Orientador: Maria Helena Andrade Santana

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: O ácido hialurônico (AH) é um mucopolissacarídeo natural, hidrofílico, composto de unidades alternadas de N-acetil-D-glicosamina e ácido D-glucurônico, unidas por ligações ?- 1,3 e ?-1,4. Ele possui diversas aplicações médicas, farmacêuticas e cosméticas, nas quais ele é usado na sua forma...

Resumo: O ácido hialurônico (AH) é um mucopolissacarídeo natural, hidrofílico, composto de unidades alternadas de N-acetil-D-glicosamina e ácido D-glucurônico, unidas por ligações ?- 1,3 e ?-1,4. Ele possui diversas aplicações médicas, farmacêuticas e cosméticas, nas quais ele é usado na sua forma nativa ou reticulado, formando hidrogéis de alta viscosidade ou nanopartículas para encapsulação e/ou liberação modificada de bioativos. A produção de partículas de AH é geralmente feita por emulsificação água/óleo, envolvendo tensoativos e reticulação química. Todavia, as partículas produzidas possuem alta polidispersidade e necessitam da posterior remoção do óleo. Portanto, processos livres de óleo e de tensoativos são vantajosos, embora ainda pouco estudados. Neste trabalho, nanopartículas de AH foram produzidas por nanoprecipitação e reticulação química com dihidrazida adípica (ADH) e cloridrato de carbodiimida (EDCl), em processos descontínuo e contínuo, na ausência de óleo e tensoativos. O processo descontínuo foi conduzido em tanque agitado, em escoamento turbulento no seio da solução. Já o processo contínuo foi realizado em um sistema de microcanais de fluxo cruzado, no qual uma solução aquosa de AH, com ADH e EDCl, fluiu no canal principal e a solução orgânica nos dois canais laterais, simultaneamente. Nesse caso, a nanoprecipitação ocorreu em escoamento laminar no interior do microcanal principal, na interface formada entre o solvente orgânico e a água. Em ambos os casos foi estudada a influência dos solventes etanol, álcool isopropílico e acetona nos processos e nas propriedades finais das partículas. Nanopartículas estáveis de AH foram produzidas com os três solventes orgânicos utilizados e em ambos os processos. Todavia, no processo descontínuo, o tamanho das partículas dependeu da tensão superficial do sistema, enquanto no contínuo o tamanho foi dependente da afinidade água-solvente orgânico. Além disso, no processo descontínuo, foi demonstrado que a quantidade usada de solvente orgânico e a ordem e o momento de sua adição influenciam no tamanho final das nanopartículas, que a adição de ADH e EDCl no início do processo não modificou o tamanho das partículas e que o pH influencia na formação dos núcleos de precipitação e na velocidade da reação de reticulação. Já no processo contínuo, além de se analisar a influência do tipo de solvente orgânico, analisou-se a vazão da solução orgânica e a concentração de AH. Ambos os processos são simples, reprodutíveis e produzem, em uma única etapa, nanopartículas de AH livres de óleo e de tensoativos, ampliando suas aplicações médicas, farmacêuticas e cosméticas

Abstract: Hyaluronic acid (HA) is a natural, hydrophilic mucopolisaccharide composed of alternating units of D-glucuronic acid and N-acetylglucosamine joined by ?-1,3 and ?-1,4 linkages. It has several medical, pharmaceutical and cosmetics applications, in which it is used in its native form or...

Abstract: Hyaluronic acid (HA) is a natural, hydrophilic mucopolisaccharide composed of alternating units of D-glucuronic acid and N-acetylglucosamine joined by ?-1,3 and ?-1,4 linkages. It has several medical, pharmaceutical and cosmetics applications, in which it is used in its native form or reticulated, forming hydrogels of high viscosity or nanoparticles for encapsulation and controlled delivery of bioactives. The production of HA nanoparticles is usually made by emulsification water/oil, involving surfactants and crosslinking reaction. However, the particles produced have high polydispersity and require the subsequent oil removal. Therefore, processes free of oil and surfactants are advantageous, although still poorly studied. In this study, HA nanoparticles were produced by nanoprecipitation and chemical crosslinking with adipic dihydrazide (ADH) and chloride carbodiimide (EDCl), in discontinuous and continuous processes, in the absence of oil and surfactants. The discontinuous process was conducted in a stirred tank, in a turbulent flow within the solution. The continuous process was conducted in a cross-flow microchannel, in which a HA aqueous solution with ADH and EDCl flowed into the main channel and the organic solution flowed simultaneously in the two side channels. Nanoprecipitation occurred in laminar flow inside the microchannels, formed at the interface between the organic solvent and water. In both cases it was studied the influence of the solvents ethanol, isopropyl alcohol and acetone on the processes and on the final properties of the particles. Stable HA nanoparticles were produced with the three organic solvents used and in both processes. However, in the discontinuous process, the particle size depended on the surface tension of the system, while in the continuous process it was dependent on the affinity water-organic solvent. Besides, in the discontinuous process, it was demonstrated that the quantity of organic solvent used and the order and time of addition influenced on HA nanoparticles final size, that the addition of ADH and EDCl at the beginning of the process did not modify the final particles size, and that the pH influenced on coil globules formation and on the velocity of the crosslinking reaction. In the continuous process, besides analyzing the influence of the organic solvent used, it was analyzed the influence of the organic solvent flow and of HA concentration. Both processes are simple, reproducible and produce, in a single step, HA nanoparticles free of oil and surfactants, extending their medical, pharmaceutical and cosmetic applications