Partículas submicrométricas de fármaco obtidas por nano spray dryer destinadas à administração pulmonar

Abstract

O Nano Spray Dryer é um equipamento desenvolvido recentemente pela empresa Büchi que utiliza a atomização vibracional para gerar partículas com tamanhos reduzidos (300 nm a 5 μm). O primeiro capítulo desse trabalho tem como objetivo desenvolver partículas sólidas com tamanho reduzido partindo-se de uma solução de fármaco (dexametasona), utilizando o equipamento Nano Spray Dryer e avaliar os fatores que influenciam na obtenção dos pós. O tipo de solvente utilizado influenciou na viscosidade e na tensão superficial das soluções e isso refletiu no rendimento do processo. A presença de tensoativos iônicos aumentou o rendimento do processo. As partículas foram obtidas na forma de aglomerados que se redispersam em partículas menores (difração de laser em meio aquoso) quando submetidos a uma força. O tamanho reduzido, em torno de 1 μm, também pode ser visualizado por microscopia eletrônica de varredura. Foi possível obter, de forma direta, partículas submicrométricas de fármaco com características ideais para administração pulmonar. A budesonida é um glicocorticóide muito potente utilizado no tratamento da asma, porém para as partículas se depositarem de forma efetiva no pulmão e não ficarem aderidas na cavidade orofaríngea, necessitam ter um diâmetro aerodinâmico compreendido entre 1 e 5 μm. Com base nisso buscou-se desenvolver partículas de budesonida com diâmetro aerodinâmico reduzido, por Nano Spray Dryer. Os pós NSD (budesonida + deoxicolato de sódio) e NSD LEU (budesonida + deoxicolato de sódio + leucina) apresentaram elevado rendimento (acima de 60%), elevado teor de fármaco (acima de 90%), baixo teor de umidade (inferior a 2%) e tamanho médio de partícula de 1 μm. A densidade foi de 0,3 g/cm3 e o diâmetro aerodinâmico teórico ficou em torno de 0,5 μm. Devido ao reduzido tamanho e elevada área superficial, a budesonida obtida por Nano Spray Dryer apresentou uma maior velocidade de dissolução comparada à matéria prima e ao produto comercial Busonid®. O processo de secagem provavelmente resultou na amorfização das substâncias, conforme analisado por calorimetria exploratória diferencial. Assim, concluímos que foi possível a obtenção de partículas de budesonida de reduzido diâmetro aerodinâmico por Nano Spray Dryer destinadas ao tratamento da asma.

Nano Spray Dryer is new equipment developed recently by Büchi that uses vibrational atomization to generate small particles (300 nm to 5 mm). The first chapter of this work aims to obtain solid particles with small size starting from a drug solution (dexamethasone) through the Nano Spray Dryer equipment and to assess the factors that influence the production. The kind of solvent influenced the viscosity and surface tension of solutions and this reflected in the process yield. The presence of ionic surfactants provides particles that deagglomerate into smaller ones when subjected to a force, as can be seen by laser diffractometry in aqueous medium. The small size, around 1 μm, can also be visualized by scanning electron microscopy. Thus, it was possible to obtain directly submicron drug particles that have characteristics suitable for pulmonary administration. Budesonide is a potent glucocorticoid used in the asthma treatment. One disadvantage with pulmonary drug delivery is the poor deposition efficiency, and to get pulmonary deposition the particles need to have an aerodynamic diameter in the range of 1-5 μm to bypass the mouth and throat. So, we sought to develop budesonide particles with reduced aerodynamic diameter by Nano Spray Dryer. The NSD (budesonide + sodium deoxycholate) and NSD LEU (budesonide + sodium deoxycholate + leucine) powders showed high yields (above 60%), high drug content (above 90%), low moisture content (less than 2%) and particle size of 1 μm. The particle density was about 0.3 g/cm3 and theoretical aerodynamic diameter was about 0.5 μm. Due to its small size and high surface area, budesonide obtained by Nano Spray Dryer dissolved faster than raw material and commercial product Busonid®. The spray drying process probably resulted in the amorphization of the substances that were analyzed by differential scanning calorimetry. Therefore, we conclude that it was possible to obtain budesonide small particles with low aerodynamic diameter by Nano Spray Dryer intended to asthma treatment.