CRISTAIS LÍQUIDOS QF-933 Prof. N. Durán-2008.

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1 CRISTAIS LÍQUIDOS QF-933 Prof. N. Durán-2008

2 CRISTAIS LÍQUIDOS Cristais líquidos constituem uma fase distinta de estruturas condensadas, cujas características físicas os posicionam entre sólidos e fundidos, com parcial ordem/desordem das espécies atômicas. Por essa razão, são também chamados de mesofases, em que o prefixo grego meso significa intermediário. Materiais que formam cristais líquidos pela adição de solventes são chamados cristais líquidos liotrópicos, enquanto cristais líquidos termotrópicos têm sua estabilidade dependente da temperatura. T.P. Formariz, M.C.C. Urban, A.A. da Silva Jn, M.P. D Gremião, A. G. de Oliveira. Brazilian J. Pharm. Sci. 41, (2005).

3 Os cristais líquidos apresentam múltiplas sub-fases das quais as duas mais comuns são as fases nemática e esmética. A fase nemática é composta em geral por moléculas com forma alongada e são caracterizadas por estarem dispostas no espaço com ordem posicional do tipo líquida isotrópica, mas apresentando uma certa ordem orientacional. Neste caso, as moléculas tendem a ficar, em média, paralelas a um eixo comum representado por um vetor unitário. A fase esmética é caracterizada por apresentar uma distribuição espacial com ordem superior à dos nemáticos. As moléculas são distribuídas em camadas com um espaçamento bem definido. No entanto, apesar das camadas possuírem uma grande regularidade entre si, não há uma regularidade no posicionamento das moléculas em cada camada. Dentro destas duas fases (nemática e esmética) pode-se distinguir subfases devido aos diferentes arranjos das moléculas (Cui, Y. Intern. J. Pharm. 339, 3-18, (2007).

4 Mesofases liotrópicas contêm, no mínimo, dois componentes:
o componente orgânico, por exemplo, tensoativo e seu solvente. A porção orgânica deve exibir certa complexidade química, do contrário, o solvente iria simplesmente solubilizar a molécula, originando soluções moleculares de moléculas dispersas e desordenadas, e certamente não seriam formados cristais líquidos. A adição de um solvente, tal como a água, irá hidratar seletivamente a porção hidrofílica das moléculas de tensoativo, evitando as regiões hidrofóbicas.

5 Mesofases liotrópicas podem ser consideradas:
Micelas ordenadas com arranjo molecular caracterizado por regiões hidrofóbicas e hidrofílicas alternadas. Conforme o aumento da concentração de tensoativo, diferentes formas líquido-cristalinas podem ser formadas, como lamelares, hexagonais e cúbicas

6 A fase lamelar (designada La) é formada por camadas paralelas e planas de bicamadas de tensoativo separadas por camadas de solvente, formando rede unidimensional (1). Já na fase hexagonal (2), os agregados são formados pelo arranjo de cilindros longos, originando estruturas bidimensionais. Na fase HI (fase normal), as moléculas do tensoativo se agrupam em micelas cilíndricas circulares, com água preenchendo o volume entre os cilindros (2a), enquanto que na fase HII (fase reversa), os cilindros contêm canais de água circundados pelas cabeças polares do tensoativo e a porção oleosa localizada ao redor dos cilindros(2b)

7 Fases cúbicas liotrópicas apresentam estruturas mais complicadas e visualizadas com maior dificuldade que as outras. Quase todas as fases fluidas tridimensionais observadas são de simetria cúbica, apesar das romboédricas, tetragonais e ortorrômbicas de topologia inversa também serem detectadas em alguns sistemas. Estrutura da fase cúbica de monoleoato de glicerila-água em três dimensões com ampliação mostrando bicamadas lipídicas.

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9 Técnicas de preparação similares aos de preparações de micelas.
Sagalowicz, L.; Leser, M. E.; Watzke, H. J.; Michel, M. Trends in Food Sci. Technol., 17 (2005), 204.

