Os microgéis formam uma fina camada protetora ao redor de uma gota até que a temperatura suba acima de 32°C. Então os microgéis encolhem e a gota se dissolve no líquido circundante. Um estudo realizado por investigadores da Universidade de Gotemburgo revela agora o mecanismo subjacente a este processo. A descoberta poderá revolucionar os métodos de direcionamento de medicamentos para locais específicos do corpo.



As emulsões consistem em numerosas gotículas que estão presentes em um líquido sem se dissolverem e se misturarem com o líquido. Por exemplo, o leite consiste em gotículas de gordura estabilizadas pelas proteínas do leite que são dispersas em água.

Em muitas aplicações, como a administração de medicamentos, é importante não apenas manter a estrutura das gotículas, mas também ser capaz de controlar quando as gotículas se dissolvem. Isso ocorre porque os princípios ativos encapsulados na gota só devem ser liberados depois que o medicamento entrar no corpo.

Emulsões sensíveis à temperatura

Pesquisadores de diversas universidades, incluindo a Universidade de Gotemburgo, introduziram um conceito de emulsões responsivas para controlar quando as gotículas se dissolvem.

“A ideia é estabilizar emulsões usando partículas de microgel sensíveis à temperatura que adaptam seu formato à temperatura ambiente. À temperatura ambiente, elas incham na água, mas acima de 32°C, elas encolhem e contraem”, explica Marcel Rey, pesquisador em Física na Universidade de Gotemburgo e principal autor do estudo publicado na Nature Communications , intitulado "Interações entre interfaces ditam comportamento de emulsão responsivo a estímulos".

Compreender o mecanismo

O que acontece quando a temperatura sobe acima de 32°C é que as gotículas se dissolvem no líquido circundante, pois não estão mais suficientemente estabilizadas pelo invólucro protetor do microgel. Embora este fenômeno seja conhecido na ciência há um longo período, os pesquisadores descobriram agora que o mecanismo fundamental que impulsiona as emulsões responsivas a estímulos envolve mudanças morfológicas nos microgéis estabilizadores.

“As alterações morfológicas nos microgéis estabilizadores, desencadeadas por estímulos externos, desempenham um papel crucial em influenciar a estabilidade das emulsões associadas. Este entendimento é fundamental para o desenho de microgéis capazes de estabilizar emulsões à temperatura ambiente e ao mesmo tempo facilitar a dissolução à temperatura corporal, ", explica Marcel Rey.

Os microgéis estabilizadores podem ser considerados partículas e polímeros. O caráter da partícula leva a uma alta estabilidade da emulsão, enquanto o caráter do polímero faz com que os microgéis respondam a influências externas, levando à dissolução das gotículas. A obtenção de emulsões sensíveis à temperatura necessita de um equilíbrio delicado, exigindo um caráter mínimo de partículas para estabilidade e um caráter polimérico substancial para uma dissolução rápida e confiável das gotículas.

As emulsões podem ser personalizadas

"Agora que entendemos como funcionam as emulsões responsivas, podemos personalizá-las para requisitos específicos. Embora nossos esforços atuais tenham sido confinados a experimentos de laboratório com dependência de temperatura, estamos explorando ativamente o desenvolvimento de emulsões estabilizadas por microgel que respondam ao pH do fluido circundante", explica Marcel Rey.

A investigação farmacêutica centrada em medicamentos específicos é crucial. O objetivo é administrar medicamentos em maior concentração em áreas doentes específicas do corpo, em vez de afetar todo o corpo.

"As emulsões responsivas têm um grande potencial como ferramenta precisa para administrar medicamentos em áreas específicas do corpo. Embora sejam necessárias pesquisas adicionais, o futuro parece promissor e avanços podem ser esperados nos próximos 10 anos", diz Marcel Rey.

Mais informações: Marcel Rey et al, Interações entre interfaces ditam comportamento de emulsão responsivo a estímulos, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-42379-z
Informações do diário: Comunicações da Natureza

Fornecido pela Universidade de Gotemburgo