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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
DEPARTAMENTO DE FARMÁCIA E FARMACOLOGIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS
DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE SISTEMAS
MULTIPARTICULADOS PARA LIBERAÇÃO MODIFICADA DE L-ALANIL-L-
GLUTAMINA
LUCIANA SILVA DE OLIVEIRA
Maringá
2009
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
DEPARTAMENTO DE FARMÁCIA E FARMACOLOGIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS
DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE SISTEMAS
MULTIPARTICULADOS PARA LIBERAÇÃO MODIFICADA DE L-ALANIL-L-
GLUTAMINA
LUCIANA SILVA DE OLIVEIRA
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-
Graduação em Ciências Farmacêuticas (área de
concentração – Produtos naturais e sintéticos
biologicamente ativos), da Universidade
Estadual de Maringá para a obtenção do título
de Mestre em Ciências Farmacêuticas.
Orientador: prof. Dr. Osvaldo A. Cavalcanti
Co-orientadores: prof. Dr. Humberto G. Ferraz
Prof. Dr. Itamar F. Andreazza
Maringá
2009
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LUCIANA SILVA DE OLIVEIRA
DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE SISTEMAS
MULTIPARTICULADOS PARA LIBERAÇÃO MODIFICADA DE L-ALANIL-L-
GLUTAMINA
Comissão julgadora da Dissertação para obtenção do título de Mestre
____________________________________________________________________
Prof. Dr. Osvaldo Albuquerque Cavalcanti
Orientador/Presidente
____________________________________________________________________
1º examinador
______________________________________________________________________
2º examinador
Maringá, __________de_______________de___________
AGRADECIMENTOS
A Deus, pai de infinita misericórdia, pelas bênçãos concedidas.
A minha família, pelo amor, respeito, incentivo e apoio incondicional.
Ao professor doutor Osvaldo Albuquerque Cavalcanti, da Universidade Estadual de Maringá
(UEM), pela orientação e inestimável amizade.
Ao professor doutor Itamar Francisco Andreazza, da Universidade Federal do Paraná (UFPR),
pela co-orientação.
Ao professor doutor Humberto Gomes Ferraz, da Universidade de São Paulo (USP), pela co-
orientação e pelo fornecimento da infra-estrutura necessária a realização deste trabalho.
Ao professor doutor Roberto Barbosa Bazotte, da Universidade Estadual de Maringá (UEM),
pelo apoio financeiro (passagens e diárias) a realização da parte experimental, além das
contribuições feitas ao trabalho.
A CAPES, pelo auxilio financeiro, manifestado na concessão de bolsa de mestrado.
Ao professor doutor Élcio José Bunhak, da Universidade Estadual do Oeste do Paraná
(UNIOESTE), pelas contribuições feitas ao trabalho.
E aos meus amigos queridos: Luiz Arturo, Anita, Roxana, Delia, Adelaida, Patrícia, Carla,
Leandro, Robson, Fagner, Liana, Mirela, Bruno, Silvia, Helena, Paulo e Lucivania.
RESUMO
O objetivo deste trabalho foi desenvolver e avaliar sistemas multiparticulados (péletes)
destinados à liberação modificada de L-alanil-L-glutamina, bem como validar uma
metodologia analítica por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) para aplicação no
ensaio de dissolução destas formas farmacêuticas. A L-alanil-L-glutamina (glutamina
dipeptídeo) é utilizada para a reposição de glutamina e modulação do sistema imunológico em
pacientes debilitados. Porém, estudos em animais de laboratório submetidos à hipoglicemia
prolongada abrem a perspectiva de seu emprego na prevenção dos episódios de hipoglicemia
induzida por insulina (HII) em pacientes com Diabetes Mellitus (DM). Assim, o
desenvolvimento de um sistema de liberação modificada pode oferecer benefícios,
disponibilizando a L-alanil-L-glutamina por um intervalo de tempo prolongado,
particularmente durante o período noturno, prevenindo a ocorrência de hipoglicemia, sendo
um sistema no qual a comodidade aliada à eficácia terapêutica conduz a uma melhor
qualidade de vida para o paciente. O processo de extrusão-esferonização e a tecnologia de
leito fluidizado, que assumiram papel de destaque na indústria farmacêutica, foram aqui
empregados. Foram produzidos péletes contendo diferentes níveis da substância ativa (10, 20,
30, 40 e 50%). Essas formulações foram caracterizadas quanto a análise granulométrica,
densidade verdadeira, friabilidade e análise morfológica. Os péletes contendo 30% de
glutamina dipeptídeo foram os que apresentaram as propriedades mais adequadas e, por isso,
foram revestidos com uma dispersão polimérica de Kollicoat SR 30 D em equipamento de
leito fluidizado. Os níveis de revestimento estudados foram 1,5%, 5% e 15%. Os sistemas
revestidos foram submetidos ao ensaio de dissolução, sendo que com 1,5% de revestimento,
houve liberação total do ativo em 5 minutos e com 15%, a liberação foi incompleta dentro do
período da análise. Ao nível de revestimento de 5%, o perfil de dissolução resultou no
prolongamento da liberação de L-alanil-L-glutamina por um período de aproximadamente 8
horas, enquanto que com 15%, os resultados não foram satisfatórios.
PALAVRAS-CHAVE: L-alanil-L-glutamina, liberação modificada, sistemas
multiparticulados, extrusão-esferonização, leito fluidizado.
ABSTRACT
The aim of this work was to develop and evaluate modified release multiparticulte systems
(pellets) containing L-alanyl-L-glutamine, as well as, validate a analytical method by high
performance liquid chromatography (HPLC) for application in dissolution testing of these
dosage forms. L-alanyl-L-glutamine (glutamine dipeptide) is used to recover glutamine level
and module immunologic system in weak patients. But, studies with laboratory animals
submitted to prolonged hypoglycemia bring the possibility in its use to prevent hypoglycemia
induced by insulin (HII) episodes in diabetes mellitus patients. Thus, the development of
modified release system can offer benefits, delivering L-alanyl-L-glutamine by extend time
period, mainly, during sleeping, preventing hypoglycemia happens, being a system whose
comfort and therapeutic effective contribute with a better quality of life to patient. Extrusion-
spheronization process and fluidized bed technology, that has had a very important role in
pharmaceutical industry, were used here. Pellets containing different level of active substance
(10, 20, 30, 40 and 50%) were produced. These formulations were characterized by evaluation
of its granulometry, truth density, friability and morphology. Pellets containing 30% of
glutamine dipeptide presented properties more adequate that the other ones and, thus, were
coated with a polymeric dispersion of Kollicoat SR 30 D in a fluidized bed equipment.
Coating levels of 1,5%, 5% and 15% were studied. Coated systems were submitted to
dissolution testing, being that at 1,5% of coating, total drug quantity was delivered in 5
minutes and at 15%, drug release was incomplete during analysis period. At level of 5% of
coating, the dissolution profile result in prolonged release of L-alanyl-L-glutamine by
approximately 8 hours. On the other hand, at level of 15%, results were not satisfactory.
KEY WORDS: L-alanyl-L-glutamine, modified release, multiparticulate systems, extrusion-
spheronization, fluidized bed.
LISTA DE FIGURAS
CAPÍTULO I:
Figura 1: Mecanismos de formação de péletes por esferonização. (a) esquema sugerido por
Rowe (1985) – I, cilindro; II, cilindro de extremidades arredondadas; III, haltere; IV, elipse; V,
esfera. (b) esquema sugerido por Baert, Remon (1993) – I, cilindro; II, corda; III, haltere; IV,
esfera com cavidade; V, esfera. FONTE: SANTOS et al, 2004................................................20
Figura 2: Esquema mostrando o movimento das partículas dentro do equipamento de leito
fluidizado durante o processo de secagem. FONTE: Adaptado de GLATT (2009)..................23
Figura 3: Esquema mostrando o movimento das partículas dentro do equipamento de leito
fluidizado, no sistema de top spray, durante o processo de revestimento. FONTE: Adaptado
de GLATT (2009)......................................................................................................................25
Figura 4: Esquema mostrando o movimento das partículas dentro do equipamento de leito
fluidizado, modelo Wurster, durante o processo de revestimento. FONTE: Adaptado de
GLATT (2009)..........................................................................................................................26
Figura 5: Esquema mostrando o movimento das partículas dentro do equipamento de leito
fluidizado, sistema tangencial, durante o processo de revestimento. FONTE: Adaptado de
GLATT (2009)..........................................................................................................................27
CAPÍTULO II:
Figura 1: Estrutura química da L-Alanil-L-Glutamina............................................................37
Figura 2: Cromatograma obtido para a solução amostra na validação do método
cromatográfico para doseamento de L-alanil-L-glutamina (glutamina dipeptídeo). Condições:
coluna: RP-18 (125 x 4 mm, 5 µm); fase móvel: solução aquosa de ácido octanossulfônico a
2%: metanol (60:40 v/v); vazão: 1 mL/min; detecção: UV 210 nm.........................................45
Figura 3: Curva de calibração obtida por CLAE empregando-se soluções padrões de L-alanil-
L-glutamina, nas concentrações de 0,00625 a 0,5 mg/mL. y= 3E+07+75280 é a equação da
reta encontrada e utilizada para calcular a concentração da substancia ativa nas amostras e R²
representa o coeficiente de linearidade obtido....................................................................45
CAPÍTULO III:
Figura 1: Rendimento, em porcentagem, das formulações contendo diferentes concentrações
de L-alanil-L-glutamina. Calculado com relação à quantidade de péletes formados a partir dos
excipientes utilizados................................................................................................................57
Figura 2: Distribuição granulométrica dos péletes obtidos a partir da utilização de diferentes
concentrações de L-alanil-L-glutamina....................................................................................58
Figura 3: Análise granulométrica dos péletes (F1, F2, F3, F4 e F5) antes e após o ensaio de
friabilidade................................................................................................................................60
Figura 4: Representação gráfica dos valores de densidade verdadeira (g/mL) obtidos para as
formulações contendo aproximadamente 10, 20, 30, 40 e 50% de L-alanil-L-glutamina,
respectivamente, F1, F2, F3, F4 e F5.......................................................................................61
Figura 5: Imagens digitalizadas: péletes obtidos a partir de F1 (a), F2 (b), F3 (c), F4 (d) e F5
(e).............................................................................................................................................62
CAPÍTULO IV:
Figura 1: Perfil de dissolução dos péletes obtidos de F3 (péletes de liberação imediata
contendo aproximadamente 30% de glutamina dipeptídeo). O ensaio foi realizado em
triplicata e o desvio padrão foi calculado. A água foi empregada como meio de dissolução a
37,0 ºC e 75 RPM.....................................................................................................................74
Figura 2: Perfil de dissolução comparativo entre F3 (péletes de liberação imediata) e R1
(péletes revestidos com 1,5% de Kollicoat SR30D). O ensaio foi realizado em triplicata e o
desvio padrão foi calculado. Tampão fosfato (pH=6,8) foi utilizado como meio de dissolução
a 37,0 ºC e 75 RPM...................................................................................................................74
Figura 3: Perfil de dissolução comparativo entre os péletes revestidos com 1,5% (R1), 5%
(R2) e 15% (R3) de Kollicoat SR30D). O ensaio foi realizado em triplicata e o desvio padrão
foi calculado. Tampão fosfato (pH=6,8) foi utilizado como meio de dissolução a 37,0 ºC e 75
RPM..........................................................................................................................................75
Figura 4: Análise granulométrica dos péletes revestidos com 5% de Kollicoat SR30D
(R2)...........................................................................................................................................76
Figura 5: Perfil de dissolução comparativo entre R2 (péletes revestidos com 5% de Kollicoat
SR30D) e a maior fração de R2. O ensaio foi realizado em triplicata e o desvio padrão foi
calculado. Tampão fosfato (pH=6,8) foi utilizado como meio de dissolução a 37,0 ºC e 75
RPM..........................................................................................................................................77
LISTA DE TABELAS
CAPÍTULO I:
Tabela 1: Comparação entre os sistemas monolítico e multiparticulado.................................14
Tabela 2: Variáveis que afetam o processamento em leito fluidizado.....................................28
CAPÍTULO II:
Tabela 1: Composição, em massa e em porcentagem, das diferentes formulações
elaboradas..................................................................................................................................40
Tabela 2: Parâmetros empregados no leito fluidizado para o processo de revestimento e a
secagem dos péletes de L-alanil-L-glutamina...........................................................................41
Tabela 3: Avaliação da precisão (intra-dia e inter-dias) e exatidão do método cromatográfico
para determinação de L-alanil-L-glutamina (n=3)....................................................................46
Tabela 4: Porcentagem dissolvida (± desvio padrão) obtida para a formulação de liberação
imediata F1 e para a formulação de liberação prolongada (péletes revestidos com 5%
Kollicoat SR 30 D). Os ensaios foram realizados em triplicata................................................47
CAPÍTULO III:
Tabela 1: Composição, em massa e em porcentagem, das diferentes formulações
elaboradas..................................................................................................................................55
Tabela 2: Parâmetros empregados no leito fluidizado para o processo de secagem dos péletes
de L-alanil-L-glutamina............................................................................................................55
Tabela 3: Rendimento, em porcentagem, das diferentes formulações dentro da faixa
granulométrica 1,18 a 0,80 mm................................................................................................59
Tabela 4: Valores de aspecto, diâmetro médio (mm) e esfericidade obtidos por intermédio do
tratamento de imagens em software Image Pro Plus, para as diferentes formulações: F1
(10%), F2 (20%), F3 (30%), F4 (40%) e F5 (50%)..................................................................62
CAPÍTULO IV:
Tabela 1: Parâmetros empregados no leito fluidizado para o processo de secagem dos péletes
de L-alanil-L-glutamina............................................................................................................70
Tabela 2: Parâmetros empregados no leito fluidizado para o processo de revestimento dos
péletes de L-alanil-L-glutamina................................................................................................71
Tabela 3: Quantidade de revestimento por unidade de área para as diferentes frações de R2
(péletes revestidos com 5% de Kollicoat SR30D)....................................................................76
LISTA DE ABREVIATURAS
DM – Diabetes Mellitus.
CLAE – Cromatografia Líquida de Alta Eficiência.
HII – Hipoglicemia Induzida por Insulina.
HPLC – High Performance Liquid Chromatography.
ICH – International Conference for Harmonization.
LOD – Limite de Detecção.
LOQ – Limite de quantificação.
PVP – Polivinilpirrolidona.
TMF – Temperatura Mínima de Formação de Filme.
