Desenvolvimento e caracterização de nanoemulsões de miristato de isopropila contendo astaxantina para aplicações biotecnológicas

Abstract

Dentro da nanotecnologia, as nanoemulsões (NE) ganham destaque atuando como veículos de compostos ativos e sistemas de liberação controlada, possuindo a capacidade de melhorar o direcionamento, a permeabilidade e a retenção de ativos e de fármacos. As NE apresentam várias características favoráveis a aplicações na farmácia e medicina, podendo melhorar a biodisponibilidade e estabilidade de drogas. Neste trabalho, a intenção foi o desenvolvimento de nanoemulsões carregadas com astaxantina de origem biotecnológica (ATX), pigmento antioxidante com propriedades interessantes para aplicação em diversas áreas da saúde. Como núcleo lipofílico alternativo, foi utilizado miristato de isopropila, um éster biocompatível. Os nanomateriais desenvolvidos foram caracterizados através da medida de espalhamento dinâmico de luz (DLS), e os resultados mostraram uma NE vazia, para fins comparativos, com tamanho elevado (quase 500 nm) e monodispersa (PdI < 0,25), e de uma NE incorporada com ATX de excelente tamanho (≤ 100 nm), porém com característica polidispersa (PdI > 0,95), ambas com potencial Zeta < -30 mV, que é um indicativo de estabilidade das formulações. Através do método espectroanalítico desenvolvido, foram observadas a manutenção dos perfis 2D e 3D de emissão de fluorescência entre as amostras da ATX livre e nanoencapsulada, bem como obtidas imagens e gráficos 3D pertinentes. A curva espectroanalítica da mesma foi obtida na ordem de 0,993, através da qual foi realizada quantificação da ATX incorporada na NE, que evidenciou uma taxa de incorporação de 6,964%. Por fim, o ensaio de citotoxicidade realizado com células de fibroblastos murinos (3T3-NIH) indicou citotoxicidade nas amostras de ATX livre e biocompatibilidade nas amostras de NE/ATX, através da análise das diferenças estatísticas significativas. Os resultados, no entanto, também mostraram viabilidades maiores que 100% e desvios um pouco altos, demonstrando a necessidade da realização de novas análises. Dessa forma, os resultados, apesar de evidenciarem algumas limitações da ATX, relacionadas à sua incorporação, que poderiam ser corrigidas aperfeiçoando-se a metodologia, mostraram-se promissores para o desenvolvimento de pesquisas futuras na área.

Within nanotechnology, nanoemulsions (NE) are highlighted acting as vehicles of active compounds and controlled release systems, having the ability to improve targeting, permeability and retention of actives and drugs. EN have several characteristics favorable to applications in pharmacy and medicine, and can improve the bioavailability and stability of drugs. In this work, the intention was the development of empty and loaded nanoemulsions with astaxanthin of biotechnological origin (ATX), an antioxidant pigment with interesting properties for application in several areas of health. As an alternative lipophilic core, isopropyl myristate, a biocompatible ester, was used. The developed nanomaterials were characterized by measuring dynamic light scattering (DLS), and the results showed an empty NE with high size (almost 500 nm) and monodisperse (PdI < 0.25), and an NE incorporated with ATX of excellent size (≤ 100 nm), but with a polydisperse characteristic (PdI > 0.95), both with Zeta potential < -30 mV, which is indicative of stability of the nanoemulsions. Through the developed spectroanalytical method, the maintenance of the 2D and 3D fluorescence emission profiles between free and nanoencapsulated ATX samples was observed, as well as obtained pertinent 3D images and graphics. Its standard calibration curve was obtained in the order of 0.993, through which quantification of the ATX incorporated in the NE was carried out, which showed an incorporation rate of 6.964%. Finally, the cytotoxicity assay performed with murine fibroblast cells (3T3-NIH) indicated cytotoxicity in free ATX samples and biocompatibility in NE/ATX samples, through the analysis of statistically significant differences. The results, however, also showed viability greater than 100% and somewhat high deviations, demonstrating the need for further analysis. Thus, the results, despite showing some limitations of ATX, related to its incorporation, which could be corrected by improving the methodology, showed to be promising for the development of future research in the area.