Nanocapsule purtătoare de substanțe active

1. Introducere

1.1 Nanotehnologia

Nanotehnologia este un domeniu al științei, care în ultima vreme a fost aplicat în medicină, farmacie și cosmetologie. Datorită dimensiunilor mici, nanoparticulele diferă in mod semnificativ de materialele convenționale și prezintă proprietăți unice. Nanoparticulele sunt definite ca particule coloidale solide care includ atât nanosfere, cât și nanocapsule. Structura specifică a nanocapsulelor (un nucleu înconjurat de un strat de polimer) permite încapsularea substanțelor active și le pot transporta în piele. Eficacitatea acestui transport depinde de mulți factori, inclusiv proprietățile fizico-chimice ale nanocapsulelor. Procesul de încapsulare oferă protecția substanțelor active de fenomenele nedorite, cum ar fi oxidarea sau degradarea, precum și controlul procesului de eliberare a acestor substanțe. [1]

1.2 Definirea nanoîncapsulării și structurii nanocapsulelor

Conceptul de nanomateriale, adică materialele cu o dimensiune a particulelor de 100 nm (1 nm= 10-9) în cel puțin o direcție, a fost introdus în secolul al XX-lea. Termenul de nanoparticule include nanosfere și nanocapsule. Aceste structuri se formează în procesul tehnologic, numit nanoîncapsulare. Nanoîncapsularea este acoperirea diferitelor substanțe într-un alt material la dimensiuni de ordinul nanometrului. Nanocapsulele formează sisteme veziculare care prezintă o structură de tip miez-carcasă (un miez lichid înconjurat de o membrană polimerică) în care substanța activă se află într-o cavitate înconjurată de o membrană polimerică. [2] . Exista diferite structuri nanocapsulare: miez lichid, matrice polimerică și substanță activă în dispersie moleculară (Figura 1.1). În funcție de metoda de preparare și de materiile prime utilizate în procesul tehnologic, rezervorul poate fi lipofil sau hidrofob. [1]

Încapsularea medicamentelor sau a ingredientelor active cosmetice în interiorul nanostructurii este doar una dintre metodele de transport transdermic, deoarece nanocapsulele pot purta substanța activă pe suprafețele lor sau pot fi absorbite în membrana polimerică. Nanocapsulele par a fi succesorul lipozomilor, deoarece acestea sunt versiunea lor miniaturizată. Pentru a conferi proprietăți specifice nanocapsulelor, aspectele achiziției tehnologice au fost extinse, luând în considerare polimerii naturali și sintetici ca materii prime pentru producția lor. [1]

Figura 1.1 Diferite tipuri de structuri ale nanocapsulelor

1.3 Suprafața nanocapsulelor

Carcasa nanocapsulelor este de obicei făcută dintr-un material polimeric care poate fi atât sintetic, cât și natural. Membranele polimerice sau învelișurile utilizate în această sinteză ar trebui să fie biodegradabile și netoxice. Polimeri tipici care sunt utilizați pentru a sintetiza capsula nanocapsulelor sunt poli(ε - caprolactonă) (PCL), poli (D, L-lactidă) (PLA) și poli (D, L-lactidă-co-glicolidă) (PLGA), precum și poli (N-vinil pirolidonă) (PVP). Nu numai polimeri sintetici, ci și polimeri naturali cum ar fi gelatina, chitosanul, alginatul de sodiu și albumina sunt frecvent utilizate în sinteza unor nanocapsule care eliberează medicamente. Învelișurile nanocapsulelor pot include, de asemenea, lipozomi, polizaharide și zaharide. Acestea sunt aplicate datorită netoxicității și biodegradabilității lor și sunt atractive pentru aplicare deoarece seamănă cu membranele biologice, cu toatea acestea, reproductibilitatea și puritatea probei poate fi obținută prin utilizarea polimerilor sintetici în locul polimerilor naturali. Pentru aplicații pe piele, cele mai populare și recomandate sunt poliesterii, cum ar fi PCL, PLA și copolimerii lor. Datorită caracterului hidrofob al acestor polimeri, nanocapsulele preparate ar trebui să fie stabilizate cu agenți tensioactivi foarte solubili în apă. [3] Suprafața nanocapsulelor depinde de natura fizico-chimică a polimerilor, precum și de surfactanții utilizați pentru prepararea structurii. Particulele de surfactant au o influență asupra structurii morfologice a nanocapsulelor. De asemenea, ele stabilizează întreaga structură. Surfactanții cei mai cunoscuți sunt derivații de polietilen glicol și fosfolipide, cum ar fi lecitina și poli alcoolul vinilic (PVA). Nanocapsulele destinate aplicațiilor cosmetice și dermatologice nu trebuie să cauzeze sensibilizarea pielii. Peretele polimeric joacă un rol semnificativ în proprietățile fizico-chimice și biologice ale nanocapsulelor, acționând ca o barieră în calea difuziei lor. [1]

[1] Alicja Kapuscinska, "Nanocapsules as carriers of active substances," pp. 185-209, 2016.

[2] Anton, N., Benoit, J.P., Saulnier,, "Design and production of nanoparticles formulated from nano-emulsion templates," pp. 185-199, 2008.

[3] Nagavarma, B.V.N., Yadav, H.K.S., Ayaz, A., Vasudha, L.S., Shivakumar, H.G.,, "Different techniques for preparation of polymeric nanoparticles," pp. 16-23, 2012.

[4] Beck, R.C.R., Pohlmann, A.R., Hoffmeister, C., et al.,"Dexamethasone-loaded nanoparticle-coated microparticles: correlation between in vitro drug release and drug transport across Caco-2 cell monolayers.," pp. 18-30, 2007.

[5] Mora-Huertas, C.E., Fessi, H., Elaissari, A., "Polymer-based nanocapsules for drug delivery," pp. 113-142, 2010.

[6] Guinebreticre, "Nanocapsules par emulsion - diffusion de solvant: obtention, caracterisation et mecanisme de formation.," pp. 137-142, 2002.