Preparação de nanossuspensão de nimodipina pelo método de fresagem de meios

Para preparar a nanossuspensão de nimodipina, o estudo empregou a fresagem de meios, um método de alta eficiência e reprodutível. A nimodipina é um bloqueador dos canais de cálcio de segunda geração usado para tratar condições neurológicas isquêmicas resultantes de espasmos dos vasos sanguíneos cerebrais. No entanto, a nimodipina apresenta baixa solubilidade em água e baixa biodisponibilidade, tornando desafiador o desenvolvimento de uma formulação eficaz.

Nanossuspensões são sistemas coloidais estáveis nos quais nanopartículas de fármacos são dispersas em água usando estabilizantes. Eles têm a vantagem de aumentar significativamente a solubilidade da saturação do fármaco, melhorar as taxas de dissolução e, finalmente, aumentar a biodisponibilidade. Métodos comuns para a preparação de nanossuspensões incluem precipitação, homogeneização a alta pressão e moagem de meios, com a fresagem de meios sendo amplamente utilizada devido à sua alta eficiência de produção, forte controlabilidade e excelente reprodutibilidade.

Neste estudo, a técnica de moagem de meios foi empregada para preparar a nanossuspensão de nimodipina, e o processo foi otimizado com base no tamanho de partículas e potencial zeta. Vários fatores-chave, incluindo a concentração do estabilizante, a proporção de estabilizantes, a concentração do fármaco, a velocidade de moagem, o tempo de moagem e o tipo de esferas de zircônia, foram examinados para otimizar o processo.

Equipamentos e Materiais:

Foram utilizados os seguintes equipamentos e materiais:

• Fresadora de mídia DYNO-Mill Research Lab

• Analisador de tamanho de partículas a laser NanoZS-90

• Sistema de cromatografia líquida de alta eficiência Waters 1525

• Liofilizador Lyo-0.5L

• Calorímetro diferencial de varredura Netzsch 204F1

• Difratômetro de raios X em pó Bruker D8Advance

• Microscópio eletrônico de transmissão Hitachi H-600

• Matéria-prima nimodipina

• Padrão de referência para determinação de conteúdo

• Dodecil sulfato de sódio (SDS)

• Poloxamer 188 (F68)

• Hidroxipropilmetilcelulose E5 (HPMC E5)

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Métodos e Resultados:

1. Preparação da nanosuspensão: Estabilizantes foram adicionados a 100 mL de água destilada e sonicados para dissolver completamente. A nimodipina (tamanho médio de partícula de 5 μm) foi adicionada lentamente sob agitação a 100 rpm por 10 minutos, formando a suspensão inicial. A suspensão foi então fresada na fresadora de mídia.

2. Tamanho de Partícula e Potencial Zeta: O tamanho de partícula, o índice de polidispersidade (PDI) e o potencial zeta da nanossuspensão foram medidos usando um analisador de tamanho de partículas a laser.

3. Experimentos de fator único para otimização:

   3.1. Efeito da concentração do estabilizante: Várias concentrações de uma mistura estabilizante (F68 e HPMC) foram utilizadas, e seu impacto no tamanho das partículas, PDI e estabilidade foi avaliado. O estudo determinou que uma concentração estabilizante de 0,4% era ótima.

   3.2. Efeito da razão F68/HPMC: Diferentes razões de massa de F68 e HPMC foram examinadas, com a razão 1:3 considerada ótima.

   3.3. Efeito da concentração do fármaco: Diferentes concentrações de nimodipina foram testadas, e verificou-se que uma concentração de 0,2% produziu os melhores resultados.

4. Otimização dos Parâmetros do Processo:

   4.1. Tamanho do grânulo de zircônia: Dois tamanhos de esferas de zircônia (0,3 mm e 0,1 mm) foram testados a uma velocidade de moagem de 4000 rpm por 15 minutos. Os resultados mostraram que as esferas de 0,1 mm foram mais efetivas, resultando em um tamanho de partícula de (295,6±13,4) nm.

   4.2. Velocidade de moagem: Várias velocidades de moagem (2500, 3500, 4000 e 4500 rpm) foram examinadas no tamanho do cordão de 0,1 mm. A velocidade de 4000 rpm foi escolhida por apresentar os melhores resultados.

   4.3. Tempo de moagem: Diferentes tempos de moagem (5, 10, 15, 30 e 45 minutos) foram investigados a 4000 rpm. O tempo de moagem de 15 minutos mostrou-se ótimo.

5. Reprodutibilidade do processo: Três lotes de nanossuspensão de nimodipina foram preparados de acordo com os parâmetros otimizados, e seu tamanho de partícula, PDI e potencial zeta foram medidos. Os resultados mostraram boa reprodutibilidade.

6. Caracterização:

   6.1. Morfologia da Nanosuspensão: A microscopia eletrônica de transmissão revelou que as nanopartículas de nimodipina eram quase esféricas, com boa dispersão e tamanho de partícula de aproximadamente 250 nm.

   6.2. Investigação da forma cristalina do pó liofilizado nanossuspensão: difração de raios X (DRX) e calorimetria exploratória diferencial (DSC) foram conduzidas. Os resultados de DRX indicaram que o fármaco manteve sua forma cristalina após moagem e secagem. Os resultados do DSC apoiaram esse achado, mostrando que o pico endotérmico característico do fármaco permaneceu no pó de nanossuspensão liofilizado.

7. Solubilidade de saturação de nanossuspensão liofilizada:

   7.1. Método Cromatográfico: Um sistema de cromatografia líquida de alta eficiência foi usado para estabelecer uma curva padrão para a concentração de nimodipina em um sistema de solvente adequado. A linearidade, precisão e exatidão do método foram validadas.

   7.2. Determinação da Solubilidade de Saturação: O excesso de nimodipina e a nanossuspensão liofilizada foram adicionados à água destilada e agitados à temperatura ambiente. A solubilidade de saturação da nimodipina na nanossuspensão liofilizada foi quase 60 vezes maior do que a do fármaco original.

Discussão:

A fresagem de meios é um método altamente eficiente e reprodutível para a preparação de nanosuspensões. Este estudo otimizou com sucesso os parâmetros para a preparação de nanossuspensão de nimodipina, incluindo concentração do estabilizador, razão estabilizante, concentração do fármaco, tamanho do cordão, velocidade de moagem e tempo de moagem. A nanossuspensão liofilizada exibiu melhor solubilidade em relação ao fármaco original, confirmando a relação entre redução do tamanho das partículas e aumento da solubilidade.

Em conclusão, o método de moagem de meios oferece uma abordagem prática e eficiente para aumentar a solubilidade e biodisponibilidade de fármacos pouco solúveis em água, como a nimodipina, e tem potencial para aplicações mais amplas na indústria farmacêutica.