Caracterização estrutural de nanocápsulas de poli(ɛ-caprolactona) e de eudragit ® s 100 através de microscopia eletrônica de varredura por feixe de emissão de campo (feg) e por feixe de íons focalizados (fib)

Abstract

Nanocápsulas poliméricas são biomateriais muito utilizados na indústria farmacêutica e cosmética como carreadores de fármacos, porém, o tamanho nanométrico desses nanomateriais se torna um desafio para a caracterização estrutural. Por isso, neste trabalho foram exploradas as técnicas de microscopia eletrônica de varredura por fonte de emissão de campo -FEG (field emission gun) e por feixe de íons focalizados - FIB (focused ion beam) para caracterização dos materiais selecionados para essa pesquisa, sendo nanocápsulas produzidas a partir de um poliéster, a poli(ɛ-caprolactona) – PCL ou de um acrilato, o Eudragit ® S 100 - EUD e posteriormente aplicadas em substratos biológicos, sendo eles unha e cabelo humano, pele (de orelhas) e mucosa esofágica suína. As suspensões de nanocápsulas poliméricas foram preparadas pelo método de deposição interfacial de polímero pré-formado (nanoprecipitação) para cada modelo de nanocápsulas estudadas nesse trabalho (PCL e EUD), e posterior secagem por aspersão mediante nebulização em spray-dryer com adjuvante de secagem lactose a 1% ou Aerosil® 200 a 3%. As nanocápsulas poliméricas tiveram o seu diâmetro de partícula e índice de polidispersão analisados pela técnica de espalhamento de luz dinâmico e caracterização quanto ao seu tamanho e SPAN pela técnica de difração de laser. Após, cada tipo amostral foi aplicado em substrato tegumentar de unha e cabelo humano, pele e mucosa esofágica suína. E por fim, analisadas em equipamento dual-beam Auriga-Zeiss utilizando as técnicas FEG e FIB. Entre os resultados, das formulações de pós secos, a que apresentou morfologia mais constante foi a de nanocápsulas de PCL com adjuvante sílica. A aplicação das nanocápsulas em sistemas tegumentares e epiteliais foi muito válida para ilustrar os processos de interação das nanoestruturas e substratos biológicos, observando diferentes formas de dispersão e bioadesão, por exemplo. O equipamento dual-beam empregado representou uma ferramenta muito apropriada para caracterização em resolução melhorada desses nanomateriais estudados, em comparação a estudos anteriores, sendo possível trazer alguns novos dados, como por exemplo, a evidência da grande diferença morfológica entre microaglomerados de nanocápsulas de PCL em comparação às de EUD.

Polymeric nanocapsules are biomaterials widely used in the pharmaceutical and cosmetic industry as carriers of drugs, however, the nanometric size of these nanomaterials becomes a challenge for the structural characterization. Therefore, in this work, scanning electron microscopy by field emission gun (FEG) and focused ion beam (FIB) were explored to characterize the materials selected for this research, being nanocapsules produced by an polyester, poly (ɛ-caprolactone) - PCL or an acrylate, Eudragit ® S 100 - EUD, and subsequently applied to biological substrates, such as human nails and hair, swine skin (from ears) and esophageal mucosa. Polymer nanocapsules suspensions were prepared by the preformed polymer interfacial deposition method (nanoprecipitation) for each model of nanocapsules studied in this work (PCL and EUD), and after drying by spray-dryer with lactose 1% or Aerosil® 200 3%. The polymer nanocapsules had their particle diameter and polydispersity index analyzed by the technique of dynamic light scattering and characterization of their size and SPAN by the laser diffraction technique. Afterwards, each sample type was applied to tegumentary substrate of human nail and hair, swine skin and esophageal mucosa. And finally, analyzed in dual-beam equipment Auriga-Zeiss using FEG and FIB techniques. Among the results, of the dry powder formulations, the one that presented more constant morphology was PCL nanocapsules with silica adjuvant. The application of nanocapsules in tegumentary and epithelial systems was very valid to illustrate the interaction processes of nanostructures and biological substrates, observing different forms of dispersion and bioadhesion, for example. The dual-beam equipment employed was a very appropriate tool for the characterization of these nanomaterials in improved resolution, compared to previous studies. It was possible to bring some new data, such as the evidence of the morphological difference between PCL nanocapsules microclusters in compared to EUD.