10 As mesofases líquido-cristalinas são geralmente formadas pela presença de tensoativos da classe dos polioxietilenos, polímeros e lipídeos, como mono e triglicerídeos. Dentre os lipídios mais utilizados na composição desses sistemas, estão a monoleato de glicerila (monoleína) e o monolinoleato de glicerila. Dependendo da temperatura e da concentração dessas moléculas em água, formam-se agregados bem estruturados, tais como fases cúbicas, hexagonais ou lamelares.

11 Caracterização físico-química
As mesofases líquido-cristalinas podem ser grosseiramente caracterizadas verificando-se a viscosidade. A fase lamelar geralmente apresenta-se como líquido viscoso e a fase hexagonal tem a viscosidade semelhante à de um gel, enquanto que a viscosidade da fase cúbica é extremamente elevada. Medidas de reologia são utilizadas a fim de se determinar a viscosidade dinâmica, obtendo-se como resultado a curva de viscosidade em relação ao fluxo e à visco-elasticidade, por meio dos parâmetros módulo de armazenagem (G’) e módulo de perda (G”), obtendo-se, neste caso, informação sobre a aparência das amostras

12 Uma das maneiras de classificar as fases líquido cristalinas é determinar sua isotropia óptica, através da técnica de microscopia de luz polarizada. Sob um plano de luz polarizada, a amostra é anisotrópica se for capaz de desviar o plano da luz incidente e isotrópica se não desviar a luz. Mesofases lamelares e hexagonais são anisotrópicas, enquanto as cúbicas são isotrópicas. Para análises mais aprofundadas da estrutura das mesofases, disposição das interfaces, tamanho de micelas, diversas técnicas mais sofisticadas são comumente utilizadas, como microscopia eletrônica de criofractura, difração de nêutrons, espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS), espalhamento de nêutrons a baixo ângulo (SANS) e calorimetria exploratória diferencial (DSC)

13 Técnicas de Caracterização
Medidas de viscosidade Microscopia óptica com luz polarizada. Espalhamento de luz dinâmico (DLS). Espalhamento de luz estático (SLS). Espalhamento de nêutrons a baixos ângulos (SANS). Espalhamento de raios X a baixos ângulos (SAXS). Microscopia eletrônica de transmissão (TEM).

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15 Microscopia óptica Identificação das fases líquido cristalinos devido a observação de diferentes texturas. Ex. fase hexagonal apresenta textura do tipo leque. fase cúbica (isotrópica).

16 Microscopia óptica: exemplos de texturas
fase líquido cristalina lamelar fase líquido cristalina hexagonal

17 (A)Microscopia de luz polarizada da fase
hexagonal completa de monooleina/ácido oléico/poloxamero/ água a 64:16:09:19.1 (w/w/w/w) (B) Microscopia de luz polarizada da fase hexagonal nanodispersa composta de monooleina/ácido oléico/polioxamero/ água a 8:2:0.9:89.1 (w/w/w/w). (C e D) Cryo-TEM de monodispersão hexagonal (escala bar: 200nm). (E) Microscopia de luz polarizada de um fase hexagonal total (bulk) com excesso de água composto de monooleina/ácido oleico/FITC/ polaxamero/água a 8:2:0,03:0,9:89,07 (w/w/w/w/w. (F) Microscopia de luz polarizada de fase composto de monooleina/oleic acid/CysA/ poloxamer/ água em 8:2:0.6:0.9:88.5 (w/w/w/ww) (Lopes et al., 2006). ESTRUTURAS EM FORMA DE LEQUES

18 Presença de estruturas anisotrópicas por microscopia de luz
polarizada, indicando fases cristalinas lamelares (CRUZ DE MALTE). Andrade, F.F., Santos, O.D.H., Oliveira, W.P., Rocha-Filho, P.A. Influence of PEG-12 Dimethicone addition on stability and formation of emulsions containing liquid crystal. International. J Cosmetic Sci. 29, (2007).

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20 Micrografias por cryo-TEM de uma fase hexagonal
reversa (b); fase cúbica hexagonal reversa de uma dispersão de Dimodan U (c), vesícula a partir de uma fase lamelar a partir de uma mistura de Dimodan U e lactato de sódio esteárico (d); dispersão de micela de solução de polissorbato 80 (e). Sagalowicz, L.; Leser, M. E.; Watzke, H. J.; Michel, M. Trends in Food Sci. Technol., 17 (2005), 204.