SUMÁRIO
CAPÍTULO I: REVISÃO BIBLIOGRÁFICA: TECNOLOGIA DE EXTRUSÃO-
ESFERONIZAÇÃO NA GERAÇÃO DE PÉLETES REVESTIDOS....................................13
1. INTRODUÇÃO.................................................................................................................14
2. TECNOLOGIA DE EXTRUSÃO-ESFERONIZAÇÃO................................................15
2.1. BREVE HISTÓRICO SOBRE O SURGIMENTO DOS PÉLETES...............................15
2.2. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PÉLETES POR EXTRUSÃO-
ESFERONIZAÇÃO................................................................................................................16
2.2.1. Primeira etapa: Preparo da massa úmida.................................................................17
2.2.2. Segunda etapa: Extrusão da massa............................................................................18
2.2.3. Terceira etapa: Esferonização dos extrusados..........................................................19
2.2.4. Quarta etapa: Secagem dos péletes...........................................................................21
2.3. APLICAÇÃO DE PÉLETES REVESTIDOS NA LIBERAÇÃO MODIFICADA DE
FÁRMACOS...........................................................................................................................21
3. TECNOLOGIA DE LEITO FLUIDIZADO APLICADA AO DESENVOLVIMENTO
DE PÉLETES PARA LIBERAÇÃO MODIFICADA.......................................................22
3.1. FLUIDIZAÇÃO E O EQUIPAMENTO DE LEITO FLUIDIZADO..............................22
3.2. SECAGEM EM EQUIPAMENTO DE LEITO FLUIDIZADO .....................................23
3.3. REVESTIMENTO EM EQUIPAMENTO DE LEITO FLUIDIZADO...........................24
3.3.1. Sistema do tipo top spray para revestimento.............................................................25
3.3.2. Sistema de revestimento Wurster...............................................................................26
3.3.3. Sistema botton spray para revestimento...................................................................27
3.3.4. Spray tangencial..........................................................................................................27
3.4. VARIÁVEIS QUE INFLUENCIAM NOS PROCESSOS REALIZADOS EM
SISTEMAS DE LEITO FLUIDIZADO..................................................................................28
4. CONCLUSÃO....................................................................................................................28
5. REFERÊNCIAS.................................................................................................................29
CAPÍTULO II: DESENVOLVIMENTO E VALIDAÇÃO DE METODOLOGIA PARA
QUANTIFICAÇÃO DE L-ALANIL-L-GLUTAMINA EM ENSAIO DE DISSOLUÇÃO DE
PÉLETES.................................................................................................................................36
1. INTRODUÇÃO..................................................................................................................37
2. MATERIAIS E MÉTODOS..............................................................................................39
2.1. MATERIAIS.....................................................................................................................39
2.2. PREPARAÇÃO DOS PÉLETES......................................................................................40
2.3. EQUIPAMENTO E CONDIÇÕES ANALÍTICAS..........................................................41
2.4. SOLUÇÕES PADRÃO E AMOSTRA.............................................................................41
2.5. VALIDAÇÃO ANALÍTICA.............................................................................................42
2.5.1. Seletividade...................................................................................................................42
2.5.2. Linearidade...................................................................................................................42
2.5.3. Exatidão........................................................................................................................42
2.5.4. Precisão.........................................................................................................................43
2.5.4.1. Repetibilidade (precisão intracorrida)........................................................................43
2.5.4.2. Precisão intermediária................................................................................................43
2.5.5. Limite de detecção (LOD)...........................................................................................43
2.5.6. Limite de quantificação (LOQ)..................................................................................43
2.6. AVALIAÇÃO DA APLICABILIDADE DO MÉTODO NOS TESTES DE
DISSOLUÇÃO.........................................................................................................................44
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO.........................................................................................44
4. CONCLUSÃO.....................................................................................................................47
5. REFERÊNCIAS .................................................................................................................47
CAPÍTULO III: DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE PÉLETES DE L-
ALANIL-L-GLUTAMINA EMPREGANDO PROCESSO DE EXTRUSÃO-
ESFERONIZAÇÃO E SECAGEM EM LEITO FLUIDIZADO.............................................51
1. INTRODUÇÃO..................................................................................................................52
2. MATERIAIS E MÉTODOS..............................................................................................54
2.1. MATÉRIAS PRIMAS.......................................................................................................54
2.2. FORMULAÇÕES.............................................................................................................54
2.3. AVALIAÇÃO DOS PÉLETES OBTIDOS......................................................................55
2.3.1. Granulometria..............................................................................................................55
2.3.2. Friabilidade...................................................................................................................56
2.3.3. Densidade Verdadeira..................................................................................................56
2.3.4. Análise Morfológica......................................................................................................56
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO........................................................................................57
3.1. RENDIMENTO.................................................................................................................57
3.2. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA....................................................................................58
3.3. FRIABILIDADE................................................................................................................59
3.4. DENSIDADE VERDADEIRA..........................................................................................60
3.5. ANÁLISE MORFOLÓGICA............................................................................................61
4. CONCLUSÃO.....................................................................................................................63
5. REFERÊNCIAS..................................................................................................................63
CAPÍTULO IV: OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE PÉLETES DE L-ALANIL-L-
GLUTAMINA REVESTIDOS COM KOLLICOAT SR 30 D EM EQUIPAMENTO DE
LEITO FLUIDIZADO.............................................................................................................67
1. INTRODUÇÃO..................................................................................................................68
2. MATERIAL E MÉTODOS...............................................................................................70
2.1. MATÉRIAS PRIMAS.......................................................................................................70
2.2. PREPARAÇÃO DOS PÉLETES......................................................................................70
2.3. REVESTIMENTO DOS PÉLETES..................................................................................71
2.4. GRANULOMETRIA........................................................................................................71
2.5. DENSIDADE VERDADEIRA.........................................................................................71
2.6. ÁREA SUPERFICIAL......................................................................................................72
2.7. ENSAIO DE DISSOLUÇÃO DOS PÉLETES SEM REVESTIMENTO........................72
2.8. ENSAIO DE DISSOLUÇÃO DOS PÉLETES REVESTIDOS........................................72
2.9. QUANTIFICAÇÃO DE L-ALANIL-L-GLUTAMINA POR CROMATOGRAFIA
LÍQUIDA DE ALTA EFICIÊNCIA (CLAE)..........................................................................73
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO ......................................................................................73
4. CONCLUSÃO....................................................................................................................77
5. REFERÊNCIAS.................................................................................................................78
APÊNDICE: Resultados tabelados dos ensaios de dissolução realizados com as diferentes
formulações desenvolvidas.......................................................................................................80
CAPÍTULO I
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA: TECNOLOGIA DE
EXTRUSÃO-ESFERONIZAÇÃO NA GERAÇÃO DE
PÉLETES REVESTIDOS
14
1. INTRODUÇÃO
Nas últimas décadas, diante dos elevados custos necessários ao desenvolvimento de
novos fármacos, a Tecnologia Farmacêutica tem assumido um papel de destaque,
desenvolvendo novos sistemas terapêuticos para a liberação de fármacos com elevado grau de
especificidade e perfil de cedência mais efetivo. As pesquisas nesta área têm apontado
soluções inteligentes como os sistemas matriciais ou reservatórios, osmóticos e, mais
recentemente, os multiparticulados. Estes últimos possuem vantagens e desvantagens em
comparação com as formas farmacêuticas monolíticas convencionais, as quais são
apresentadas na Tabela 1, de acordo Bodmeier (1997).
Tabela 1: Comparação entre os sistemas monolítico e multiparticulado.
Forma Farmacêutica
Sistema Monolítico Sistema Multiparticulado
Alta variabilidade no trânsito gastrintestinal Trânsito intestinal previsível
Maior risco de irritação local por elevada concentração de
fármaco
Menor risco de irritação local devido à distribuição
uniforme pelo trato gastrintestinal
O estado nutricional interfere diretamente no trânsito intestinal
deste sistema
Menor dependência do estado nutricional (jejum ou
alimentado)
Alto risco de efeitos adversos por superdosagem Menor risco de efeitos adversos por superdosagem
Processo produtivo mais simples Processo produtivo complexo
FONTE: Adaptado de Bodmeier (1997).
O conceito de sistemas multiparticulados foi introduzido nos anos cinqüenta e consiste
basicamente em dividir a dose a ser administrada em subunidades, geralmente sob a forma de
péletes ou grânulos, que serão incorporados à cápsula de gelatina dura ou submetidos à
compressão (GANDHI, KAUL, PANCHAGNULA, 1999).
Tradicionalmente, em tecnologia farmacêutica, o termo pélete tem sido usado para
descrever uma variedade de produtos, caracterizados geometricamente como aglomerados
esféricos bem definidos com diâmetro entre 0,5 e 1,5 mm, obtidos a partir de diversos
materiais e processos, com aplicação na indústria de fertilizantes, alimentícia a farmacêutica
(GEHBRE-SELLASSIE, 1989).
A tecnologia de leito f1uidizado tem recebido especial atenção da indústria
farmacêutica, uma vez que, num mesmo equipamento, podem ser realizadas as operações de
granulação, secagem e revestimento com muito mais eficiência, apresentando-se como um
processo do tipo one-potsystem, ou seja, várias operações são executadas em seqüência, num
15
mesmo equipamento (ORAPIN, 1999; BEHZADI et al., 2005). Além disso, essa tecnologia
tem se mostrado muito eficiente no revestimento de péletes, visando à obtenção de sistemas
de liberação modificada.
Contudo, considerando a importância dos sistemas multiparticulados para a indústria
farmacêutica e para os pesquisadores das ciências farmacêuticas em geral, o objetivo desta
revisão foi abordar os aspectos tecnológicos do processo de fabricação de péletes por
extrusão-esferonização, seguido da secagem e revestimento em equipamento de leito
fluidizado.
2. TECNOLOGIA DE EXTRUSÃO-ESFERONIZAÇÃO
2.1. BREVE HISTÓRICO SOBRE O SURGIMENTO DOS PÉLETES
Em 1950, em resposta ao desejo de sustentar a liberação do fármaco por períodos de
tempo estendidos, a indústria farmacêutica desenvolveu entusiasmado interesse na tecnologia
de produção de péletes. Produtos de liberação estendida baseados em péletes empregaram,
inicialmente, as pílulas convencionais. Pílulas de diferentes perfis de liberação foram
combinadas em proporções pré-determinadas e acondicionadas em cápsulas de gelatina dura
para produzir formas farmacêuticas orais de liberação sustentada. Contudo, o número de
pílulas que poderia ser colocado dentro de uma única cápsula era limitado e a duração da
liberação não poderia ser estendida além de umas poucas horas. Além disso, o processo de
produção de pílulas era muito complexo, envolvendo várias etapas.
Com o desenvolvimento das máquinas de compressão mais eficientes, desenvolveram-
se minicomprimidos adequados à encapsulação. Entretanto, essa abordagem não diminuiu a
limitação de tamanho que foi encontrada durante o desenvolvimento de produtos para
liberação sustentada baseados em pílulas, ou seja, o número de minicompridos que poderia ser
acondicionado em uma cápsula era proibitivamente limitado. Conseqüentemente, extensiva
pesquisa foi conduzida para o desenvolvimento de técnicas alternativas que fornecessem
formas farmacêuticas peletizadas com propriedades de liberação estendida (GEHBRE-
SELLASSIE, 1989).
Em 1964, uma nova técnica de peletização, que forneceu péletes para liberação
sustentada na faixa de tamanho entre 0,25 – 2,0 mm, foi patenteada pela Smith Kline &
French. Ela compreendia em processo de spray congealing, no qual o fármaco era dissolvido
ou disperso em um material lipídico no seu estado fundido e aplicado por atomização em um
16
leito com gás a baixa temperatura, até péletes esféricos serem produzidos por resfriamento do
material usado. O tamanho dos péletes obtidos a partir desse processo era determinado pelo
orifício do bico da pistola de atomização.
Ao mesmo tempo, um equipamento chamado marumerizador foi introduzido no
mercado. Esta nova máquina foi desenvolvida no Japão e poderia produzir grandes
quantidades de péletes esféricos em um relativamente curto período de tempo. Basicamente, o
processo envolve a extrusão de uma massa úmida, contendo a mistura de ingredientes ativos e
excipientes, fornecendo estruturas cilíndricas (ou extrusados), seguido por esferonização dos
extrusados no marumerizador ou esferonizador. A emergência desse processo como técnica de
peletização prática melhorou o status dos péletes no desenvolvimento de formas
farmacêuticas. O processo é capaz de produzir péletes contendo grande quantidade de ativo,
contanto que as propriedades físico-químicas do fármaco e dos excipientes sejam ótimas.
Aplicações farmacêuticas diretas do processo para o desenvolvimento de péletes foram
inicialmente publicadas em 1970 e o processo tem sido objeto de intensa pesquisa desde
então.
Conforme os sistemas de liberação de fármacos tornaram-se mais sofisticados, o papel
dos péletes no desenvolvimento de formas farmacêuticas aumentou substancialmente e,
ambos, produtores de equipamentos e pesquisadores privados, têm intensificado suas
pesquisas, buscando equipamentos cada vez mais eficientes para acomodar o aumento da
demanda (GEHBRE-SELLASSIE, 1989).
2.2. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PÉLETES POR EXTRUSÃO-ESFERONIZAÇÃO
O ponto crítico da técnica patenteada pela indústria farmacêutica Smith, Kline &
French, em 1964, é a utilização de substâncias com faixa de fusão estreita ou então com ponto
de fusão bem definido (GEHBRE-SELLASSIE, 1989). A fim de superar dificuldades
encontradas na utilização da técnica Spray-congealing, desenvolveu-se uma tecnologia capaz
de produzir péletes com propriedades mais adequadas.
A peletização por extrusão-esferonização consiste de um processo de quatro etapas
semelhante à obtenção de granulado por via úmida. O processo inicia-se com a mistura seca
do fármaco com os excipientes seguido da adição de solução aglutinante a fim de obter massa
úmida e uniforme. A extrusão desta massa gera extrusado que será submetido ao processo de
esferonização, formando partículas esféricas, as quais serão secas sob temperatura adequada
(O' CONNOR, SCHWARTZ, 1989; GALLAND et al., 2005).
17
Dentre as vantagens do método de extrusão e esferonização sobre as demais técnicas,
destacam-se: rendimento elevado; produção de péletes com baixa friabilidade; péletes com
estreita distribuição granulométrica; produção de péletes adequados para revestimento; maior
controle na liberação do fármaco (GANDHI, KAUL e PANCHAGNULA, 1999).
A produção de péletes por extrusão-esferonização é a técnica usualmente empregada
na indústria farmacêutica. Portanto, muitos pesquisadores têm estudado os fatores que podem
influenciar esta técnica, analisando e sugerindo melhores condições para a otimização do
processamento das matérias-primas. Entre os parâmetros estudados destacam-se a formulação
(PINTO, BUCKTON, NEWTON, 1992; SOUSA et aI., 2002; COSTA, PAIS, SOUSA, 2004),
velocidade de extrusão (BAERT et al., 1993), conteúdo de água (LUSTIG-GUSTAFSSON et
al., 1999), abertura e modelo de extrusor (HELLEN et al., 1994; BAERT et aI., 1993;
THOMA, ZIEGLER, 1998), tempo e velocidade de esferonização (BAERT et al., 1993;
VERVAET, BAERT, REMON, 1995) e secagem do produto acabado (DYER, KHAN,
AULTON, 1994; BASHAIWOLDU, PODCZECK, NEWTON, 2004).
2.2.1. Primeira etapa: Preparo da massa úmida
O primeiro passo do processo de extrusão-esferonização consiste no preparo de massa
úmida com características plásticas adequadas à extrusão. Inicialmente, realiza-se a mistura
física dos pós a seco com posterior adição da solução aglutinante. Os equipamentos utilizados
nesta etapa devem permitir a mistura homogênea dos pós e a adição da solução granulante,
como aqueles destinados aos processos de granulação úmida, com destaque para os
misturadores planetários e em sigma (SOUSA, SOUSA, NEWTON, 1995; VERVAET,
BAERT, REMON, 1995; GANDHI, KAUL, PANCHAGNULA, 1999).
