A encapsulação está cada vez mais presente em segmentos significativos das atividades humanas. Fármacos são encapsulados para que sejam liberados nos sítios adequados e na velocidade desejada. Com a encapsulação de fragrâncias utilizadas em perfumes, cremes, cosméticos e papéis perfumados, consegue-se liberação mais lenta e efeito mais duradouro. A indústria alimentícia a utiliza para retenção da cor, do sabor e do aroma adicionados a certos alimentos.

Pesquisa possibilitou
criação de modelo

A encapsulação das mais variadas substâncias é realizada em micropartículas ou não-partículas de composições e formatos os mais diversos, como microesferas, microcones, microcilindros etc. Os pesquisadores que atuam nessa área enfrentam vários desafios, tais como a definição das melhores metodologias para: a obtenção da micropartícula e sua caracterização; a encapsulação e a verificação de sua real ocorrência ou mera adsorção superficial; e a determinação da velocidade e das condições em que a substância é liberada, entre outras finalidades.

Orientada pela professora Teresa Dib Zambon Atvars, do Departamento de Físico-Química do Instituto de Química da Unicamp (IQ), a pesquisadora Neife Lílian Zalloum descobriu que o fator preponderante, tanto na encapsulação como na velocidade com que a substância é liberada, é a natureza das forças de interação que se manifestam entre ela e sua cápsula.

A orientadora da pesquisa entende que a importância do trabalho reside no fato de dar respostas a indagações fundamentais: por que determinadas substâncias se encapsulam e outras não? Como as substâncias entram e saem das cápsulas? Por que entram e saem? O que determina a velocidade com que entram e saem? “Esse é o grande mérito da nossa proposta de pesquisa”, enfatiza.

A docente, que é pró-reitora de Pós-Graduação da Universidade, lembra que a literatura faz referência à velocidade com que a substância é liberada pela microcápsula, mas não explica claramente como sai, como entra e nem porquê.

A abordagem tem implicações tecnológicas importantes, já que respostas a estas questões podem orientar os pesquisadores em relação à melhor escolha das substâncias a serem usadas para a obtenção de sistemas que, dependendo do interesse, conduzam a liberações mais rápidas ou mais lentas.

Como este comportamento está relacionado à natureza das forças de interação que se manifestam entre as substâncias envolvidas, o estudo possibilitou a criação de um modelo que permite, por exemplo, adicionar determinados grupos à molécula de forma a fazê-la interagir com maior ou menor intensidade com a cápsula.

O trabalho mostra que as interações dependem fundamentalmente da constituição da partícula e da substância e discute os efeitos das forças de interação sobre a cinética de liberação desta. Além disso, o estudo mostrou quais as técnicas mais adequadas para estudar esses efeitos.

Na tese de doutorado originária do trabalho, Neife detalha inicialmente os procedimentos adotados na preparação de micropartículas a partir do polímero biodegradável poli (hidroxibutirato-hidroxivalerato) – P(HB-HV), que podem ser utilizadas na encapsulação de fragrâncias. A pesquisadora caracteriza ainda o sistema resultante. Não havia certeza de que pudessem ser obtidas micropartículas a partir desse polímero.

Depois, ela se atém aos processos e às técnicas envolvidas na obtenção e caracterização do produto encapsulado. “Para comparar os resultados, escolhemos duas moléculas bem diversas na interação com o polímero: a cumarina 6, que estabelece com ele ligações de hidrogênio, que são fortes, e o pireno, cuja interação resulta da atração dipolo-dipolo, bem mais fracas. Outra razão da escolha da cumarina 6 e do pireno é a de que apresentam propriedades fotoluminescentes com sensibilidades adequadas à determinação das forças de interação pelo método que utilizamos”, esclarece Neife.

Método – A professora Teresa explica que a maioria dos métodos utilizados para caracterizar a encapsulação se atém ao conjunto do sistema e não à interação específica das forças envolvidas: “Por isso, procuramos um método que permita dizer como se dá essa interação. O melhor método existente hoje é o que utiliza a espectroscopia de emissão fotoluminescente, que a minha orientanda chamou de processos fotofísicos, em que a emissão de fótons não altera a estrutura da substância. O processo permite determinar as interações específicas com sensibilidade superior a qualquer outro”.

A docente observa que, além da fotofísica, empregou-se uma técnica adicional muito usual na área médica, que é a chamada microscopia confocal. “Ela permite olhar como os compostos envolvidos no sistema estão distribuídos na partícula, se estão efetivamente dentro dela ou se fora, na sua superfície”.

Segundo a professora, nem sempre o composto que se pretende encapsulado o é efetivamente. “Muitas vezes ele permanece apenas na superfície. A técnica confocal revela isto. E, neste particular, a tese da Neife mostrou de forma absolutamente inequívoca que a cumarina 6 fica dentro da cápsula e o pireno, fora dela. E mais: o que determina a entrada ou não da substância nas microesferas são as interações entre os grupos da molécula e da partícula”.

A orientadora da pesquisa enfatiza que a espectroscopia de emissão fluorescente permitiu esclarecer ainda que a substância não está dentro da microesfera como molécula isolada, mas constituindo um conjunto de moléculas, um agregado molecular, quase como um microcristal, fato que só pode ser constatado com a utilização dessa técnica. Esta constatação muda tudo pois, para saírem, as moléculas precisam vencer a barreira da microesfera e também as forças que as mantêm coesas no interior dela.

Para a docente foi a junção dessas duas técnicas que permitiu certos achados: “Determinar que a cumarina 6 é oclusa e o pireno permanece na superfície da microesfera é absolutamente novo, e ninguém antes havia discutido isso. Então, em muitas situações, embora se admita o material encapsulado, efetivamente isso não ocorre. O emprego de técnicas diferentes nos permitiu dimensionar o conjunto das propriedades do sistema”.

Segundo Teresa, a combinação de espectroscopia de emissão e microscopia confocal é inovadora em termos dos resultados alcançados. A docente acrescenta que o objetivo do estudo foi o de fornecer subsídios científicos para que os pesquisadores da área possam orientar suas decisões a partir do modelo desenvolvido, que sirvam de parâmetro para as pesquisas que envolvem encapsulação de anestésicos, antiinflamatórios, antineoplásicos, antibióticos etc.

Partes do trabalho – que constitui um projeto Fapesp e foi desenvolvido em quatro anos – foram apresentadas em um dos mais importantes congressos internacionais da área, organizado pela Interamerican Photochemical Society, e os resultados têm sido muito bem-recebidos, segundo a professora Teresa Atvars.