p Os engenheiros químicos do MIT desenvolveram uma nova maneira de criar gotículas muito pequenas de um líquido suspensas dentro de outro líquido, conhecido como nanoemulsões. Essas emulsões são semelhantes à mistura que se forma quando você agita um molho de salada de azeite e vinagre, mas com gotas muito menores. Seu pequeno tamanho permite que eles permaneçam estáveis ​​por períodos relativamente longos de tempo. p Os pesquisadores também encontraram uma maneira de converter facilmente as nanoemulsões líquidas em um gel quando atingem a temperatura corporal (37 graus Celsius), que pode ser útil para desenvolver materiais que podem fornecer medicamentos quando friccionados na pele ou injetados no corpo.

p "A indústria farmacêutica está extremamente interessada em nanoemulsões como uma forma de entrega de pequenas moléculas terapêuticas. Isso poderia ser topicamente, através da ingestão, ou pulverizando no nariz, porque uma vez que você começa a entrar na faixa de tamanho de centenas de nanômetros, você pode penetrar com muito mais eficácia na pele, "diz Patrick Doyle, o Professor Robert T. Haslam de Engenharia Química e o autor sênior do estudo.

p Em seu novo estudo, que aparece na edição de 21 de junho de Nature Communications , os pesquisadores criaram nanoemulsões que permaneceram estáveis ​​por mais de um ano. Para demonstrar a utilidade potencial das emulsões para a entrega de drogas, os pesquisadores mostraram que podiam incorporar ibuprofeno às gotículas.

p Seyed Meysam Hashemnejad, um ex-pós-doutorado do MIT, é o primeiro autor do estudo. Outros autores incluem o ex-pós-doutorado Abu Zayed Badruddoza, O cientista sênior da L'Oréal, Brady Zarket, e o ex-estagiário de pesquisa de verão do MIT Carlos Ricardo Castaneda.

p Redução de energia

p Uma das maneiras mais fáceis de criar uma emulsão é adicionar energia - agitando o molho da salada, por exemplo, ou usando um homogeneizador para quebrar glóbulos de gordura no leite. Quanto mais energia entra, quanto menores forem as gotas, e mais estáveis ​​eles são.

p Nanoemulsões, que contêm gotículas com diâmetro de 200 nanômetros ou menor, são desejáveis ​​não só porque são mais estáveis, mas eles também têm uma proporção maior de área de superfície para volume, o que lhes permite transportar cargas maiores de ingredientes ativos, como medicamentos ou protetores solares.

p Ao longo dos últimos anos, O laboratório de Doyle tem trabalhado em estratégias de baixa energia para fazer nanoemulsões, o que poderia tornar o processo mais fácil de se adaptar à fabricação industrial em grande escala.

p Produtos químicos semelhantes a detergentes chamados surfactantes podem acelerar a formação de emulsões, mas muitos dos surfactantes que foram usados ​​anteriormente para criar nanoemulsões não são aprovados pelo FDA para uso em humanos. Doyle e seus alunos escolheram dois surfactantes sem carga, o que os torna menos propensos a irritar a pele, e já são aprovados pela FDA como aditivos alimentares ou cosméticos. Eles também adicionaram uma pequena quantidade de polietilenoglicol (PEG), um polímero biocompatível usado para entrega de drogas que ajuda a solução a formar gotas ainda menores, até cerca de 50 nanômetros de diâmetro.

p "Com esta abordagem, você não tem que colocar muita energia em tudo, "Doyle diz." Na verdade, uma barra de agitação lenta cria quase que espontaneamente essas emulsões super pequenas. "

p Os ingredientes ativos podem ser misturados na fase oleosa antes da formação da emulsão, então eles acabam carregados nas gotículas da emulsão.

p Depois de desenvolverem uma forma de baixa energia para criar nanoemulsões, usando ingredientes não tóxicos, os pesquisadores acrescentaram uma etapa que permitiria que as emulsões fossem facilmente convertidas em géis quando atingissem a temperatura corporal. Eles conseguiram isso incorporando polímeros sensíveis ao calor chamados poloxâmeros, ou Pluronics, que já são aprovados pelo FDA e usados ​​em alguns medicamentos e cosméticos.

p Plurônicos contêm três "blocos" de polímeros:as duas regiões externas são hidrofílicas, enquanto a região do meio é ligeiramente hidrofóbica. Em temperatura ambiente, essas moléculas se dissolvem na água, mas não interagem muito com as gotículas que formam a emulsão. Contudo, quando aquecido, as regiões hidrofóbicas se ligam às gotículas, forçando-os a se compactar com mais força e criando um sólido gelatinoso. Esse processo ocorre em segundos após o aquecimento da emulsão até a temperatura necessária.

p Propriedades ajustáveis

p Os pesquisadores descobriram que podiam ajustar as propriedades dos géis, incluindo a temperatura na qual o material se torna um gel, alterando o tamanho das gotículas da emulsão e a concentração e estrutura do Pluronics que elas adicionaram à emulsão. Eles também podem alterar características como elasticidade e tensão de rendimento, que é uma medida de quanta força é necessária para espalhar o gel.

p Doyle agora está explorando maneiras de incorporar uma variedade de ingredientes farmacêuticos ativos neste tipo de gel. Esses produtos podem ser úteis para a entrega de medicamentos tópicos para ajudar a curar queimaduras ou outros tipos de lesões, ou poderia ser injetado para formar um "depósito de drogas" que se solidificaria dentro do corpo e liberaria drogas por um longo período de tempo. Essas gotículas também podem ser pequenas o suficiente para serem usadas em sprays nasais para a administração de medicamentos inaláveis, Doyle diz.

p Para aplicações cosméticas, essa abordagem pode ser usada para criar hidratantes ou outros produtos que sejam mais estáveis ​​na prateleira e tenham um toque mais suave na pele.