Durante esta etapa, a evaporação da solução de granulação deve ser reduzida ao
mínimo possível, uma vez que o conteúdo de água presente na massa é essencial para sua
plasticidade durante as etapas de extrusão-esferonização. Misturadores do tipo high shear
mixer (rotagranulador de alta eficiência) introduzem uma grande quantidade de energia na
massa com parte desta energia sendo transformada em calor ocorre perda de líquido de
granulação. Para estes equipamentos deve ser previsto sistema de resfriamento para manter a
temperatura baixa e a massa com teor de umidade adequado a extrusão (VERVAET, BAERT,
REMON, 1995).
A solução aglutinante é necessária para conferir a umidade adequada à massa.
Portanto, a escolha do líquido granulante influencia as propriedades mecânicas e estruturais
18
dos péletes (SANTOS et al., 2004; SANTOS et al., 2005; SREIE et al., 2005). A grande
maioria dos estudos utiliza a água como líquido de granulação, enquanto as misturas
hidroalcoólicas ou isopraponólicas possuem menor uso, sendo aplicáveis quando há
polímeros na formulação. A quantidade de água aplicada como veículo do aglutinante pode
ser considerada ponto crítico do processo e exerce grande impacto na qualidade do produto
final, pois ela funciona como agregante, durante o preparo da massa, lubrificante durante a
extrusão e plastificante durante a esferonização. Uma baixa umidade na massa produz grande
quantidade de pó fino nos passos seguintes e um excesso de água provoca a agregação dos
extrusados durante a esferonização, formando esferas de diâmetro elevado (SOUSA, SOUSA,
NEWTON, 1995).
Lustig-Gustafsson et al. (1999) verificaram que a quantidade ideal de água, para
formulações contendo 50% de celulose microcristalina e 50% de substância ativa, estava
relacionada com a solubilidade do fármaco em água e propuseram que a quantidade ideal de
água pode ser prevista por meio de uma relação linear entre quantidade de água necessária e o
logaritmo natural da solubilidade em água do fármaco modelo.
Outro fator importante relacionado ao líquido de granulação diz respeito ao tempo que
este deve permanecer em contato com a massa. A malaxagem deve ocorrer por um tempo que
propicie a movimentação da água nos espaços entre as partículas uniformizando a umidade
por toda a massa. Alguns autores optam por mantê-la em repouso por cerca de 12 horas para
permitir o equilíbrio entre as moléculas de água e os componentes da formulação (SOUSA,
SOUSA, NEWTON, 1995).
2.2.2. Segunda etapa: Extrusão da massa
A extrusão consiste na passagem da massa úmida através de uma placa perfurada
contendo abertura definida. O produto obtido é denominado extrusado e sua dureza,
resistência, tamanho e diâmetro dependem das condições utilizadas, como modelo de extrusor
e umidade da massa (O' CONNOR, SCHWARTZ, 1989). Nesta etapa, é necessário que a
massa a ser extrusada apresente quantidade de água suficiente para proporcionar um efeito
lubrificante, evitando a adesão ao equipamento ou o bloqueio da placa perfurada (O'
CONNOR, SCHWARTZ 1989; THOMA, ZIEGLER, 1998).
A velocidade de extrusão determina o rendimento total do extrusado que, por razões
econômicas, deve ser tão alto quanto possível. Entretanto, por motivos técnicos o aumento da
velocidade de extrusão influencia a qualidade final do pélete por provocar alterações na
19
superfície do extrusado como maior rugosidade. Estas alterações na superfície fazem o
extrusado quebrar-se de forma desigual durante os primeiros estágios da esferonização,
resultando partículas muito finas e outras muito grandes. Alguns estudos comprovaram que o
uso de lubrificantes (surfactantes de elevado valor de equilíbrio hidrófilo-lipófilo, como o
lauril sulfato de sódio, por exemplo) pode diminuir estas alterações, obtendo-se péletes de boa
qualidade com maior velocidade de extrusão (VERVAET, BAERT, REMON, 1995;
GANDHI, KAUL, PANCHAGNULA, 1999).
Baert et al. (1993) relatam que existe uma diferença no extrusado quando a mesma
formulação é extrusada em equipamentos com placa perfurada de mesmo diâmetro, mas
espessuras diferentes: placas de menor espessura produzem extrusados rugosos enquanto
aquelas mais espessas geram extrusados mais lisos em função da maior densificação da
massa.
Os diferentes equipamentos empregados para executar esta operação podem ser
agrupados de acordo com sua estrutura em: extrusores de parafuso ou rosca sem fim, de
malha e cesto, de rolo e extrusor "ram". Outra classificação pode ser feita em função do
movimento físico de extrusão da massa: axial (modelo de parafuso) ou radial (malha e cesto,
rolo). Diferenças no tipo de equipamento utilizado levam a diferenças no produto obtido, por
exemplo, os extrusados obtidos por equipamentos do tipo axial são mais densos, mas ocorre
considerável elevação da temperatura da massa durante o processo de extrusão (VERVAET,
BAERT, REMON, 1995; GANDHI, KAUL, PANCHAGNULA, 1999).
2.2.3. Terceira etapa: Esferonização dos extrusados
Esta etapa é realizada em equipamento denominado esferonizador, basicamente
constituído de um motor com velocidade regulável e um prato onde o extrusado é colocado.
Com a fricção do material sobre o prato em movimento ocorre mudança de forma de cilindro
para esfera (esferonização). Os pratos disponíveis possuem superfícies que apresentam
ranhuras do tipo radial ou cross-hatch (HICKS, FREESE, 1989).
Para Rowe (1985) o processo de esferonização ocorre em função das forças de fricção
sobre o prato em quatro estágios bem definidos começando por arredondar as extremidades do
extrusado cilíndrico, passando a halteres, elipse e finalmente péletes (Figura 1). Baert e
Remon (1993) propõem um mecanismo diferente, havendo, na quarta etapa, a quebra do
alteres em duas partes, sendo que ambas possuem um lado arredondado e outro plano. Na
20
etapa final ocorre o arredondamento da face plana em função da fricção sobre o prato
(VERVAET, BAERT, REMON, 1995; GANDHI, KAUL, PANCHAGNULA, 1999).
Figura 1: Mecanismos de formação de péletes por esferonização. (a) esquema sugerido por
Rowe (1985) – I, cilindro; II, cilindro de extremidades arredondadas; III, haltere; IV, elipse; V,
esfera. (b) esquema sugerido por Baert, Remon (1993) – I, cilindro; II, corda; III, haltere; IV,
esfera com cavidade; V, esfera. FONTE: SANTOS et al, 2004.
A umidade da formulação é fator primordial para a qualidade do produto final. Em
condição de baixa umidade, o extrusado gerado é pequeno e friável em contato com o disco
do esferonizador, sendo que o desgaste por atrito leva à formação de pó fino ao final do
processo. Por outro lado, o excesso de água provoca a formação de péletes de diâmetro
elevado por aglomeração dos péletes menores durante a esferonização. Péletes produzidos
com maior quantidade de água tendem a ser menos porosos, de maior resistência mecânica e
baixa friabilidade (GANDHI, KAUL, PANCHAGNULA, 1999).
Parâmetros como a velocidade utilizada e o tempo de esferonização também
influenciam as propriedades dos péletes. Estudos têm mostrado que ocorrem alterações na
dureza, esfericidade, densidade aparente, porosidade e friabilidade com a variação da
velocidade de esferonização. Por sua vez, o tempo de esferonização contribui para aumentar o
diâmetro dos péletes, alterando o rendimento dentro de uma determinada faixa granulométrica
e as densidades livre e compactada (HELLEN et aI., 1994; HELLEN, YLIRUSSI,
KRISTOFFERSON, 1993; VERVAET, BAERT, REMON, 1995).
21
2.2.4. Quarta etapa: Secagem dos péletes
A secagem é a etapa que finaliza o processo de fabricação de péletes por extrusão-
esferonização. Este processo pode ser realizado empregando-se equipamentos que estão
comumente presentes na indústria farmacêutica, tais como: estufa com circulação e renovação
de ar, leito fluidizado ou liofilizador (HELLEN et al., 1994; HELLEN, YLIRUSSI e
KRISTOFFERSON, 1993; SOUSA, SOUSA, NEWTON, 1995; CHOPRA et al., 2002;
BASHAIWOLDU, PODCZECK, NEWTON, 2004; SANTOS et al., 2005).
Bashaiwoldu, Podczeck e Newton (2004) afirmam que esta etapa pode produzir
grandes alterações mecânicas e estruturais no produto final de acordo com o processo
utilizado comparando a secagem em leito fluidizado, estufa, liofilizador e dessecador à
temperatura ambiente. O material seco em estufa e dessecador, por se tratarem de processos
de secagem lentos e estáticos, apresentam um intenso enrugamento, com diminuição no
diâmetro e na porosidade e maior densidade do produto final. O emprego do liofilizador
provoca um aumento no diâmetro e na rugosidade dos péletes. A secagem em leito fluidizado
não reduz o diâmetro do produto final mesmo com o choque entre os péletes e contra as
paredes do equipamento, e apresentam pouco enrugamento, possivelmente relacionado ao
tempo de secagem bastante curto. Em relação a resistência mecânica, os processos estáticos
proporcionam maior dureza em comparação ao liofilizador e leito fluidizado
(BASHAIWOLOU, POOCZECK, NEWTON, 2004).
2.3. APLICAÇÃO DE PÉLETES REVESTIDOS NA LIBERAÇÃO MODIFICADA DE
FÁRMACOS
Visando à liberação modificada a partir de sistemas multiparticulados, diferentes
tecnologias de revestimento de sólidos orais têm sido estudadas. Para qualquer das técnicas de
revestimento é importante que os núcleos a serem revestidos possuam distribuição
granulométrica uniforme, forma esférica, baixa friabilidade e superfície lisa (FORD,
SADEGHI, RAJABI-SIAHBOOMI, 2003). O revestimento por filme polimérico (film
coating) consiste na deposição, sobre uma forma farmacêutica sólida (grânulos, péletes ou
comprimidos), de uma película composta de polímero, plastificante, corante e agentes de
carga. O filme formado deve ser homogêneo, apresentar resistência mecânica, permeabilidade
e espessura que possibilitem o controle da liberação do fármaco (SOUSA, SOUSA, 1987).
22
O solvente utilizado na formulação de revestimento pode ser orgânico ou aquoso. As
dispersões orgânicas apresentam melhores resultados no controle da liberação do fármaco,
entretanto, por razões ambientais, econômicas e de segurança, as dispersões aquosas
encontram maior aplicação (LAICHER et al., 1993; ZHENG, SAUER, McGINITY, 2005).
A formação do filme a partir de dispersões poliméricas aquosas sobre a forma
farmacêutica depende basicamente da viscosidade da dispersão (interfere na aspersão, no
tempo de secagem e no rendimento do processo), da permeabilidade do revestimento formado
(controla a velocidade de liberação), das propriedades mecânicas (resistência a abrasão e
impacto) e principalmente da temperatura mínima de formação do filme – TMF
(FUKUMORI, 1994, DASHEVSKI et al., 2005).
Lehmann (1994), Fukumori (1994), Jones e Percel (1994) relacionam as seguintes
substâncias para controle de liberação por revestimento: mistura de cera de abelha ou
carnaúba com ácidos graxos, monoestearato de glicerila ou álcool cetílico, goma laca,
acetatos de celulose e elastômeros de silicone, etilcelulose e resinas acrílicas.
Atualmente, dispersões aquosas do tipo pseudolátex têm sido bastante utilizadas na
elaboração de vários tipos de sistemas para efetivo controle da liberação de fármacos em
diversos trabalhos descritos na literatura (ABBASPOUR, SADEGHI e GAREKANI, 2005;
ANDREAZZA, 2006; BOTT et al., 2004; GUPTA, BECKERT e PRICE, 2001; KRAMAR,
TURK e VRECER, 2003; HUYGHEBAERT et al., 2005; HUYGHEBAERT, VERMEIRE e
ROTTIERS, 2005). Atenção especial tem sido voltada aos sistemas multiparticulados
revestidos com Kollicoat SR 30 D, uma dispersão aquosa de acetato de polivinila a fim de
produzir sistemas multiparticulados destinados à liberação modificada de fármacos
(DASHEVSKY, KOLTER e BODMEIER, 2004; SAWICKI e LUNIO, 2005; NITZ e
TARANTO, 2008; DASHEVSKY et al., 2005.).
3. TECNOLOGIA DE LEITO FLUIDIZADO APLICADA AO DESENVOLVIMENTO
DE PÉLETES PARA LIBERAÇÃO MODIFICADA
3.1. FLUIDIZAÇÃO E O EQUIPAMENTO DE LEITO FLUIDIZADO
A f1uidização ocorre quando uma corrente de gás (ar) atravessa verticalmente um
recipiente contendo partículas a uma velocidade tal que tais partículas flutuam. Para tanto, a
velocidade de ingresso do ar deve ser superior à velocidade com que as partículas sedimentam
23
no recipiente, porém abaixo da velocidade de transporte pneumático das mesmas
(LACHMAN, 2001; GHEBRE-SELLASSIE, 1989).
As partículas assim suspensas assumem um movimento aleatório (muito semelhante
ao que ocorre na ebulição dos líquidos) e o sistema formado é bastante adequado para
secagem de sólidos particulados, pois o material "fluidizado" está cercado pelo gás, tornando
o processo muito eficiente (LACHMAN, 2001; AULTON, 2005).
Assim, um equipamento de leito fluidizado (Figura 2) aproveita-se deste fenômeno,
sendo constituído, basicamente por um recipiente onde a base é perfurada, através da qual o ar
é admitido e atravessa os sólidos contidos neste recipiente. A saída de ar se dá pela parte
superior do equipamento, passando antes pelo filtro do sistema, onde ficam retidas as
partículas que foram arrastadas.
3.2. SECAGEM EM EQUIPAMENTO DE LEITO FLUIDIZADO
A configuração de um sistema de leito fluidizado para secagem é considerada básica,
pois todos os equipamentos de leito fluidizado têm condições de executar esta operação.
Muito embora existam algumas desvantagens atribuídas à secagem em leito fluidizado e seu
custo seja relativamente elevado, o que dificulta sua disseminação como método de secagem,
sobretudo em empresas menores, o fato é que suas vantagens são capazes de superar, com
facilidade, tais inconvenientes (HEGEDÜS, PINTYE-HÓDI, 2007).
Figura 2: Esquema mostrando o movimento das partículas dentro do equipamento de leito
fluidizado durante o processo de secagem. FONTE: Adaptado de GLATT (2009).
24
A utilização de ar aquecido e a turbulência das partículas permitem que a transferência
de calor e de massa sejam mais eficientes no equipamento de leito fluidizado do que nos
equipamentos de leito estático, reduzindo, de modo bastante significativo, o tempo e a
temperatura necessária para a secagem do material. Do ponto de vista econômico esta é uma
grande vantagem (LEVIN, 2002; AULTON, 2005; GEBRE-SELLASSIE, 1989).