21 Vias de administração As mesofases líquido-cristalinas podem ser administradas através de diversas vias, como oral, retal, subcutânea, tópica, transdérmica, intramuscular e endovenosa . Para administração oral, o sistema contendo o fármaco deve ser fundido e colocado em cápsulas, de modo a ser ingerido e, então, transformado in situ na fase cúbica após contato com os fluidos gastrintestinais. Já para a administração parenteral, a fase cúbica e o próprio monoglicerídeo apresentam-se muito viscosos para administração direta, tanto intramuscular como subcutânea. Dessa forma, é necessário que o sistema de liberação apresente baixa viscosidade para que possa ser injetado e se transforme, posteriormente, em fase cúbica

22 Cristais Líquidos como Sistemas de Liberação de Fármacos
As interações fármaco-sistema desempenham importante papel no controle da liberação. Entretanto, a razão de liberação de fármacos incorporados em sistemas líquido cristalinos dependerá da estrutura da mesofase assim como das características físico-químicas do fármaco. Essas propriedades tornam possível a utilização de cristais líquidos como veículos transportadores de fármacos, os quais podem ser capazes de controlar a liberação das substâncias neles incorporados

23 Como conseqüência da interação fármaco-solvente, sob certas condições, os fármacos solubilizados podem induzir mudanças no empacotamento molecular do sistema. Este efeito pode influenciar a razão de liberação in vitro. Pesquisadores utilizaram géis de Pluronic F-127, os quais se apresentaram como cristais líquidos isotrópicos de alta viscosidade, para liberação controlada de fármacos pelas vias tópica e retal. Nestes casos, as fases géis líquido-cristalinas apresentaram-se como sistemas reservatórios para a indometacina, que foi liberada por difusão através dos canais de água da matriz do gel. Além de afetar a liberação do fármaco, a mesofase pode alterar a direção do seu movimento, assim como aumentar sua solubilidade, em função das regiões de diferentes polaridades existentes nesses sistemas.

24 Entre as inúmeras vantagens apresentadas pelos cristais líquidos como veículos para administração de fármacos, a literatura também tem demonstrado propriedades bioadesivas das fases cúbicas e lamelares, embora o mecanismo de bioadesão ainda não esteja completamente elucidado. A fase cúbica exerce ação protetora contra degradação enzimática de fármacos peptídicos e o aumento da estabilidade química de compostos contendo pontes amídicas

25 Pesquisadores estudaram a liberação de ácido salicílico, diclofenaco ácido e seus sais incorporados em sistemas estruturados liotrópicos anisotrópicos (fases lamelar e hexagonal) e isotrópicos (sistema micelar) através da pele de ratos sem pêlo. As mesofases foram preparadas a partir da mistura do tensoativo polioxietileno hexadecil éter em água ou tampão de ácido clorídrico pH 1. Os resultados indicaram que o transporte de ácido salicílico foi maior quando incorporado em sistemas isotrópicos micelares do que em anisotrópicos (alta energia de ativação de difusão de fármacos e baixa difusividade de fármacos), e que o transporte de diclofenaco ácido e seus sais através da pele foi cerca de 30 vezes menor que o do ácido salicílico. Esses resultados podem ser atribuídos às diferenças estruturais desses compostos, que restringem o movimento das moléculas do fármaco, e às interações soluto-solvente no ambiente anisotrópico e isotrópico, causando a liberação do diclofenaco e seus sais em diferentes razões.

26 Aplicações Ciclosporina A, um peptídeo altamente lipofílico empregado no tratamento de inflamações dérmicas, foi encapsulado em fases cúbicas e hexagonais de monoleína, sendo que foi observado um aumento da permeação cutânea, além da diminuição da irritação. Não tratado; B) salina, C) hexagonal D) cubico Lopes, L. B., Lopes, J. L. C.; Oliveira, D. C. R.; Thomazinim J. A.; Garcia, M. T.; Fantinim M. C. A., Colleti, J. H.; Bentley, M. V. Eur. J. Pharm. Biopharm., 63 (2006), 146.

