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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.9.2017.tde-12122017-122713
Document
Auteur
Nom complet
Megumi Nishitani Yukuyama
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2017
Directeur
Jury
Bou-Chacra, Nádia Araci (Président)
Andréo Filho, Newton
Gaspari, Priscyla Daniely Marcato
Lopes, Luciana Biagini
Titre en portugais
Otimização de processos de obtenção de nanoemulsões contendo óleo de oliva: homogeneização a alta pressão e emulsificação empregando fase D
Mots-clés en portugais
Emulsificação empregando fase D
Homogeneização a alta pressão
Nanoemulsão
Óleo vegetal
Processo de alta energia
Processo de baixa energia
Resumé en portugais
O óleo de oliva apresenta elevado potencial de aplicação no desenvolvimento de produtos farmacêuticos e cosméticos. No campo farmacêutico, esse óleo tem sido utilizado para a preparação de nanossistemas de liberação de fármacos que apresentam baixa solubilidade em água. Tais nanossistemas, incluindo as nanoemulsões, podem ser obtidos empregando processos de alta (mecânico) e baixa energia (físico-químico). A proposta do presente estudo foi adquirir maior entendimento dos processos de preparação e da aplicação de nanoemulsão por homogeneização a alta pressão (HAP) e emulsificação empregando fase D (EFD), respectivamente métodos de alta e baixa energia. O conhecimento adquirido pela sistematização da pesquisa e das atividades executadas resultou em dois artigos de revisão e dois artigos de pesquisa. O primeiro artigo de revisão permitiu identificar tendo em vista o sucesso do desenvolvimento de nanoemulsão, a necessidade de conhecimento da interação entre o fármaco e os componentes da nanoemulsão; do impacto do processo de preparação nos componentes e na estabilidade da nanoemulsão; e da influência da formulação na liberação e na absorção do fármaco por diferentes rotas de administração. Além disso, apresentamos as diferentes nanoemulsões, considerando o tipo de tensoativo utilizado para sua preparação e seu respectivo uso. O segundo artigo de revisão evidenciou a adequada seleção de processo como o fator essencial para assegurar a obtenção de nanoemulsão com propriedades pré-determinadas, oferecendo aos pesquisadores alternativa realista para sua produção em escala industrial. Com referência aos artigos de pesquisa, o primeiro comprovou a possibilidade de obtenção de nanoemulsão contendo elevado teor de óleo vegetal (40% m/m) utilizando único tensoativo em 2 concentração de 2% m/m. Esse desempenho considerado como desafio nos processos convencionais de baixa energia, foi realizado com sucesso utilizando o processo EFD. O poliol foi confirmado como variável estatisticamente significativa para a redução do diâmetro hidrodinâmico médio (DHM) da nanoemulsão, influenciando de maneira sinérgica o comportamento do tensoativo durante a fase de transição nesse método. O estudo referente ao segundo artigo permitiu a identificação e o entendimento da relação entre as variáveis de composição e de processo e o DHM, no desenvolvimento de nanoemulsão contendo óleo de oliva, empregando os processos HAP e EFD. A abordagem estatística revelou os intervalos ótimos das variáveis de composição e de processo para a obtenção do DHM desejado, o atributo crítico de qualidade. Assim, foi adquirido maior entendimento dos respectivos processos. Adicionalmente, o conceito do espaço de design e a otimização por meio da função desejo permitu a obtenção de nanoemulsão de 275 nm com sucesso, empregando a mesma composição para ambos os processos: HAP e EFD. Os conhecimentos adquiridos nesses estudos poderão direcionar o desenvolvimento de nanoemulsão inovadora, com êxito.
Titre en anglais
Processes optimization of nanoemulsion preparation containing olive oil: high pressure homogenization and D-phase emulsification
Mots-clés en anglais
D-Phase Emulsification
High Pressure Homogenization
High-energy process
Low-energy process
Nanoemulsion
Vegetable oil
Resumé en anglais
Olive oil has an extensive applicability in the development of pharmaceuticals and cosmetics. In the pharmaceutical field, this oil has been used for the preparation of poorly water-soluble drug delivery nanosystems. Such nanosystems, including nanoemulsions, can be obtained by employing high (mechanical) and low energy (physicochemical) processes. The aim of the present study was to acquire the deep understanding of the processes of preparation and applicability of nanoemulsion by high-pressure homogenization (HPH) and D-phase emulsification (DPE), respectively high- and low-energy methods. The knowledge acquired through the careful systematization of the research and the activities performed resulted in two review articles and two research articles. The first review article allowed to identify, targeting development of a high efficacy nanoemulsion, the need to understand the interaction between the drug and nanoemulsion components; the impact of the preparation process on the components and the nanoemulsion stability; and the influence of the formulation on the release and uptake of the drug by different administration routes. In addition, we described the development of different nanoemulsions, according to the selected surfactant for their preparations, and their respective application. The second review article evidenced the appropriate process selection as the key factor to ensure obtaining nanoemulsions with desired properties, offering to researchers, a realistic industrial scale alternatives for the development of nanoemulsions. Regarding the research articles, the first one confirmed the possibility of obtaining nanoemulsions containing high vegetable oil content (40% w/w) using a single surfactant at a concentration of 2% w/w. This challenge, considered as a challenge in conventional low energy processes, was successfully accomplished using the DPE process. The polyol was confirmed to be a statistical significate variable for the reduction of the nanoemulsion mean particle size (MPD), by synergistically influencing the behavior of the surfactant during the transition phase in this method. The second research article allowed identifying and understanding the relationship between composition and process variables and MPS in the development of olive oil nanoemulsion, using HPH and DPE processes. The statistical approach allowed the identification of optimal ranges of composition and process variables for obtaining the desired MPS, which is the critical quality attribute. Therefore, a better understanding of the respective processes was acquired. In addition, the design space concept and the optimization by means of the desire function allowed obtaining a 275 nm nanoemulsion with success, using the same compositions for both HPH and the DPE processes. The knowledge acquired in these studies will successfully allow directions for the future development of innovative nanoemulsion.
 
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Date de Libération
2019-12-12
Date de Publication
2017-12-18
 
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