Por outro lado, a secagem de material do tipo friável, com o movimento das partículas
durante o processo, pode formar quantidade apreciável de pó (GHEBRE-SELLASSIE, 1989;
LEVIN, 2002; AULTON, 2005). Este pó, produzido durante a secagem ou já existentes no
material, é facilmente arrastado pela corrente de ar no interior do equipamento, depositando-
se nos filtros, que devem dispor de sistema para impedir sua saturação (LEVIN, 2002;
AULTON, 2005).
O constante movimento aleatório das partículas durante a secagem impede que
substâncias solúveis contidas no seu interior se dissolvam no solvente, sendo arrastadas até a
superfície destas, o que poderia conduzir a uma segregação do material, como pode ocorrer
nos sistemas de leito estático. Além disso, a secagem não está condicionada à superfície com
que o equipamento expõe o produto, como no caso das estufas de bandejas. Deste modo, a
velocidade de secagem é sempre constante eliminando-se o risco de superaquecimento do
material (GHEBRE-SELLASSIE, 1989; AULTON, 2005).
Entretanto, o intenso movimento das partículas no interior do equipamento em contato
com a corrente de ar seco e quente tem como conseqüência a formação de eletricidade estática
o que pode, em algumas situações, dificultar o processo de secagem. Além disso, o risco de
explosão é maior (LEVIN, 2002; AULTON, 2005).
Embora o fluxo de ar durante a secagem permite uma uniformização da temperatura
no interior do equipamento e um controle muito mais preciso desta (LEVIN, 2002; AULTON,
2005), se o material a secar estiver excessivamente molhado, formando um agregado no fundo
do leito, isto dificultará, ou mesmo impedirá a fluidização das partículas, diminuindo a
eficiência do sistema (LACHMAN, 2001).
3.3. REVESTIMENTO EM EQUIPAMENTO DE LEITO FLUIDIZADO
Além da secagem, outra aplicação bastante comum do leito f1uidizado é o
revestimento pelicular, sobretudo de sistemas multiparticulados, tais como péletes e grânulos,
embora comprimidos também possam ser revestidos uti1izando-se este equipamento
(LACHMAN, 2001; AULTON, 2005).
25
Para este tipo de aplicação, o equipamento deve possuir uma pistola para a aplicação
da suspensão ou solução de revestimento. O posicionamento da pistola, neste caso, é de
fundamental importância e irá ditar a eficiência do sistema, existindo, basicamente, quatro
tipos de equipamentos: sistema de aplicação com pistola posicionada na parte superior do
equipamento (top spray coater); sistema de aplicação com pistola posicionada na base do
equipamento (sistema botton-spray Wurster); sistema de aplicação botton spray; sistema de
aplicação tangencial.
3.3.1. Sistema do tipo top spray para revestimento
Neste tipo de equipamento (Figura 3), muito semelhante ao sistema para granulação, a
aplicação do material de revestimento é realizada por uma pistola posicionada na parte
superior, entretanto, numa posição um pouco mais baixa, se comparado ao equipamento para
granular. Para o revestimento, o material deverá se movimentar a uma velocidade mais
elevada para contornar o problema de aglomeração das partículas molhadas. Assim, a câmara
de expansão deverá ser maior, bem como o volume de ar injetado no sistema (GHEBRE-
SELLASSIE, 1989).
Figura 3: Esquema mostrando o movimento das partículas dentro do equipamento de leito
fluidizado, no sistema de top spray, durante o processo de revestimento. FONTE: Adaptado
de GLATT (2009).
26
3.3.2. Sistema de revestimento Wurster
Este sistema de revestimento de multiparticulados, que leva o nome de seu inventor,
está baseado na aplicação do material por intermédio de uma pistola posicionada na base do
equipamento ou botton-spray (Figura 4).
Entretanto, há uma modificação no equipamento em relação ao sistema utilizado para
granulação: a existência de um cilindro, logo acima da pistola, de modo a direcionar as
partículas para o spray formado. A tela deste tipo de equipamento possui uma perfuração
diferente logo abaixo do cilindro, de modo que as partículas são para ele direcionadas onde
receberão o material de revestimento (GHEBRE-SELLASSIE, 1989).
Num equipamento assim configurado, o movimento das partículas no interior do leito
é muito mais organizado e permite uma aplicação muito uniforme do material de
revestimento, sendo bastante utilizado na industria farmacêutica para produção de péletes de
liberação prolongada, por intermédio da aplicação de um polímero adequado (GHEBRE-
SELLASSIE, 1994).
Figura 4: Esquema mostrando o movimento das partículas dentro do equipamento de leito
fluidizado, modelo Wurster, durante o processo de revestimento. FONTE: Adaptado de
GLATT (2009).
27
3.3.3. Sistema botton spray para revestimento
Este sistema representa um avanço em relação ao anterior, uma vez que a operação de
revestimento é realizada com a pistola posicionada na base do equipamento, entretanto, sem a
necessidade de alterar a sua configuração, instalando o cilindro para direcionamento do
movimento das partículas no interior do leito (FERRAZ, 2007).
3.3.4. Spray tangencial
Este sistema, de uso mais recente, baseia-se na aplicação do líquido aglutinante por
intermédio de uma pistola posicionada tangencialmente ao fluxo do ar no interior do leito
(Figura 5). O sistema possui ainda na sua base, um disco giratório que, pela força centrífuga,
faz com que o produto movimente-se no sentido radial pelas paredes do equipamento
(SIENKIEWICZ et aI., 1997; ORAPIN, 1999).
Figura 5: Esquema mostrando o movimento das partículas dentro do equipamento de leito
fluidizado, sistema tangencial, durante o processo de revestimento. FONTE: Adaptado de
GLATT (2009).
28
3.4. VARIÁVEIS QUE INFLUENCIAM NOS PROCESSOS REALIZADOS EM
SISTEMAS DE LEITO FLUIDIZADO
Como ocorre em qualquer processo na indústria farmacêutica, a utilização de um
sistema de leito fluidizado é condicionada a uma série de variáveis, que devem ser estudadas e
controladas. Em geral, estas variáveis estão relacionadas ao equipamento, ao processo e/ou ao
produto, o que torna a transposição de escala um desafio a ser enfrentado pelo formulador
para a obtenção de produto final adequado (LEVIN, 2002; AULTON, 2005; BOUFFARD,
KASTER, DUMONT, 2005).
As variáveis capazes de afetar um produto processado em leito f1uidizado podem ser
classificadas em: variáveis relacionadas com o equipamento; variáveis relacionadas com o
processo; variáveis relacionadas ao produto (Tabela 2).
Tabela 2: Variáveis que afetam o processamento em leito fluidizado.
Processo
Variáveis
Secagem Revestimento
Parâmetros do
equipamento
1) Distribuição do ar pela tela
2) Design do equipamento
1) Distribuição do ar pela tela
2) Design do equipamento
3) Altura do atomizador
Parâmetros do processo 1) Temperatura do ar de entrada
2) Umidade do ar de entrada
3) Fluxo de ar
1) Posição da pistola de aplicação
2) Tamanho das gotículas formadas
3) Velocidade do spray
4) Tempo de secagem após o revestimento
5) Fluxo de ar
Parâmetros do produto 1) Natureza do material
2) Porosidade do material
3) Tamanho das partículas
1) Formulação do revestimento
2) Formato das partículas a serem revestidas
3) Porosidade das partículas
FONTE: Adaptado de FERRAZ, 2007.
4. CONCLUSÃO
O crescente interesse da indústria farmacêutica no desenvolvimento de sistemas
terapêuticos com elevado grau de especificidade e efetivo no controle do perfil de cedência
efetivo conduziu ao surgimento e aprimoramento dos sistemas multiparticulados, em especial,
29
os péletes. Atualmente, a tecnologia mais empregada na fabricação de péletes é a de extrusão-
esferonização seguida de secagem em equipamento de leito fluidizado.
A tecnologia de leito fluidizado vem ganhando considerável espaço na indústria
farmacêutica, em função, sobretudo, das suas vantagens em relação ao processamento de
sistemas multiparticulados. Muitas indústrias farmacêuticas adquiriram o equipamento de
leito fluidizado para a secagem de granulados, ficando o equipamento parcialmente ocioso,
surgiu a perspectiva de sua utilização na fabricação de péletes revestidos.
As diversas variáveis que influenciam os processos realizados em leito fluidizado
configuram o desafio enfrentado pelo formulador de sistemas multiparticulados destinados à
liberação modificada de substâncias ativas.
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CAPÍTULO II
DESENVOLVIMENTO E VALIDAÇÃO DE
METODOLOGIA PARA QUANTIFICAÇÃO DE L-
ALANIL-L-GLUTAMINA EM ENSAIO DE
DISSOLUÇÃO DE PÉLETES
37
1. INTRODUÇÃO
A L-Alanil-L-glutamina (glutamina dipeptídeo) é um dos fármacos para os quais os
sistemas de liberação modificada podem oferecer benefícios à terapêutica. Trata-se de um
dipeptídeo (Figura 1), constituído pelos aminoácidos L-alanina e L-glutamina ligados
covalentemente por uma ligação peptídica (como os aminoácidos naturais), utilizado para a
reposição de glutamina e modulação do sistema imunológico em pacientes debilitados.
Porém, estudos em animais de laboratório submetidos à hipoglicemia prolongada abrem a
perspectiva de seu emprego na prevenção dos episódios de hipoglicemia induzida por insulina
(HII) em pacientes com Diabetes Mellitus (M' BEMBA et al., 2003). A HII constitui quadro
clínico gravíssimo, particularmente quando ocorre durante o período de sono do paciente,
uma vez que a possibilidade de percepção encontra-se diminuída, sobretudo em crianças e
idosos.
Figura 1: Estrutura química da L-Alanil-L-Glutamina.
O emprego de aminoácidos como antídoto para a hipoglicemia induzida por insulina
foi mencionado pela primeira vez no final dos anos 60 por um grupo italiano (KEMALI,
CIOFFI e SMALTINO, 1967). Estudos recentes indicaram a possibilidade de recuperação da
glicemia a partir da administração de aminoácidos (GARCIA et al., 2007; GAZOLA et al.,
2007a; GAZOLA et al., 2007b). O efeito antihipoglicemiante da glutamina dipeptídeo já foi
demonstrada em humanos (LUO et al., 2008; M' BEMBA et al., 2003). Porém, através da via
de administração parenteral, o que constitui condição viável apenas se o paciente se encontrar
em condições de internamento hospitalar. O desenvolvimento de um sistema de liberação
modificada pode oferecer os benefícios da solução intravenosa, acrescentando a comodidade
da via oral de administração, disponibilizando a L-alanil-L-glutamina por um intervalo de
tempo prolongado, particularmente durante o período noturno, proporcionando tratamento no
38
qual a comodidade aliada à eficácia terapêutica conduz a uma melhor qualidade de vida para o
paciente.
Atualmente, dispersões aquosas do tipo pseudolátex têm sido bastante utilizadas na
elaboração de vários tipos de sistemas para efetivo controle da liberação de fármacos em
diversos trabalhos descritos na literatura (ABBASPOUR, SADEGHI e GAREKANI, 2005;
BOTT et al., 2004; GUPTA, BECKERT e PRICE, 2001; KRAMAR, TURK e VRECER,
2003; HUYGHEBAERT et al., 2005; HUYGHEBAERT, VERMEIRE e ROTTIERS, 2005).
Atenção especial tem sido voltada à tecnologia de revestimento com Kollicoat SR 30 D, uma
dispersão aquosa de acetato de polivinila, a fim de produzir sistemas multiparticulados
destinados à liberação modificada de fármacos (DASHEVSKY, KOLTER e BODMEIER,
2004; SAWICKI e LUNIO, 2005; NITZ e TARANTO, 2008; DASHEVSKY et al., 2005.).
O desenvolvimento de uma nova forma farmacêutica está sujeito a muitos estudos que
assegurem a adequada dose de fármaco em cada forma farmacêutica. Ás vezes, é necessário
usar uma técnica específica para quantificar o fármaco devido à múltipla composição da
forma farmacêutica, cujos excipientes podem exercer alguma interferência no método de
quantificação. Neste trabalho, péletes de L-alanil-L-glutamina revestidos com Kollicoat SR
30 D foram elaborados. É importante desenvolver uma técnica específica para a quantificação
do fármaco nesses péletes, uma vez que o mesmo absorve a luz ultravioleta nos comprimentos
de onda em torno de 210 nm, faixa na qual os excipientes utilizados na formulação dos
péletes, sobretudo a polivinilpirrolidona (PVP K-30), também absorvem. Deste modo, o
desenvolvimento e a validação de um método analítico capaz de quantificar a glutamina
dipeptídeo livre das interferências dos excipientes tornam-se cruciais para a obtenção de
resultados adequados.
Alguns métodos de quantificação da glutamina dipeptídeo têm sido relatados na
literatura, no entanto ainda não há nenhum método descrito para formas farmacêuticas sólidas
de uso oral, conforme propomos neste trabalho. Para a análise do teor do fármaco na matéria-
prima de maneira indireta, a determinação do nitrogênio pelo método de Kjeldahl é
mencionada na Farmacopéia Japonesa (2001). Métodos colorimétricos também têm sido
aplicados para a quantificação de peptídeos, a exemplo da reação com ninidrina e leitura em
espectrofotômetro a 570 nm (HUNGRIA e ARAÚJO, 1994). Entretanto, os métodos
colorimétricos podem gerar picos achatados de baixa resolução ou levar a formação de
compostos instáveis, o que limita a sua utilização no doseamento e/ ou ensaio de dissolução
deste fármaco em formas farmacêuticas. Métodos modernos como a cromatografia líquida de
alta eficiência (CLAE), com derivatização pré ou pós-coluna e detecção por fluorimetria
39
foram descritos anteriormente por outros autores (ARII, KAI e KOKUBA, 1998; TABATA,
IKEDA e HASHIMOTO, 2005). Esta tecnologia, todavia, utiliza equipamento de custo
bastante elevado. Yokozeki e Hara (2005), em seu trabalho sobre a produção enzimática de
peptídeos, empregaram um método por cromatografia líquida de alta eficiência de fase
reversa, utilizando como fase estacionária uma coluna TKS gel ODS-120T (Tosoh) e, como
eluente, uma mistura de octanossulfonato de sódio a 0,01 mol/L em solução aquosa de fosfato
de potássio 0,01 mol/L (pH=2,5) e metanol, na proporção 100:1, detectando a L-alanil-L-
glutamina no ultravioleta (λ=210 nm). Sano et al. (2000) utilizaram uma técnica muito
semelhante a esta para a quantificação da L-alanil-L-glutamina em uma forma farmacêutica
líquida de uso parenteral, na qual a fase estacionária consistia em uma coluna Inertsil ODS-2
(GL Science Inc) e a fase móvel, uma mistura de solução aquosa de ácido fosfórico, contendo
5 mL de octanossulfonato de sódio (pH=2,1) com metanol. Esses dois últimos sistemas
empregam sistemas mais simples e menos onerosos em comparação com os demais métodos
cromatográficos já mencionados.