27 Sallam, A.-S.; Khalil, E.; Ibrahim, H.; Freij, I.
Aplicações Furosemida como fármaco modelo em sistema líquido cristalino para aplicação oral. Foi obtida uma fase cúbica de monoleína que aumentou a biodisponibilidade do medicamento, além de promover uma liberação sustentada. Sallam, A.-S.; Khalil, E.; Ibrahim, H.; Freij, I. Eur. J. Pharm. Biopharm., 53 (2002), 343.

28 CONCLUSÕES Cristais líquidos podem modificar profundamente a velocidade de liberação de fármacos, oferecendo benefícios que incluem o aumento da solubilidade e absorção e controle da biodispo-nibilidade de fármacos. Como sistemas reservatórios podem alterar os parâmetros farmacocinéticos, diminu-indo a toxicidade e aumentando a eficácia clínica de fármacos.

29 PRODUTOS COMERCIAIS COM NANOTECNOLOGIA E CRISTAIS LÍQUIDOS
Fonte: google-imagens,

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31 Bderm+ sistema multifuncional com ação
dermo-descontráctil, regeneradora e redensificadora que diminui visivelmente as rugas e confere maior firmeza à pele. É formulado à base de Argireline (hexapeptídeo), Raffermine, Ester de Vitamina C, L-Tirosina e Extrato de Wild Yam. A ação sinérgica de Bderm+ modula a contração dos músculos superficiais da face (ação semelhante à Toxina Botulínica) e estimula a produção natural de colágeno e elastina.

32 AKINÉSINE GEL CONTOUR DES YEUX
Uma verdadeira inovação para o contorno dos olhos, AKINÉSINE GEL CONTOUR DES YEUX é um nanocosmético com toda a tecnologia dos biopeptídeos revitalizantes. Firma e corrige os primeiros sinais da idade para rejuvenescer a pele do contorno dos olhos, com redução significativa das rugas e olheiras (90,6%); das bolsas e inchaços (88,7%). É um produto muito rico em ativos, mais de dez, além da Idebenona (IDB Light®). AKINÉSINE GEL CONTOUR DES YEUX possui também vários ativos redutores de bolsas e olheiras, além do C.A.V.®, vetor exclusivo da Anna Pegova.

33 Gel refrescante e “oil-free”.
• Preenche e reduz a profundidade das rugas a partir de seu interior; • Atenua as bolsas e olheiras, ativando a microcirculação cutânea, descongestionando e drenando as toxinas acumuladas pela má circulação, que favorece o escurecimento da região; • Apaga linhas finas, rugas e sinais de cansaço; • Tonifica a pele do contorno dos olhos e aumenta sua luminosidade; • Efeito lifting imediato, relaxa as microcontrações e reduz as rugas. Indicado para homens e mulheres de todas as idades. Recomendado também para portadores de lentes de contato. Modo de usar: Aplicar duas vezes ao dia (manhã e noite) delicadamente na pele limpa do contorno dos olhos, sem repuxar ou distender a pele. Embalagem: 12 mL PREÇO: R$ 138,00

34 HYDRATANT MIXTE Hidratante específico para pele mista, com aquaporines, cristais líquidos e um complexo exclusivo de plantas antioxidantes, anti-sépticas e antiinflamatórias.

35 HIDRATANTE DUPLAMENTE INTELIGENTE
Com cristais líquidos, fornece hidratação progressiva e inteligente, nas áreas do rosto que mais necessitam. Hidrata a pele de dentro para fora, aumenta e estimula os aquaporines (canais protéicos que permitem a circulação da água entre as células, e que garantiram o Prêmio Nobel de Química em 2003)*, melhorando a captação e fixação da água na pele, mecanismo de hidratação até então desconhecido. Ações do HYDRATANT MIXTE: • Recupera a hidratação e reforça o reservatório de água da epiderme; • Restaura a elasticidade da pele e a função de barreira da epiderme; • Proporciona sensação de conforto e maciez, reduzindo a coceira devida ao ressecamento; • Estimula a síntese do colágeno, diminuindo a produção de Colagenase limitando os efeitos do envelhecimento.

