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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/26191
OBTENÇÃO, PURIFICAÇÃO E ESTUDOS DE VIABILIDADE TECNOLÓGICA DE FRAÇÕES DE OLEORRESINAS DE ESPÉCIES DA FAMÍLIA BURSERACEAE CONTENDO TRITERPENOS PENTACÍCLICOS
Neves, Gabrielle Pereira das | Date Issued:
2018
Alternative title
Obtaining, purification and technological feasibility studies of oleoresin fractions of species of the family Burseraceae containing pentacyclic triterpenesAuthor
Comittee Member
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto de Tecnologia em Fármacos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
A oleorresina extraída do tronco de espécies de Protium (Burseraceae), gênero com grande concentração na região Amazônica, é constituída por percentuais variáveis de monoterpenos (fração volátil) e triterpenos pentacíclicos (fração não volátil). Dentre os triterpenos, destacam-se os isômeros α-amirina e β-amirina, principais responsáveis pelas atividades farmacológicas relevantes descritas para este gênero. Estas substâncias apresentam baixa solubilidade em meio aquoso e solventes polares, sendo esta propriedade um desafio para o desenvolvimento de produtos medicamentosos com base naquelas. Neste contexto, a incorporação dos mesmos em carreadores lipídicos nanoestruturados (CLN) é uma alternativa para incrementar a solubilidade e facilitar a veiculação dessas moléculas em sistemas fisiológicos. No presente trabalho, primeiramente, realizou-se a pulverização da oleorresina, sendo obtido um pó homogêneo com granulometria inferior a 32 mesh (OBP, faixa de fusão 100-120 ◦C, umidade 1,75% e teores de 16,8% em α-amirina e 8,14% em β-amirina). OBP foi submetida à purificação em coluna cromatográfica aberta, empregando-se independentemente duas fases estacionárias, sendo o processo monitorado por cromatografia em camada delgada (CCD) e densitometria quanto à presença dos isômeros de amirinas. Nove experimentos utilizando gel de sílica e eluídos com misturas de n- hexano e AcOEt foram realizados para otimizar as condições visando uma transposição de escala e acúmulo de material. Com o mesmo objetivo a coluna em Sephadex LH-20 foi eluída com EtOH, num total de 12 experimentos. As frações similares em CCD, contendo os triterpenos-alvo, foram reunidas para gerar os lotes únicos, então codificados, respectivamente, como LTU-Si (57,60 g, faixa de fusão 150-155 ◦C, umidade 2,8% e teores de 41,37% em α-amirina e 22,73% em β-amirina) e LTU-Se (60,60 g, faixa de fusão 85-114 ◦C, umidade 1,75% e teores de 16,46% em αamirina e 8,74% em β-amirina). LTU-Si apresentou faixa de fusão estreita e maiores teores dos isômeros de amirina, sendo destinado aos estudos de avaliação da viabilidade de incorporação em CLN. Daí, as solubilidades de LTU-Si nos lipídios líquidos (miristato de isopropila, MI; ácido oleico, AO) e lipídios sólidos (monoestearato de glicerila, MG; Compritol, COMP) foram estimadas tanto in silico, pelos parâmetros de solubilidade de Hansen (PSH), quanto experimentalmente, por CCD e densitometria. Os PSH a 25 ◦C para os isômeros de amirina e lipídios resultaram na seguinte ordem de solubilidade: MG >> AO > COMP > MI. Os ensaios experimentais de solubilidade, por densitometria, resultaram a 80ºC em: MG = MI > AO > COMP. Os CLN contendo LTU-Si e controles-branco foram obtidos por microemulsificação a quente com a fase lipídica, constituída pelas combinações dos lipídios MI:MG, MI:COMP e AO:MG nas proporções 2:3, 1:1 e 3:2; e a fase aquosa contendo pares de tensoativos em concentrações baseadas nos valores de equilíbrio hidrófilo-lipófilo requerido pelas fases lipídicas. Estes foram caracterizados quanto à estabilidade do aspecto macroscópico, pH, tamanho de partícula (TP), índice de polidispersão (PDI) e potencial zeta (PZ). O CLN3 (MI:COMP 3:2) foi o que apresentou maior estabilidade físico-química, quanto ao aspecto macroscópico, faixa de pH 7,0-7,65, TP de 250 nm, PDI de 0,3 e PZ de -30 mV, durante o período de avaliação.
Abstract
The oleoresin extracted from the trunk of Protium species (Burseraceae), a genus with
great concentration in the Amazon region, consists of variable percentages of monoterpenes
(volatile fraction) and pentacyclic triterpenes (non-volatile fraction). Among the triterpenes,
the α-amyrin and β-amyrin isomers are the main responsible for the relevant pharmacological
activities described for this genus. These substances have low solubility in aqueous media and
polar solvents, being this property a challenge for the development of pharmaceutical
products based on them. In this context, their incorporation in nanostructured lipid carriers
(NLC) is an alternative to increase the solubility and facilitate the transport in physiological
systems. In the present study, the oleoresin was powdered to particle size below 32 mesh
(OBP, melting range 100-120 ° C, 1.75% humidity, containing 16.8% α-amyrin and 8.14% β-
amyrin). OBP was independently purified by open-column chromatography using two
stationary phases and the process was monitored by thin layer chromatography (TLC) and
densitometry for the presence of amyrin isomers. Nine experiments using silica gel and eluted
with mixtures of n-hexane and AcOEt were performed to optimize the conditions for scaling
up the process and accumulating material. For the same purpose, the Sephadex LH-20 column
was eluted with EtOH, in a total of 12 experiments. TLC-similar fractions containing the
target triterpenes were pooled to generate the single batches, then labeled as LTU-Si (57.60 g,
melting range 150-155 °C, 2.8% humidity, containing 41.37% α-amyrin and 22.73% β-
amyrin) and LTU-Se (60.60 g, melting range 85-114 °C, 1.75% humidity, containing 16.46%
α-amyrin and 8.74% β-amyrin), respectively. LTU-Si showed a narrow melting range and
higher levels of amyrin isomers, and was chosen to perform studies on their viability to be
incorporated into NLC. Thus, solubility of LTU-Si in liquid lipids (isopropyl myristate, MI;
oleic acid, AO) and solid lipids (glyceryl monostearate, MG; Compritol, COMP) were
estimated in silico by the Hansen solubility parameters (HSP) as well as experimentally, by
TLC and densitometry. The HSP at 25 °C for amyrin isomers in lipid resulted in the following
order of solubility: MG >> AO > COMP > MI. Experimental solubility tests, by densitometry,
resulted at 80°C in: MG = MI > AO > COMP. The NLC containing LTU-Si or blanks were
obtained by hot microemulsification, in which the lipid phase consisted of the mixed lipids:
MI:MG, MI:COMP and AO:MG at proportions of 2:3, 1:1 and 3:2, whereas and the aqueous
phase contained pairs of surfactants at concentrations based on the hydrophilic-lipophilic
balance required by the lipid phases. These NLC stability was characterize33d
macroscopically and by measuring pH, particle size (PS), polydispersity index (PDI) and zeta
potential (ZP). The CLN3 (MI:COMP 3:2) showed the highest physicochemical stability
without changing the macroscopic feature, and presented pH range 7.0-7.65, TP 250 nm, PDI
0.3 and ZP -30 mV in the span of 28 days.
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