Tomando por base as metodologias desenvolvidas por Yokozeki e Hara (2005) e por
Sano et al. (2000), neste trabalho, foram realizadas modificações nas fases móvel e
estacionária, desenvolvendo-se um método por cromatografia líquida de alta eficiência de fase
reversa para quantificação da glutamina dipeptídeo, aplicável ao ensaio de dissolução de
péletes revestidos com Kollicoat SR 30 D. Foram estudados os parâmetros de validação
preconizados pelo guia da ICH (International Conference on Harmonization) a fim de
comprovar que o método analítico aqui proposto possui as características adequadas de
confiabilidade, garantindo que os resultados obtidos, quando este método é aplicado, são
corretos.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
2.1. MATERIAIS
Todas as matérias-primas utilizadas foram de grau farmacêutico e empregadas tal
como recebidas. A L-alanil-L-glutamina foi comprada da Ajinomoto Amino Science
(Carolina do Norte, EUA). A celulose microcristalina 101, a polivinilpirrolidona (Kollidon K-
30), o Kollicoat SR 30 D, o dióxido de titânio, o talco, propilenoglicol foram doados pela
BASF (São Paulo, Brasil). Ácido 1-octanossulfônico (JT Backer) e metanol grau HPLC foram
comprados da Hexis Científica Ltda (São Paulo, Brasil).
40
2.2. PREPARAÇÃO DOS PÉLETES
Foram preparados lotes de 50,0 g a partir das formulações descritas na Tabela 1. A L-
alanil-L-glutamina e a celulose microcristalina 101 foram misturadas em saco plástico por 10
minutos. Essa mistura seca foi transferida para um misturador planetário de uso doméstico
equipado com redutor de velocidade. Uma solução de polivinilpirrolidona K-30 (PVP K-30)
foi adicionada em quantidade suficiente sobre essa mistura, aos poucos e a uma velocidade de
rotação de aproximadamente 50 RPM. A massa úmida foi passada através de malha 1,0 mm a
16 RPM em extrusor de rolos. Os extrusados obtidos foram transferidos para um
esferonizador e processados a 1000 RPM, por 2 minutos. Os péletes assim obtidos foram
secos em equipamento de leito fluidizado, segundo os parâmetros mostrados na Tabela 2.
Tabela 1: Composição, em massa e em porcentagem, das diferentes formulações elaboradas.
F1 F2 F3 F4 F5
Glutamina
dipeptídeo
5,0 g 9,07% 10,0 g 17,70% 15,0 g 27,98% 20,0 g 37,74% 25,0 g 47,53%
Celulose
Microcristalina
45,0 g 81,67% 40,0 g 70,80% 35,0 g 65,30% 30,0 g 56,60% 25,0 g 47,53%
Solução PVP
K-30*
51,0 g - 65,3 g - 36,3 g - 29,9 g - 26,0 g -
PVP K-30
5,1 g 9,26% 6,5 g 11,50% 3,6 g 6,72% 3,0 g 5,66% 2,6 g 4,94%
Total (peso
seco)
55,1 g 100,0% 56,5 g 100,0% 53,6 g 100,0% 53,0 g 100,0% 52,6 g 100,0%
*Foi preparada uma solução aquosa de polivinilpirrolidona (PVP k-30) a 10%.
Os péletes que apresentaram melhores características foram revestidos utilizando-se
uma suspensão de revestimento, constituída de: kollicoat SR 30 D (50,0 %), propilenoglicol
(1,5%), talco (4,0%), dióxido de titânio (2,0%) e água de osmose reversa (42,5%). O processo
foi conduzido em equipamento de leito fluidizado, seguindo os parâmetros descritos na
Tabela 2. Após o término do processo de revestimento, os péletes foram secos no mesmo
equipamento, por 15 minutos a 50,0 ºC com fluxo de ar de 14 m³/h.
41
Tabela 2: Parâmetros empregados no leito fluidizado para o processo de revestimento e a
secagem dos péletes de L-alanil-L-glutamina.
Parâmetro Revestimento Secagem
Temperatura do ar de entrada (ºC) 52,2 50,0
Temperatura do ar de saída (ºC) 28,7 32,5
Temperatura do produto (ºC) 36,7 46,5
Fluxo de ar (m³/h) 6,0 20
Pressão de atomização (bar) 0,7 -
Pressão de microclima (bar) 0,2 -
Velocidade da bomba peristáltica (RPM) 4 -
2.3. EQUIPAMENTO E CONDIÇÕES ANALÍTICAS
As análises cromatográficas foram realizadas através de cromatografia líquida de alta
eficiência e detector de Arranjo de diodos, em cromatógrafo líquido HITACHI ELITE
LaChrome L-2000 (Tokyo, Japão); bomba HITACHI ELITE LaChrome L-2130 (Tokyo,
Japão), detector HITACHI ELITE LaChrome Diode array L-2455 (Tokyo, Japão) e software
EZChrom Elite para processamento dos dados. Utilizou-se coluna tipo LiChrospher® 100
RP-18 (Darmstadt, Alemanhã) de 5 micra, 125x4.0 mm, comprimento x diâmetro interno. A
fase móvel binária foi constituída de PIC B-8 (solução aquosa de ácido 1-octanossulfônico a
2%, pH 1,96) e metanol (60:40 v/v), sob vazão de 1 mL/min. O volume injetado foi de 20 µL
e a detecção foi realizada no comprimento de onda 210 nm.
2.4. SOLUÇÕES PADRÃO E AMOSTRA
Foi preparada uma solução aquosa de L-alanil-L-glutamina a 5,0 mg/mL. Transferiu-
se 1,0 mL desta solução para um balão volumétrico de 10,0 mL e completou-se o volume com
a fase móvel empregada no sistema cromatográfico, obtendo-se assim uma solução padrão de
L-alanil-L-glutamina a 0,5 mg/mL.
As soluções amostras foram obtidas a partir dos ensaios de dissolução dos péletes. As
amostras obtidas a partir do ensaio com péletes sem revestimento foram filtradas em
membrana com porosidade de 0,45 µm, diluídas (1:10) na fase móvel do sistema
cromatográfico (solução aquosa do ácido 1-octanossulfônico a 2%: metanol; 60:40 v/v) e
42
injetadas no cromatógrafo líquido (20 µL). As amostras obtidas a partir do ensaio com péletes
revestidos foram filtradas em membrana com porosidade de 0,45 µm, diluídas em água ultra
pura (1:2), posteriormente, na fase móvel do sistema cromatográfico (1:2) e injetadas no
cromatógrafo líquido (20 µL).
2.5. VALIDAÇÃO ANALÍTICA
2.5.1. Seletividade
A seletividade é definida como a capacidade do método analítico medir exatamente a
concentração do analito sem a interferência de impurezas, produtos de degradação,
excipientes ou compostos relacionados. Neste ensaio, foram testadas soluções contendo os
componentes da formulação nas mesmas condições que na amostra (placebo) para mostrar
que não há picos no tempo de retenção correspondente ao da L-alanil-L-glutamina.
2.5.2. Linearidade
O estudo da linearidade verifica se as soluções amostra encontram-se em uma faixa de
concentração na qual a resposta do analito é linearmente proporcional a sua concentração.
Neste estudo, foram avaliadas a linearidade do sistema e a linearidade do método. Para a
linearidade do sistema, o ensaio foi realizado empregando-se sucessivas diluições da solução
padrão na fase móvel do sistema cromatográfico para se atingir seis níveis de concentração
(em triplicata) na faixa de 0,00625 a 0,5 mg/mL. Os resultados foram plotados graficamente,
obtendo-se uma curva de calibração.
2.5.3. Exatidão
A exatidão é definida como a proximidade entre o valor medido e o valor verdadeiro
para uma amostra. Neste trabalho, determinou-se a exatidão pela interpolação de replicatas
(n=6), da área dos picos dos níveis de concentração baixo (0,00625 mg/mL), médio (0,1
mg/mL) e alto (0,5 mg/mL) e o erro sistemático do ensaio foi determinado baseado na
porcentagem de inexatidão, tanto intra como inter-dia.
43
2.5.4. Precisão
A precisão é o parâmetro que expressa a concordância entre uma serie de medidas
obtidas a partir de uma análise múltipla de uma mesma amostra homogênea sob condições
pré-estabelecidas. Este parâmetro foi avaliado em dois níveis: repetibilidade (precisão
intracorrida) e precisão intermediária.
2.5.4.1. Repetibilidade (precisão intracorrida)
A repetibilidade do método foi determinada através de duas repetições, contendo três
replicatas de três concentrações do teste, realizadas pelo mesmo analista, no mesmo
laboratório, em períodos alternados (manhã, tarde), verificando se os resultados encontrar-se-
iam dentro da máxima diferença aceitável.
2.5.4.2. Precisão intermediária
A precisão intermediária foi expressa através de variações dentro do mesmo
laboratório, em dias diferentes por analistas diferentes. Foi realizada a análise de duplicatas de
três concentrações em três dias consecutivos (18 ensaios).
2.5.5. Limite de detecção (LOD)
O limite de detecção (LOD) é a menor concentração de um analito que o procedimento
analítico consegue diferenciar de maneira confiável do ruído do equipamento, sendo definido
como 0,5 vezes o limite de quantificação. Para estabelecer este parâmetro foram utilizadas
concentrações decrescentes do fármaco.
2.5.6. Limite de quantificação (LOQ)
O limite de quantificação (LOQ) representa a menor concentração quantificável com
exatidão e precisão aceitáveis. Foram utilizadas concentrações decrescentes do fármaco até o
menor nível detectado com exatidão e precisão dentro dos limites estabelecidos. A exatidão
deve estar entre ±20% do valor nominal da concentração, com precisão, indicada pelo
coeficiente de variação de, no máximo, 20 % (Bressole, 1996). De modo similar a análise do
44
LOD, também foram preparadas uma bateria de solução do fármaco, na faixa de 0,000195 a
0,00625 mg/mL, e os coeficientes de variação foram calculados.
2.6. AVALIAÇÃO DA APLICABILIDADE DO MÉTODO NOS TESTES DE
DISSOLUÇÃO
Para se avaliar a possibilidade de utilização do método cromatográfico descrito, após a
sua validação foi realizado o teste de dissolução dos péletes contendo glutamina dipeptídeo
sem revestimento ou revestidos com Kollicoat SR 30 D (1,5%). No primeiro caso, o teste foi
realizado utilizando como meio de dissolução 900 mL de água destilada e desgazeificada a 37
± 0,5 ºC. O aparato utilizado foi a cesta e após a imersão dos péletes, a agitação foi mantida
em 75 rpm, durante 45 minutos. Foram coletados 10,0 mL de cada cuba (n=3) nos tempos 1;
3; 5; 10; 15; 30 e 45 minutos.
Para os péletes revestidos, o ensaio foi realizado empregando-se como meio de
dissolução 900 mL de tampão fosfato, pH 6,8, a 37 ± 0,5 ºC. O aparato utilizado foi a cesta e
após a imersão dos péletes, a agitação foi mantida em 75 rpm, durante 8 horas. Foram
coletados 10,0 mL de cada cuba (n=3) nos tempos 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7 e 8 horas.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
A inexistência de métodos oficiais para a quantificação da L-alanil-L-glutamina em
formas farmacêuticas sólidas multiparticuladas justifica o desenvolvimento e validação de
métodos analíticos para esta substância ativa, considerando a possibilidade futura de aplicação
deste tipo de produto na terapêutica, de forma eficaz e segura.
O método analítico para determinação da glutamina dipeptídeo através de CLAE foi
validado. A fase móvel constituída de solução aquosa de ácido octanossulfônico a 2%:
metanol (60:40 v/v) foi adequada, proporcionando um tempo de análise de 5 min.
A especificidade do método cromatográfico pôde ser determinada com a comparação
entre os cromatogramas obtidos a partir da solução padrão e das soluções amostra preparadas
a partir dos péletes. Com a análise dos cromatogramas, foi demonstrada a inexistência de
quaisquer interferentes nos cromatogramas, independente da amostra analisada.
Não foi observada interferência do solvente ou dos excipientes no comprimento de
onda de detecção (210 nm), com a análise de amostras do placebo. A Figura 2 apresenta o
cromatograma obtido a partir da solução amostra de um dos lotes de péletes produzidos.
45
Figura 2: Cromatograma obtido para a solução amostra na validação do método
cromatográfico para doseamento de L-alanil-L-glutamina (glutamina dipeptídeo). Condições:
coluna: RP-18 (125 x 4 mm, 5 µm); fase móvel: solução aquosa de ácido octanossulfônico a
2%: metanol (60:40 v/v); vazão: 1 mL/min; detecção: UV 210 nm.
Na Figura 3, está representada a curva de calibração (n=3) da solução padrão de L-
alanil-L-glutamina obtida por CLAE. A linearidade do método analítico é válida no intervalo
de concentrações de 0,00625 a 0,5 mg/mL, para o qual o coeficiente de correlação encontrado
foi satisfatório (R²=0,9999), sendo a equação da reta obtida: y = 3.10
7
x + 75280 (onde: y=área
do pico e x=concentração da amostra em mg/mL).
0
2000000
4000000
6000000
8000000
10000000
12000000
14000000
16000000
18000000
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
Concentração (mg/mL)
Área
Figura 3: Curva analítica obtida por CLAE empregando-se soluções padrões de L-alanil-L-
glutamina, nas concentrações de 0,00625 a 0,5 mg/mL. y = 3.10
7
x + 75280 é a equação da
reta encontrada e utilizada para calcular a concentração da substancia ativa nas amostras e R²
representa o coeficiente de linearidade obtido.
46
Na Tabela 3 encontram-se os resultados obtidos para a precisão do método
(repetibilidade ou precisão intra-dia e precisão intermediária ou inter-dias) e exatidão. Os
coeficientes de variação encontrados na avaliação da repetibilidade apresentaram-se dentro da
faixa de 0,1580 e 1,3687%. Na avaliação da precisão intermediária, os coeficientes de
variação apresentaram-se em uma faixa de 0,8946 e 1,3421. Estes resultados (repetibilidade e
precisão intermediária) demonstram que o método analítico aqui proposto possui precisão
satisfatória dentro da faixa de concentração avaliada. Tendo sido estabelecidas a linearidade e
a especificidade do método, a exatidão pôde ser inferida a partir destes dados, demonstrando
estar dentro da variação aceitável de ± 20%.
Tabela 3: Avaliação da precisão (intra-dia e inter-dias) e exatidão do método cromatográfico
para determinação de L-alanil-L-glutamina (n=3).
Precisão (%) Exatidão (%) Concentração
(mg/mL)
Intra-dia Inter-dias Intra-dia Inter-dias
0,00625
1,3687 1,3421 80,56 80,23
0,1
0,1580 0,9723 109,33 110,28
0,5
0,1973 0,8946 106,00 106,89
O limite de detecção, tido como a menor concentração absoluta do analito presente na
amostra que pode ser detectada, mas não necessariamente quantificada sob as condições
experimentais padronizadas, foi de 0,003125 mg/mL (% inexatidão = 29,21 e CV% = 27,14).
O limite de quantificação, tido como a menor concentração do analito presente na amostra que
pode ser determinada com precisão e exatidão aceitáveis, foi de 0,00625 mg/mL.
A possibilidade de utilização deste método analítico para a quantificação da L-alanil-
L-glutamina nos testes de dissolução dos péletes também foi avaliada após a etapa de
validação.
A Tabela 4 apresenta os resultados dos ensaios de dissolução dos péletes de liberação
imediata (F1) e dos de liberação prolongada (revestidos com 5% Kollicoat SR 30 D).