36 AQUAPORINES Os aquaporines são extraídos da romã, fruta. Um único aquaporine transporta até 3 milhões de moléculas de água por segundo da derme para a epiderme. Com a idade, a quantidade de aquaporines é reduzida, a pele afina e desidrata, acelerando o envelhecimento. Modo de Usar : Aplicar de manhã no rosto limpo. Indicado também para as peles mistas e oleosas no inverno. - Hydratant Mixte ganhou o Prêmio Nova como o hidratante “QUE DEIXA A SENSAÇÃO DE PELE MACIA E HIDRATADA POR MAIS TEMPO”, na categoria rosto / hidratante  Embalagem: 40ml. PREÇO: R$ 129,60.

37 SÉRUM AKINÉSINE COMBLEUR RIDES
Preenchedor de rugas sem agulha ou bisturi. Uma alternativa nanocosmética às injeções de preenchimento com ação rápida, profunda e cumulativa. Desenvolvido com a nanotecnologia farmacêutica de atomização de última geração, permite a redução de partículas de ácido hialurônico em até 1 mícron, para eficaz penetração do produto na pele. O que havia de mais moderno, até hoje, para corrigir as rugas e imperfeições da face, eram as dolorosas injeções de preenchimento com ácido hialurônico, que necessitam de retoques constantes, além de poder causar o surgimento de inchaços, hematomas e pontos vermelhos.

38 AÇÃO DO PRODUTO: Sérum Akinésine Combleur Rides reduz a profundidade das rugas preenchendo-as de dentro para fora, suavizando e alisando a superfície da pele devido à rápida ação transcutânea do produto, que acontece graças aos biopeptídeos expansores e à penetração das moléculas micronizadas de ácido hialurônico nanotecnológico. As moléculas superconcentradas em ácido hialurônico e biopeptídeos expansores penetram na pele, absorvem a água e se expandem. O aumento deste volume, preenche as rugas, diminuindo sua largura e profundidade. A ação do SÉRUM AKINÉSINE COMBLEUR RIDES é rápida e cumulativa. Quanto mais freqüentes as aplicações, melhores os resultados. O ácido hialurônico usado por ANNA PEGOVA é de qualidade farmacêutica, não de origem animal. Como é um constituinte da pele, não é reconhecido pelo organismo como um corpo estranho.

39 RESULTADO DE TESTE CLÍNICO:
74,5% das mulheres perceberam preenchimento de rugas após a 1ª aplicação; 91,1% das mulheres perceberam preenchimento de rugas após 10 dias. MODO DE USAR: Aplicar por cima de seu produto diurno e/ou noturno, nas rugas do rosto e pescoço. Controlar com o polegar a pressão da válvula e liberar a quantidade desejada no centro da mão, retirando e espalhando-o com o dedo ou a ponta do aplicador. É hipoalergênico e testado dermatologicamente. Embalagem: 10ml. Preço: R$ 120,00.

40 CRÈME ANTI-ÂGE PLURI-ACTIVE
Creme antiidade hidratante com vitamina C, E, extrato de soja e filtros solares. 4 vezes mais hidratante com difusão progressiva. O Crème Anti-agê Pluri-active associa diferentes ações para oferecer um verdadeiro escudo antiidade para a pele. É um super-hidratante protetor de alta performance graças a sua estrutura constituída de cristais líquidos e ácido hialurônico.

41 Reforça a estrutura de colágeno e libera ao longo do dia moléculas hidratadas que vão regenerar o reservatório de água em profundidade. Freia a degradação da trama colágena mantendo por mais tempo a aparência de uma pele jovem. Microproteínas reforçam a estrutura de colágeno e o extrato de soja exclusivo Anna Pegova acelera a regeneração celular, restabelecendo um novo tecido que torna seu aspecto progressivamente mais liso e mais firme. A vitamina C encapsulada luta contra os radicais livres e os filtros solares protegem a pele. Textura fina, leve e muito agradável. MODO DE USAR: Aplicar manhã e/ou noite sobre o rosto e pescoço perfeitamente limpos. Massagear levemente para favorecer a penetração Embalagem: 40ml. PREÇO: R$168,00.

42 AGRADECIMENTOS REDE NANOTUB0S DE CARBONO