Encapsulation of essential oils for use in pharmaceutical formulations with antimicrobial activity

• Grant number: 19/25981-0
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Technical Training Program - Technical Training
• Start date: February 01, 2020
• End date: January 31, 2021
• Field of knowledge: Engineering - Chemical Engineering - Industrial Operations and Equipment for Chemical Engineering
• Principal Investigator: Wanderley Pereira Oliveira
• Grantee: Cláudia Regina Fernandes de Souza
• Host Institution: Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brazil
• Associated research grant: 18/26069-0 - Encapsulation of essential oils for use in pharmaceutical compositions with antimicrobial activity, AP.R

Abstract

A resistência microbiana aos antibióticos é um dos maiores problemas de saúde pública da atualidade, sendo muito associada a infecções hospitalares de difícil tratamento. Portanto, existe uma demanda do mercado farmacêutico para desenvolver produtos para combater esse problema. O uso de óleos essenciais (OEs) como agentes antimicrobianos tem sido tratado como alternativa promissora e inovadora para desenvolver novas terapias para superar a resistência antimicrobiana. O fato de possuírem várias moléculas ativas em sua composição, atuando de forma sinérgica, reforçam o grande potencial de se utilizar OEs como fontes alternativas de antimicrobianos, na forma isolada ou ainda em associação com antibióticos tradicionais. No entanto, apesar do grande potencial de aplicação tecnológica, os OEs apresentam diversas limitações, como complexidade química, elevada volatilidade, susceptibilidade à degradação e propensão à oxidação, insolubilidade em sistemas aquosos, e em geral baixa biodisponibilidade, dificultando seu emprego direto em produtos mais elaborados. A encapsulação de OEs em sistemas micro e nanoestruturados surge como uma estratégia promissora e inovadora para superar essas restrições; além de influir de forma positiva na atividade biológica desses compostos, como reportado em diversos estudos da literatura e de nosso grupo de pesquisas. O processo consiste na inclusão do agente ativo em uma matriz encapsulante, que podem ser constituídos de carboidratos, gomas, proteínas, lipídios ou outros materiais poliméricos naturais ou sintéticos. Esses sistemas são capazes de liberar seu conteúdo sob condições específicas através de uma liberação controlada, podendo também atuar nos mecanismos envolvidos na resistência microbiana, resultando em maior eficácia dos ativos. Nessa proposta serão desenvolvidos três diferentes sistemas inovadores, a inclusão molecular em ciclodextrinas, carreadores lipídicos nanoestruturados (NLCs), e pró-liposomas. Fatores como composição do óleo essencial, composição da formulação de encapsulação e processo de produção influenciam nas propriedades físico-químicas do produto formado, porém essas informações são escassas na literatura. Portanto, a realização de estudos sistemáticos visando determinar os mecanismos de formação das partículas que influem na obtenção de um produto com propriedades desejadas (estabilidade, elevada eficiência de encapsulação, solubilidade e atividade biológica) são altamente relevantes. Os produtos desenvolvidos poderão ser incorporados em formulações farmacêuticas de uso tópico (ex. gel, emulsões, pomadas, spray), com potencial de emprego no sistema de saúde. Estudos futuros serão realizados com o objetivo de avaliar o sinergismo óleos essenciais com antibióticos tradicionais associados ao processo de encapsulação como estratégia para vencer a resistência de microrganismos.Essa proposta de pesquisa, intitulada "Encapsulação de óleos essenciais para uso em formulações farmacêuticas com atividade antimicrobiana" também se enquadra nos objetivos do Decreto nº. 5.813 de 22 de junho de 2006, pois objetiva desenvolver tecnologias para a geração de produtos inovadores com alto valor agregado a partir da biodiversidade nacional. As atividades aqui previstas, além de propiciar a geração de conhecimento e, por conseguinte, a formação de recursos humanos de alto nível, se aprovada, também estará atendendo à diretriz nº 5 da Política Nacional de Plantas Medicinais e Fitoterápicos (PNPMF): "...fomentar pesquisa, desenvolvimento tecnológico e inovação com base na biodiversidade brasileira, abrangendo espécies vegetais nativas e exóticas adaptadas, priorizando as necessidades epidemiológicas da população". As atividades a serem executadas serão validadas e seguirão os protocolos previstos na RDC nº 26/2014, incluindo a padronização qualitativa e quantitativa de marcadores capazes de caracterizar as espécies a serem investigadas.