Observando-se o perfil de dissolução obtido para a formulação F1, nota-se que houve a
liberação total do fármaco já nos primeiros 5 minutos do ensaio. Por outro lado,
considerando-se a formulação de liberação prolongada, até os 30 minutos do teste, apenas
10,4 % do fármaco havia sido liberado para o meio de dissolução. Isso demonstra que a
metodologia proposta é discriminativa, detectando a mudança no perfil de dissolução de
acordo com a composição das diferentes formulações. A análise dos cromatogramas obtidos a
47
partir das diferentes amostras coletadas do meio de dissolução não demonstrou a existência de
interferentes nos cromatogramas.
Tabela 4: Porcentagem dissolvida (± desvio padrão) obtida para a formulação de liberação
imediata F1 e para a formulação de liberação prolongada (péletes revestidos com 5%
Kollicoat SR 30 D). Os ensaios foram realizados em triplicata.
Tempo (minutos) Liberação imediata Liberação Prolongada
0 0± 0
1 70,75±4,41 -
3 89,68±1,51 -
5 98,67±0,99 -
10 104,99±1,31 -
15 105,71±1,45 0
30 104,49±2,35 10,4±1,08
45 103,08±1,65 -
60 - 38,43±0,75
120 - 69,9±0,41
180 - 79,13±1,15
240 - 85,64±0,31
300 - 92,87±0,57
360 - 94,08±0,92
420 - 94,45±1,74
480 - 97,18±3,4
4. CONCLUSÃO
A validação do método de análise por cromatografia líquida de alta eficiência para a
quantificação de L-alanil-L-glutamina em péletes demonstrou que este é preciso, exato,
específico e linear. Os resultados da validação do método demonstram a sua aplicabilidade
nas análises de determinação do teor bem como de dissolução de glutamina dipedtídeo em
péletes, estejam estes revestidos com Kollicoat SR30D ou sem revestimento.
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CAPÍTULO III
DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE
PÉLETES DE L-ALANIL-L-GLUTAMINA
EMPREGANDO PROCESSO DE EXTRUSÃO-
ESFERONIZAÇÃO E SECAGEM EM LEITO
FLUIDIZADO
52
1. INTRODUÇÃO
A maneira mais usual, confortável e conveniente para a liberação de um fármaco no
organismo é por meio da administração de uma forma farmacêutica pela via oral. Dentre as
diversas formas farmacêuticas destinadas a essa via, nas quais os sistemas de liberação de
fármacos podem ser concebidos, as pesquisas no âmbito da tecnologia farmacêutica têm
voltado crescente atenção aos sistemas multiparticulados (SANTOS et al., 2004). Esses
sistemas, representados pelos péletes, também chamados de grânulos esféricos ou esferóides,
consistem na divisão da dose a ser administrada em várias subunidades.
Os sistemas multiparticulados têm despertado grande interesse por parte, tanto da
academia, quanto da indústria farmacêutica, devido às suas consistentes vantagens
terapêuticas e tecnológicas. Dentre as vantagens terapêuticas, os péletes apresentam a
propriedade de dispersarem-se livremente ao longo do trato gastrintestinal, maximizando a
absorção do fármaco, reduzindo a flutuação no pico plasmático e minimizando potenciais
efeitos colaterais sem diminuir consideravelmente sua biodisponibilidade. Além disso, os
péletes sofrem menor influência da taxa de esvaziamento gástrico e dos tempos de trânsito
intestinal, minimizando a variabilidade intra e inter individual dos perfis plasmáticos, comum
nos sistemas monolíticos (GANDHI, KAUL e PANCHAGNULA, 1999).
Adicionalmente, os péletes possuem melhores propriedades de fluxo, distribuição
granulométrica uniforme, menor friabilidade e facilidade de encapsulamento, características
que os tornam flexíveis e versáteis para o desenvolvimento tecnológico de sistemas de
liberação de fármacos (GANDHI, KAUL e PANCHAGNULA, 1999).
Todas essas vantagens apresentadas pelos péletes têm motivado o desenvolvimento de
vários tipos de sistemas multiparticulados para liberação de diferentes fármacos
(ABBASPOUR, SADEGHI e GAREKANI, 2005; BOTT et al., 2004; GUPTA, BECKERT e
PRICE, 2001; KRAMAR, TURK e VRECER, 2003; HUYGHEBAERT, VERMEIRE e
ROTTIERS, 2005a; HUYGHEBAERT et al., 2005b; NITZ e TARANTO, 2008;
DASHEVSKY et al., 2005).
O método mais popular de produção de péletes é a técnica da extrusão-esferonização.
Esse processo foi relatado por Reynolds (1970) e por Conine e Hadley (1970) e envolve
quatro etapas: preparação da massa úmida (granulação), transformação da massa unida em
cilindros (extrusão), quebra dos extrusados e arredondamento formando partículas esféricas
(esferonização) e secagem dos péletes (VERVAET, BAERT e REMON, 1995). Os péletes
podem ser acondicionados em cápsulas de gelatina dura ou, mais recentemente, constituírem
53
formas farmacêuticas monolíticas como sistemas multiparticulados, ou seja, comprimidos de
péletes (KRATZ; MAYORGA e PETROVICK, 2001; DASHEVSKY, KOLTER e
BODMEIER, 2004; SAWICKI e LUNIO, 2005).
O notável interesse que os péletes têm despertado na tecnologia farmacêutica exige
uma adequada avaliação física dessas multi-unidades para um posterior processamento,
transporte e armazenamento. É neste contexto que o controle de qualidade assume papel
fundamental, por meio de ensaios como: análise granulométrica, friabilidade, densidade
verdadeira e análise morfológica.
O tamanho dos péletes, por exemplo, tem efeito direto sobre a área superficial. É,
portanto, necessário o uso de partículas com distribuição uniforme de tamanho para a
obtenção de um produto final de desempenho uniforme. Uma distribuição uniforme de
tamanho facilita a mistura de péletes, sobretudo quando há necessidade de se misturar péletes
de diferentes lotes ou de diferentes composições para o enchimento de cápsulas ou a produção
de comprimidos de péletes. A distribuição uniforme de tamanho de péletes tem o propósito de
evitar a segregação e conseqüente variação do conteúdo da substância ativa e de sua
biodisponibilidade. Esse parâmetro torna-se de grande relevância quando se pretende
considerar o revestimento de péletes por filme, seja com o intuito de proteção entérica,
liberação modificada do fármaco, melhoria da estabilidade, mascaramento do sabor ou
simplesmente por uma questão estética (SANTOS, 2006).
A densidade é uma característica relevante para estas multi-unidades, uma vez que
pode ser alterada por fatores de formulação e/ou de processo. Salienta-se que a densidade dos
péletes terá influência sobre parâmetros de processo posteriores à produção e sobre a
biodisponibilidade da substância ativa (SANTOS, 2006). A densidade dita verdadeira, obtida
por intermédio de picnômetro de hélio é, também, um parâmetro bastante importante na
tecnologia de péletes, pois ela é, inclusive, capaz de diferenciar os péletes dos grânulos, uma
vez que estes últimos não sofrem densificação (dada pela extrusão), ao contrário dos péletes,
os quais, em geral, apresentam valores mais elevados de densidade.
Os péletes destinam-se usualmente ao revestimento com filme embora estas unidades
também possam ser formuladas sob a forma de sistemas matriciais. Em qualquer um dos
casos, torna-se importante a determinação da esfericidade e rugosidade superficial desses
aglomerados. Para o revestimento por película, a forma esférica dos péletes permite as
condições ideais para a aplicação uniforme do filme de revestimento desde que seja garantida
uma superfície relativamente ausente de imperfeições. A forma esférica dos péletes
desempenha um importante papel nas propriedades de empacotamento e escoamento, as quais
54
influenciarão processos posteriores de enchimento de cápsulas e de compressão. Assim, tanto
a esfericidade quanto a morfologia superficial devem ser mantidas entre limites
predeterminados para garantir reprodutibilidade na produção de uma forma farmacêutica
(SANTOS, 2006).
A L-alanil-L-glutamina (glutamina dipeptídeo) é um dipeptídeo, constituído pelos
aminoácidos L-alanina e L-glutamina ligados covalentemente por uma ligação peptídica
(como os aminoácidos naturais), utilizada para a reposição de glutamina e modulação do
sistema imunológico em pacientes debilitados. Porém, estudos em animais de laboratório
submetidos à hipoglicemia prolongada abrem a perspectiva de seu emprego na prevenção dos
episódios de hipoglicemia induzida por insulina (HII) em pacientes com Diabetes Mellitus
(M' BEMBA et al., 2003). Existem no mercado apenas formas farmacêuticas contendo a
glutamina dipeptídeo para a via de administração parenteral, o que constitui condição viável
apenas se o paciente se encontrar em condições de internamento hospitalar. O
desenvolvimento de um sistema de liberação multiparticulado pode oferecer os benefícios da
solução intravenosa, acrescentando a comodidade da via oral de administração.
Portanto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver péletes de L-alanil-L-glutamina
pelo processo de extrusão e esferonização, seguido da secagem em leito fluidizado, bem como
avaliar as características físicas dos mesmos, considerando um posterior processo de
revestimento polimérico com a finalidade de prolongar a liberação do fármaco.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
2.1. MATÉRIAS PRIMAS
Todas as matérias primas utilizadas foram de grau farmacêutico e empregadas tal
como recebidas. A L-alanil-L-glutamina foi comprada da Ajinomoto Amino Science (North
Carolina, USA). A celulose microcristalina 101 e a polivinilpirrolidona (Kollidon K-30)
foram doados pela BASF (São Paulo, Brasil).
2.2. FORMULAÇÕES
Foram preparados lotes de 50,0 g a partir das formulações descritas na Tabela 1. A L-
alanil-L-glutamina e a celulose microcristalina 101 foram misturadas em saco plástico por 10
minutos. Essa mistura seca foi transferida para um misturador planetário de uso doméstico
55
equipado com redutor de velocidade. Uma solução de polivinilpirrolidona K-30 (PVP K-30)
foi adicionada, aos poucos, sobre essa mistura operando a uma velocidade de rotação de
aproximadamente 50 RPM. A massa úmida foi passada através de malha 1,0 mm a 16 RPM
em extrusor de rolos Extruder 20 (Caleva, Reino Unido). Os extrusados obtidos foram
transferidos para um equipamento esferonizador (Caleva, Reino Unido) e processados a 1000
RPM, por 2 minutos. Os péletes assim obtidos foram secos em equipamento de leito
fluidizado marca Hüttlin tipo Mycrolab (Hüttlin GmbH, Alemanha), segundo os parâmetros
mostrados na Tabela 2.
Tabela 1: Composição, em massa e em porcentagem, das diferentes formulações elaboradas.
F1 F2 F3 F4 F5
Glutamina
dipeptídeo
5,0 g 9,07% 10,0 g 17,70% 15,0 g 27,98% 20,0 g 37,74% 25,0 g 47,53%
Celulose
Microcristalina
45,0 g 81,67% 40,0 g 70,80% 35,0 g 65,30% 30,0 g 56,60% 25,0 g 47,53%
Solução PVP
K-30*
51,0 g - 65,3 g - 36,3 g - 29,9 g - 26,0 g -
PVP K-30
5,1 g 9,26% 6,5 g 11,50% 3,6 g 6,72% 3,0 g 5,66% 2,6 g 4,94%
Total (peso
seco)
55,1 g 100,0% 56,5 g 100,0% 53,6 g 100,0% 53,0 g 100,0% 52,6 g 100,0%
*Foi preparada uma solução aquosa de polivinilpirrolidona (PVP k-30) a 10%.
Tabela 2: Parâmetros empregados no leito fluidizado para o processo de secagem dos péletes
de L-alanil-L-glutamina.
Parâmetro Secagem
Temperatura do ar de entrada (ºC) 50,0
Temperatura do ar de saída (ºC) 32,5
Temperatura do produto (ºC) 46,5
Fluxo de ar (m³/h) 20
2.3. AVALIAÇÃO DOS PÉLETES OBTIDOS
2.3.1. Granulometria
Os lotes obtidos foram classificados granulometricamente em um tamisador vibratório
Haver & Bocker
®
modelo EML Digital Plus (Westfalen, Germany), utilizando-se amplitude
56
de 1,5, tempo de agitação igual a 5 minutos e tamises de 1,25, 1,18, 1,12 , 1,0, 0,90, 0,80, 0,71
e fundo. Após a classificação, os tamises foram pesados separadamente para verificar a massa
retida em cada um.
2.3.2. Friabilidade
Foram pesados 10,0 g de péletes que, em seguida, foram levados a um tamisador
vibratório Haver & Bocker
®
modelo EML Digital Plus (Westfalen, Germany), operando nas
mesmas condições utilizadas para o ensaio de granulometria. Após a classificação, os péletes
foram reunidos e levados a um friabilômetro Logan
®
modelo FAB-2 (Somerset, USA),
juntamente com 200 esferas de vidro de 4,3 mm de diâmetro. O tempo de ensaio foi de 8
minutos, totalizando 200 rotações. Em seguida, os péletes foram recolhidos e novamente
submetidos ao ensaio de granulometria. Foi realizada comparação da granulometria antes e
após o ensaio de friabilidade.
2.3.3. Densidade Verdadeira
Pesou-se aproximadamente 1.0 g de péletes, diretamente no recipiente de amostras do
picnômetro de hélio Quantachrom Instruments
®
modelo Ultrapycnometer 1000 (Boynton
Beach, USA), no qual foi realizada a determinação da densidade verdadeira.
2.3.4. Análise Morfológica
Imagens foram obtidas para cada lote produzido, utilizando-se uma câmera Fuji Film
Fine Pix S5100
®
acoplada a um estereomicroscópio Motic SMZ 168
®
, empregando-se
aumento de 10 vezes. Em seguida, as imagens foram tratadas pelo software Image Pro-Plus
®
versão 4.5.0.29, calculando-se por meio deste, os parâmetros : diâmetro médio, aspecto e
esfericidade. Para calibração, foi utilizada a imagem (obtida nas mesmas condições) de uma
lâmina padrão contendo um segmento de reta milimetrado.
57
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1. RENDIMENTO
No presente trabalho, foram ensaiadas cinco formulações de péletes contendo L-alanil-
L-glutamina (glutamina dipeptídeo), em diferentes concentrações: F1; F2; F3; F4; F5 (Tabela
1).
Os resultados para o rendimento, todos inferiores a 76% (Figura 1), devem-se
principalmente a dois fatores: (a) as perdas ocorridas durante a extrusão e (b) o pequeno
tamanho dos lotes (50,0 g). Quanto maior a quantidade produzida, maior será o rendimento,
pois a quantidade de massa retida no extrusor é sempre a mesma, independentemente do
volume de material processado.
Figura 1: Rendimento, em porcentagem, das formulações contendo diferentes concentrações
de L-alanil-L-glutamina. Calculado com relação à quantidade de péletes formados a partir dos
excipientes utilizados.
Em uma análise comparativa, nota-se que o maior rendimento foi observado para F1,
F2 e F3, as quais apresentaram valores semelhantes, todos superiores a 70%. Por outro lado,
considerando-se as formulações F4 e F5, observa-se uma diminuição do rendimento, que pode
ser atribuída às concentrações mais elevadas de fármaco e às menores porcentagens de
aglutinante (Tabela 1), que resultou em uma massa menos plástica e mais seca, com menor
capacidade de extrusão, ficando retida no equipamento.
