et al., 1988b; 1989). Basicamente, a solução do fármaco no óleo é adicionada à solução orgânica do polímero. Quando a fase orgânica é dispersa na fase aquosa ocorre a precipitação do polímero à volta das nanogotículas de óleo, formando sistemas do tipo reservatório. Este método tem sido utilizado na encapsulação de fármacos lipófilos (Fessi et al., 1989; Losa et al., 1993; Morin et al., 1993; Guterres et al., 1995; Calvo et al., 1996a; Dalençon et al., 1997; Fawaz et al., 1997).
O método de deslocamento do solvente permite a obtenção de nanoesferas e nanocápsulas a partir de uma grande variedade de polímeros, como, por exemplo, PLA, PLGA, poli-ε- -caprolactona (PCL), copolímeros de polietilenoglicol e ácido láctico (PLA-PEG) e de polietilenoglicol e polialquilcianoacrilatos (PACA-PEG). Este método apresenta inúmeras vantagens, entre as quais a de constituir um dos mais simples, envolvendo a dispersão, num passo único, da fase orgânica na fase aquosa. Além disso, os solventes orgânicos usados apresentam toxicidade reduzida. Efectivamente, a acetona, que é o solvente orgânico mais frequente, pertence à classe 3 (solventes de baixo potencial tóxico), segundo a classificação dos solventes residuais da International Conference on Harmonisation (ICH) (1998). Adicionalmente, têm sido publicados vários estudos sobre a transposição de escala deste método, tendo em vista a produção a nível industrial (Recarte Flamerique et al., 2000; Galindo-Rodriguez et al., 2005; Limayem Blouza et al., 2006).
Atendendo às numerosas vantagens do método de deslocamento do solvente, bem como à sua particular aplicabilidade na incorporação de fármacos lipófilos – quer em nanoesferas quer em nanocápsulas – este foi o método seleccionado no presente trabalho para a