58
3.2. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA
A obtenção de péletes pelo processo de extrusão e esferonização é sensível a vários
fatores, os quais determinam o sucesso ou o fracasso de uma formulação. Dentre essas
variáveis, a concentração do aglutinante merece destaque, uma vez que é responsável pela
formação da liga de pós, que influencia diretamente as características dos péletes. A análise
granulométrica dos péletes obtidos a partir das diferentes formulações (Figura 2) confirmou a
influência da quantidade de solução aglutinante sobre o tamanho dos mesmos, conforme
anteriormente relatado na literatura (LAW e DEASY, 1998; BOUTELL et al., 2002).
Figura 2: Distribuição granulométrica dos péletes obtidos a partir da utilização de diferentes
concentrações de L-alanil-L-glutamina.
Para as formulações F1 e F5, observou-se considerável quantidade de finos
(porcentagem retida no tamis 0,71 e no coletor), resultante de uma massa com baixa
quantidade de água e, conseqüentemente, propriedades plásticas reduzidas, o que leva à
formação de extrusados com superfície rugosa que, durante o processo de esferonização, gera
um excessivo desgaste do extrusado com produção de pó. De modo oposto, para F2, nota-se
elevada quantidade de péletes retidos no tamis de malha 1,25 mm, o que indica um excesso de
umidade da massa, o qual durante o processo de esferonização leva à aglomeração dos
esferóides, aumentando o tamanho destes.
Diferentemente dos resultados citados anteriormente, as formulações F3 e F4
apresentaram distribuição granulométrica mais uniforme, com maior rendimento das frações
59
contidas entre os tamises de malha 1,18 a 0,80 mm, valores em torno de 1,0 mm, que é o
diâmetro da placa de extrusão utilizada (Tabela 3).
Tabela 3: Rendimento, em porcentagem, das diferentes formulações dentro da faixa
granulométrica 1,18 a 0,80 mm.
Formulações F1 F2 F3 F4 F5
Rendimento (1,18-0,80)
60,62 % 19,70 % 89,67 % 84,31 % 70,92 %
A produção de péletes com uma distribuição granulométrica mais estreita é bastante
desejável, uma vez que a liberação do fármaco, neste caso, ocorrerá de maneira mais
uniforme, sobretudo quando os péletes são destinados a serem revestidos, situação na qual a
espessura da camada de revestimento exercerá papel preponderante na dissolução (GHEBRE-
SELLASSIE, 1989).
3.3. FRIABILIDADE
Com relação à friabilidade, os resultados obtidos (Figura 3) indicam que os péletes de
F1, F2 e F4 foram os que apresentaram menor variação em sua distribuição granulométrica
antes e após o ensaio, ou seja, mostraram-se os mais resistentes. Por outro lado, considerando-
se F3 e F5 é possível observar uma variação ligeiramente maior. Entretanto, em nenhum dos
casos houve a formação de pó, conforme pode ser constatado pela quantidade de material
retido no coletor (fundo).
O método aqui utilizado para a avaliação da friabilidade dos péletes difere do
usualmente empregado e descrito na literatura (Souza et al., 2002), uma vez que foi
considerada a variação na granulometria de cada formulação. Deste modo, obtêm-se dados
que permitem uma avaliação mais abrangente do comportamento dos péletes frente ao
desgaste que os mesmos podem sofrer durante o ensaio.
De modo semelhante às demais formas farmacêuticas, os péletes devem possuir
características físicas que suportem um subseqüente processamento, manipulação, transporte e
armazenamento. Normalmente, os péletes por si não são utilizados como uma forma final,
mas são acondicionados em cápsulas de gelatina dura ou, mais recentemente, são
compactados na forma de comprimidos. Para os péletes que se destinam ao processo de
revestimento com filme e/ou processo de enchimento de cápsulas ou compressão direta, é
60
indispensável que as multi-unidades possuam boas características mecânicas, por exemplo,
uma baixa friabilidade.
Figura 3: Análise granulométrica dos péletes
(F1, F2, F3, F4 e F5) antes e após o ensaio de
friabilidade.
3.4. DENSIDADE VERDADEIRA
Os resultados encontrados apontam para péletes de elevada densidade, sobretudo
aqueles oriundos de F3 (2,1634). Para F1, F2 e F4, observam-se valores em torno de 2,0 g/mL
(Figura 5). Todavia, F5 foi a formulação que gerou os péletes de menor densidade (1,7091), o
que pode ser atribuído a mais baixa concentração de aglutinante e maior concentração de
ativo presente nesta formulação (Tabela 1).
61
Figura 4: Representação gráfica dos valores de densidade verdadeira (g/mL) obtidos para as
formulações contendo aproximadamente 10, 20, 30, 40 e 50% de L-alanil-L-glutamina,
respectivamente, F1, F2, F3, F4 e F5.
3.5. ANÁLISE MORFOLÓGICA
Embora a análise granulométrica apresente-se como uma excelente opção para a
avaliação do tamanho apresentado pelos péletes, a visualização das partículas, em
microscópio é, sem dúvida, a melhor alternativa para o estudo da morfologia dos péletes.
Deste modo, é possível obter-se não somente uma medida do tamanho das partículas como
também a sua forma.
Uma alternativa bastante interessante é o uso de um programa (software) para o
tratamento da imagem e que tenha a capacidade de calcular parâmetros relacionados à forma
da partícula em análise. Este é o caso do programa Image Pro Plus
®
, que permite, dentre
diversos outros parâmetros, o cálculo do diâmetro médio, aspecto e esfericidade dos péletes.
As imagens digitalizadas analisadas por este software são mostradas na Figura 5.
De acordo com Podczeck et al. (1999), um pélete deveria apresentar valores de 1,0
para o aspecto e de até 1,1 para a esfericidade. Chopra et al. (2002) consideram que este valor
pode chegar até 1,2. A Tabela 4 apresenta os valores de aspecto, diâmetro médio e
esfericidade obtidos para as formulações F1, F2, F3, F4 e F5. Pode-se observar que para todas
as formulações exceto para F5, os valores de aspecto e esfericidade encontram-se em uma
faixa aceitável, ou seja, inferiores a 1,2.
62
aaaa
aaaa
Tabela 4: Valores de aspecto, diâmetro médio (mm) e esfericidade obtidos por intermédio do
tratamento de imagens em software Image Pro Plus, para as diferentes formulações: F1
(10%), F2 (20%), F3 (30%), F4 (40%) e F5 (50%).
Parâmetro F1 F2 F3 F4 F5
Aspecto
± DP
1,1153
0,0655
1,1492
0,0834
1,0795
0,0410
1,1277
0,0923
1,3703
0,2177
Diâmetro médio (mm)
± DP
0,9745
0,0980
2,0492
0,2789
0,9744
0,0502
1,3204
0,1119
1,1892
0,1811
Esfericidade
± DP
1,1399
0,0295
1,1869
0,0292
1,1436
0,0125
1,1359
0,0223
1,2195
0,0736
(b)
(a)
(e)
(c)
(d)
Figura 5:
Imagens digitalizadas:
péletes obtidos a partir de F1 (a), F2
(b), F3 (c), F4 (d) e F5 (e).
63
Com relação ao diâmetro médio, F3 foi a formulação que atingiu valor mais próximo
ao diâmetro de abertura da malha do extrusor (1,0 mm), sendo a formulação com melhor
uniformidade de tamanho. A formulação F2 apresentou maior diâmetro médio, o que pode ser
atribuído ao excesso de umidade presente na massa, levando a aderência entre os péletes
durante o processo de esferonização, tendo como resultado péletes de tamanho muito maior
que a abertura da malha de extrusão (VERVAET, BAERT e REMON, 1995).
Na Figura 5, as imagens digitalizadas permitem observar a formação de estruturas
semelhantes a alteres nas formulações F4 e F5, devido a uma falha no processo de
esferonização, ocasionado pela insuficiência de plasticidade da massa obtida, fato que pode
ser relacionado à presença de elevados níveis de fármaco na formulação e, por conseqüência,
menor nível de celulose microcristalina, que é um excipiente plástico (SOUZA, 2002). A
estrutura do tipo alteres já foi relatada na literatura por Rowe (1985) e por Baert e Remon
(1993), que propuseram mecanismos capazes de explicar o processo de formação dos péletes.
4. CONCLUSÃO
Dentre as cinco formulações de péletes contendo glutamina dipeptídeo (F1, F2, F3, F4
e F5) elaboradas e caracterizadas, os péletes resultantes de F3 apresentaram maior
rendimento, distribuição granulométrica mais uniforme, densidade mais elevada e melhor
aspecto. Devido a estas características, os péletes obtidos a partir de F3 podem ser submetidos
a um posterior processo de revestimento polimérico com a finalidade de prolongar a liberação
de L-alanil-L-glutamina.
5. REFERÊNCIAS
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64
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from pellets made by extrusion-spheronisation. Int. J. Pharm., v.95, p.135-141, 1993.
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and release properties of pellets coated with Kollicoat® SR 30 D, a new aqueous polyvinyl
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péletes por extrusão e esferonização farmacêutica. Parte II. Avaliação das características física
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CAPÍTULO IV
OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE PÉLETES
DE L-ALANIL-L-GLUTAMINA REVESTIDOS COM
KOLLICOAT SR 30 D EM EQUIPAMENTO DE
LEITO FLUIDIZADO
68
1. INTRODUÇÃO
Muitos fármacos necessitam de tratamentos especiais, seja para sua proteção contra
ações do meio ambiente e/ou do meio biológico, proteção do paciente contra possíveis efeitos
adversos ou ainda visando controlar a liberação em função do tempo ou local de absorção ou
ação, para que possam atuar farmacologicamente com eficácia e segurança (KRATZ;
MAYORGA e PETROVICK, 2001).
A L-Alanil-L-glutamina (glutamina dipeptídeo) é um dos fármacos para os quais os
sistemas de liberação modificada podem oferecer benefícios à terapêutica. Trata-se de um
dipeptídeo, constituído pelos aminoácidos L-alanina e L-glutamina ligados covalentemente
por uma ligação peptídica (como os aminoácidos naturais), utilizado para a reposição de
glutamina e modulação do sistema imunológico em pacientes debilitados. Porém, estudos em
animais de laboratório submetidos a hipoglicemia prolongada abrem a perspectiva de seu
emprego na prevenção dos episódios de hipoglicemia induzida por insulina (HII) em
pacientes com Diabetes Mellitus (M' BEMBA et al., 2003). Um sistema de liberação
prolongada para este fármaco tem por objetivo proporcionar efeito terapêutico por mais tempo
a partir de uma única dose.
Um dos artifícios tecnológicos mais utilizados nestes casos, visando à obtenção de
formas sólidas, é a aplicação de revestimentos, que pode ser feita diretamente sobre as
partículas do fármaco, sobre os produtos intermediários, como os granulados, ou então sobre a
forma farmacêutica final, que é o mais utilizado. Porém, no processo industrial farmacêutico
de revestimento de formas monolíticas é impossível que todas as unidades do lote recebam a
camada de revestimento de maneira homogênea. Por isso, o interesse em formas
farmacêuticas sólidas orais de liberação controlada tem voltado crescente atenção aos
sistemas multiparticulados, geralmente constituídos por partículas revestidas com barreira,
tais como microcápsulas, microgrânulos e péletes, devido às melhorias na biodisponibilidade
e na segurança da liberação de muitos fármacos (KRATZ; MAYORGA e PETROVICK,
2001).
Os péletes têm despertado crescente interesse devido às suas ótimas propriedades de
escoamento, conferidas pela forma esférica, estreita distribuição de tamanho de partículas, sua
forma ideal para o processo de revestimento com interesse à proteção entérica ou à liberação
modificada, possibilidade de incorporar grande quantidade de substância ativa e de
substâncias ativas incompatíveis numa mesma forma farmacêutica, grande dispersão no trato
gastrintestinal e conseqüente redução da irritação local por fármacos gastro-irritantes e baixo
69
risco de efeitos adversos por superdosagem (SANTOS et al., 2004). Por estas vantagens,
existem já no mercado, formulações comerciais baseadas em péletes para liberação
modificada de fármacos, tais como: Betacap, cloridrato de propranolol; Ibubid, ibuprofeno;
Theolong, teofilina e; Indocap, indometacina (GANDHI, KAUL e PANCHAGNULA, 1999).
A forma farmacêutica péletes oferece grande flexibilidade para o planejamento e
desenvolvimento de formas farmacêuticas, podendo ser revestidos, comprimidos, ou então
acondicionados em cápsulas de gelatinosa dura. As formas microparticuladas, quando
disponibilizadas no segmento proximal do trato gastrintestinal, por espalhamento, oferecem
amplas condições para liberação e posterior ação dos fármacos, proporcionando aos pacientes
comodidade e segurança, podendo o sistema apresentar elevada autonomia no efetivo controle
temporal e espacial da liberação do fármaco. Esta característica poderá ser gerenciada a partir
da escolha apropriada dos componentes da formulação, tanto nos casos de sistemas matriciais,
assim como, dos sistemas revestidos (reservatórios), apresentando menor variabilidade dos
perfis plasmáticos de fármacos intra e inter indivíduos, em comparação aos sistemas
monolíticos (KRATZ; MAYORGA e PETROVICK, 2001).
Atualmente, dispersões aquosas do tipo pseudolátex têm sido bastante utilizadas na
elaboração de vários tipos de sistemas para efetivo controle da liberação de fármacos em
diversos trabalhos descritos na literatura (ABBASPOUR, SADEGHI e GAREKANI, 2005;
BOTT et al., 2004; GUPTA, BECKERT e PRICE, 2001; KRAMAR, TURK e VRECER,
2003; HUYGHEBAERT et al., 2005; HUYGHEBAERT, VERMEIRE e ROTTIERS, 2005).
Atenção especial tem sido voltada aos sistemas multiparticulados revestidos com Kollicoat
SR 30 D, uma dispersão aquosa de acetato de polivinila a fim de produzir sistemas
multiparticulados destinados a liberação modificada de fármacos (DASHEVSKY, KOLTER e
BODMEIER, 2004; SAWICKI e LUNIO, 2005; NITZ e TARANTO, 2008; DASHEVSKY et
al., 2005.).
O objetivo deste trabalho foi avaliar o perfil de dissolução de péletes preparados por
extrusão-esferonização revestidos com Kollicoat SR 30 D em equipamento de leito fluidizado
com a finalidade de prolongar a liberação de L-alanil-L-glutamina, a partir do sistema
desenvolvido.
70
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1. MATÉRIAS PRIMAS
Todas as matérias-primas utilizadas foram de grau farmacêutico e empregadas tal
como recebidas. A L-alanil-L-glutamina foi comprada da Ajinomoto Amino Science
(Carolina do Norte, EUA). A celulose microcristalina 101, a polivinilpirrolidona (Kollidon K-
30), o Kollicoat SR 30 D, o dióxido de titânio, o talco, propilenoglicol foram doados pela
BASF (São Paulo, Brasil). Ácido 1-octanossulfônico (JT Backer) e metanol grau HPLC foram
comprados da Hexis Científica Ltda (São Paulo, Brasil).
2.2. PREPARAÇÃO DOS PÉLETES
Foram preparados lotes de 50,0 g de péletes. A L-alanil-L-glutamina e a celulose
microcristalina 101 foram misturadas em saco plástico por 10 minutos. Essa mistura seca foi
transferida para um misturador planetário de uso doméstico equipado com redutor de
velocidade. Uma solução de polivinilpirrolidona K-30 (PVP K-30) foi adicionada, aos
poucos, sobre essa mistura operando a uma velocidade de rotação de aproximadamente 50
RPM. A massa úmida foi passada através de malha 1,0 mm a 16 RPM em extrusor de rolos
Extruder 20 (Caleva, Reino Unido). Os extrusados obtidos foram transferidos para um
equipamento esferonizador (Caleva, Reino Unido) e esferonizados a 1000 RPM por 2
minutos. Os péletes assim obtidos foram secos em equipamento de leito fluidizado marca
Hüttlin tipo Mycrolab (Hüttlin GmbH, Alemanha), segundo os parâmetros mostrados na
Tabela 1.
Tabela 1: Parâmetros empregados no leito fluidizado para o processo de secagem dos péletes
de L-alanil-L-glutamina.
Parâmetro Secagem
Temperatura do ar de entrada (ºC) 50,0
Temperatura do ar de saída (ºC) 32,5
Temperatura do produto (ºC) 46,5
Fluxo de ar (m³/h) 20
71
2.3. REVESTIMENTO DOS PÉLETES
Os péletes que apresentaram melhores propriedades foram revestidos utilizando-se
uma suspensão de revestimento, constituída de: Kollicoat SR 30 D (50,0 %); propilenoglicol
(1,5%); talco (4,0%); dióxido de titânio (2,0%); água de osmose reversa (42,5%). O processo
foi conduzido em equipamento de leito fluidizado, seguindo os parâmetros descritos na
Tabela 2. Após o término do processo de revestimento, os péletes foram secos no mesmo
equipamento, por 15 minutos a 50,0 ºC com fluxo de ar de 14 m³/h.
Tabela 2: Parâmetros empregados no leito fluidizado para o processo de revestimento dos
péletes de L-alanil-L-glutamina.
Parâmetro Revestimento
Temperatura do ar de entrada (ºC) 52,2
Temperatura do ar de saída (ºC) 28,7
Temperatura do produto (ºC) 36,7
Fluxo de ar (m³/h) 6,0
Pressão de atomização (bar) 0,7
Pressão de microclima (bar) 0,2
Velocidade da bomba peristáltica
(RPM)
4
2.4. GRANULOMETRIA
Os lotes obtidos foram classificados granulometricamente em um tamisador vibratório
Haver & Bocker
®
modelo EML Digital Plus (Westfalen, Germany), utilizando-se amplitude
de 1,5, tempo de agitação igual a 5 minutos e tamises de 1,25, 1,18, 1,12 , 1,0, 0,90, 0,80, 0,71
e fundo. Após a classificação, os tamises foram pesados separadamente a fim de verificar a
massa retida em cada um deles.
2.5. DENSIDADE VERDADEIRA
Pesou-se aproximadamente 1.0 g de péletes, diretamente no recipiente de amostras do
picnômetro de hélio Quantachrom Instruments
®
modelo Ultrapycnometer 1000 (Boynton
Beach, USA), no qual foi realizada a determinação da densidade verdadeira.
72
2.6. ÁREA SUPERFICIAL
Os resultados obtidos pela determinação da densidade verdadeira foram utilizados para
calcular a área superficial dos péletes, empregando a seguinte fórmula (MEHTA, 1989):
SA= 6 / p . D
Onde:
SA: Área superficial.
p: Diâmetro médio.
D: Densidade verdadeira.
O diâmetro médio foi calculado como média de tamanho entre as aberturas dos
tamises que delimitaram cada fração, conforme citado no item 2.4.
2.7. ENSAIO DE DISSOLUÇÃO DOS PÉLETES SEM REVESTIMENTO
O teste de dissolução foi realizado utilizando como meio de dissolução 900 mL de
água destilada e desgazeificada a 37 ± 0,5 ºC. O aparato utilizado foi a cesta e após a imersão
dos péletes, a agitação foi mantida em 75 rpm, durante 45 minutos. Foram coletados 10,0 mL
de cada cuba (n=3) nos tempos 1; 3; 5; 10; 15; 30 e 45 minutos. Essas amostras foram
filtradas em membrana com porosidade de 0,45 µm, diluídas na fase móvel do sistema
cromatográfico (1:10). As amostras diluídas foram analisadas através de CLAE.
2.8. ENSAIO DE DISSOLUÇÃO DOS PÉLETES REVESTIDOS
O teste de dissolução foi realizado utilizando como meio de dissolução 900 mL de
tampão fosfato, pH 6,8, a 37 ± 0,5 ºC. O aparato utilizado foi a cesta e, após a imersão dos
péletes, a agitação foi mantida em 75 rpm, durante 8 horas. Foram coletados 10,0 mL de cada
cuba (n=3) nos tempos 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7 e 8 horas. Essas amostras foram filtradas em
membrana com porosidade de 0,45 µm, diluídas em água ultra pura (1:2) e, posteriormente,
na fase móvel do sistema cromatográfico (1:2). As amostras diluídas foram analisadas através
de CLAE.
73
2.9. QUANTIFICAÇÃO DE L-ALANIL-L-GLUTAMINA POR CROMATOGRAFIA
LÍQUIDA DE ALTA EFICIÊNCIA (CLAE)
As análises cromatográficas foram realizadas através de cromatografia líquida de alta
eficiência e detector de Arranjo de diodos, em cromatógrafo líquido HITACHI ELITE
LaChrome L-2000 (Tokyo, Japão); bomba HITACHI ELITE LaChrome L-2130 (Tokyo,
Japão), detector HITACHI ELITE LaChrome Diode array L-2455 (Tokyo, Japão) e software
EZChrom Elite para processamento dos dados. Utilizou-se coluna tipo LiChrospher® 100
RP-18 (Darmstadt, Alemanhã) de 5 micra, 125x4.0mm, comprimento x diâmetro interno. A
fase móvel binária foi constituída de PIC B-8 (solução aquosa de ácido 1-octanossulfônico a
2%, pH 1,96) e metanol (60:40 v/v), sob vazão de 1 mL/min. O volume injetado foi de 20 µL
e a detecção foi realizada no comprimento de onda 210 nm.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Dentre as cinco formulações de péletes contendo glutamina dipeptídeo (F1, F2, F3, F4
e F5) elaboradas e caracterizadas, os péletes resultantes de F3 apresentaram maior
rendimento, distribuição granulométrica mais uniforme, densidade mais elevada e melhor
aspecto. Devido a estas características, os péletes contendo 30 % de glutamina dipeptídeo (F3)
foram selecionados para o revestimento com Kollicoat SR 30 D com a finalidade de prolongar
a liberação do fármaco. Após o revestimento, F3 originou R1 e ambas as formulações foram
submetidas à avaliação de seu perfil de dissolução.
Os péletes obtidos a partir de F3 liberaram o fármaco muito rapidamente, resultado
coerente com o perfil de uma apresentação de liberação imediata, apresentando dissolução de
100 % em 5 minutos de ensaio (Figura 1 e APÊNDICE).
74
0
20
40
60
80
100
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
50
Tempo (minutos)
% Dissolvida
Figura 1: Perfil de dissolução dos péletes obtidos de F3 (péletes de liberação imediata
contendo aproximadamente 30% de glutamina dipeptídeo). O ensaio foi realizado em
triplicata e o desvio padrão foi calculado. A água foi empregada como meio de dissolução a
37,0 ºC e 75 RPM.
A fim de se obter uma liberação mais lenta do ativo, os péletes de F3 foram revestidos
com 1,5 % de Kollicoat SR 30 D, obtendo-se R1. O perfil de dissolução de R1 foi avaliado e
mostrou-se insatisfatório, com a liberação total da substância ativa dentro de três horas de
ensaio (Figura 2 e APÊNDICE).
0
20
40
60
80
100
0 60 120 180 240 300 360 420 480
Tempo (minutos)
% Dissolvida
R1 F3
Figura 2: Perfil de dissolução comparativo entre F3 (péletes de liberação imediata) e R1
(péletes revestidos com 1,5% de Kollicoat SR30D). O ensaio foi realizado em triplicata e o
desvio padrão foi calculado. Tampão fosfato (pH=6,8) foi utilizado como meio de dissolução
a 37,0 ºC e 75 RPM.
75
Deste modo, para prolongar a liberação da L-alanil-L-glutamina a partir do sistema de
liberação, o nível de revestimento foi elevado, originando-se R2 (5 % de revestimento) e R3
(15 % de revestimento). De fato, a presença do Kollicoat SR 30 D impactou de modo
significativo a liberação do fármaco a partir das formulações. Como esperado, o perfil de
dissolução para os lotes revestidos foi inversamente proporcional ao nível de revestimento.
Isto é, lotes contendo maior camada de revestimento apresentaram dissolução mais lenta do
fármaco, da mesma forma que Dashevski, Kolter e Bodmeir (2004) relataram em seus
estudos.
A liberação do fármaco a partir de R3 foi demasiadamente lenta e incompleta (Figura
3 e APÊNDICE). Por outro lado, o perfil resultante da avaliação de R2 foi o que mais se
aproximou daquele desejado (liberação prolongada durante 8 horas).
0
20
40
60
80
100
0 60 120 180 240 300 360 420 480
Tempo (minutos)
% Dissolvida
R1 R2 R3
Figura 3: Perfil de dissolução comparativo entre os péletes revestidos com 1,5% (R1), 5%
(R2) e 15% (R3) de Kollicoat SR30D). O ensaio foi realizado em triplicata e o desvio padrão
foi calculado. Tampão fosfato (pH=6,8) foi utilizado como meio de dissolução a 37,0 ºC e 75
RPM.
Por questões econômicas, 5% de revestimento é mais satisfatório para a formulação,
uma vez que o aumento no nível de revestimento encarece o produto final. Assim, R2 foi
fracionada (Figura 4) a fim de se obter o perfil desejado com 5% de ganho de peso dos
péletes, a partir de uma das frações.
76
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
1,25 1,18 1,12 1,00 0,90 0,80 0,71 Fundo
Tamis
% Retida
Figura 4: Análise granulométrica dos péletes revestidos com 5% de Kollicoat SR30D (R2).
Sendo o perfil de dissolução inversamente proporcional à espessura da barreira que
separa o fármaco do meio e considerando um mesmo ganho de peso, lotes de péletes de maior
tamanho apresentarão espessura da camada de revestimento maior que aqueles péletes de
menor tamanho, uma vez que a área superficial total é menor nos péletes grandes que nos
pequenos.
Voinovich e colaboradores (2000) prepararam péletes de liberação modificada,
fracionaram o lote obtido e traçaram o perfil de dissolução para cada fração. Os resultados
obtidos pelos autores demonstraram que os péletes de maior tamanho liberaram o ativo de
maneira mais lenta que os péletes de frações menores. Deste modo, verifica-se que, em muitos
casos, é necessário determinar o tamanho ótimo do pélete, a fim de se obter o perfil desejado.
Tomando essas considerações, os péletes de R2 foram fracionados e a área superficial
foi calculada a partir dos valores de densidade verdadeira e análise granulométrica obtidos
experimentalmente (Tabela 3).
Tabela 3: Quantidade de revestimento por unidade de área para as diferentes frações de R2
(péletes revestidos com 5% de Kollicoat SR30D).
Diâmetro
(mm)
Densidade
verdadeira (g/cm³)
Área Superficial
(mm²/g)
Área Superficial
para 50 g (mm²)
Revestimento por unidade de
área (mg/mm²)
1,215
1,434
3,443
172,161
14,521
1,15
1,355
3,850
192,524
12,985
1,06
1,351
4,188
209,411
11,938
0,95
1,468
4,302
215,115
11,622
0,85
1,429
4,940
246,985
10,122
77
Contudo, a fração de péletes de maior tamanho foi selecionada (diâmetro médio=1,215
mm) apresentando densidade verdadeira igual a 1,4342 g/cm³ e área superficial igual a 3,44
mm²/g, de maneira que a camada de revestimento por unidade de área foi de 14,52 mg/mm².
O perfil de dissolução desta fração foi avaliado e demonstrou-se satisfatório, com liberação do
fármaco mais lenta que R2 (Figura 5 e APÊNDICE).
0
20
40
60
80
100
0 60 120 180 240 300 360 420 480
Tempo (minutos)
% Dissolvida
R2 Fração maior de R2
Figura 5: Perfil de dissolução comparativo entre R2 (péletes revestidos com 5% de Kollicoat
SR30D) e a maior fração de R2. O ensaio foi realizado em triplicata e o desvio padrão foi
calculado. Tampão fosfato (pH=6,8) foi utilizado como meio de dissolução a 37,0 ºC e 75
RPM.
4. CONCLUSÃO
Os sistemas multiparticulados (pélets) revestidos com Kollicoat SR30D promoveram a
liberação prolongada da L-alanil-L-glutamina. A presença do revestimento demonstrou
impactar fortemente sobre o perfil de dissolução do fármaco a partir dos péletes, em todos os
níveis de revestimento avaliados, sendo a liberação do fármaco inversamente proporcional ao
nível de revestimento. O efeito da área superficial sobre o perfil de dissolução de péletes com
o mesmo nível de revestimento foi demonstrado experimentalmente.
78
5. REFERÊNCIAS
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ibuprofen péletes based on Eudragit RS PO and RL PO or their combination. Int. J. Pharm.,
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a novel pH- and time-based multiunit colonic drug delivery system. Aliment. Pharmacol.
Ther., v.20, p.347-353, 2004.
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various aqueous polymer dispersions. Int. J. Pharm., v.279, p.19-26, 2004.
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development of oral controlled-release dosage forms. PSTT., v.2, n.4, p.160-170, 1999.
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Development of an enteric-coated, layered multi-particulate formulation for delivery of
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80
APÊNDICE: Resultados tabelados dos ensaios de dissolução realizados com as diferentes
formulações desenvolvidas.
Tempo
(min)
F3 (sem
revestimento)
R1 (15% de
revestimento)
R2 (5% de
revestimento)
Fração maior
de R2
R3 (15% de
revestimento)
0 0 0 0 0 0
1 70,75±4,41 - - - -
3 89,68±1,51 - - - -
5 98,67±0,99 - - - -
10 104,99±1,31 - - - -
15 105,71±1,45 0 0 0 0
30 104,49±2,35 10,4±1,08
10,4±1,08
0 0
45 103,08±1,65 -
-
- -
60 - 38,43±0,75
38,43±0,75 11,28±1,36 0
120 - 69,9±0,41
69,9±0,41 39,91±2,05 0
180 - 79,13±1,15
79,13±1,15 60,41±3,22 8,81±0,7
240 - 85,64±0,31
85,64±0,31 72,58±2,82 17,66±0,84
300 - 92,87±0,57
92,87±0,57 78,8±0,45 26,84±0,73
360 - 94,08±0,92
94,08±0,92 84,93±2,75 36,87±1,37
420 - 94,45±1,74
94,45±1,74 88,92±3,89 44,33±0,63
480 - 97,18±3,4
97,18±3,4 90,26±2,53 50,79±0,61
(-) dados não quantificados; (0) dados quantificados, resultados iguais a zero.
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