Emulsões consistem em inúmeras gotículas presentes em um líquido sem se dissolver e misturar com o líquido. Por exemplo, o leite é composto por gotículas de gordura estabilizadas por proteínas do leite dispersas em água. Em muitas aplicações, como entrega de medicamentos, é importante não apenas manter a estrutura da gotícula, mas também poder controlar quando as gotículas se dissolvem. Isso ocorre porque os ingredientes ativos encapsulados na gotícula devem ser liberados apenas quando o medicamento entra no corpo.
Emulsões sensíveis à temperatura
Pesquisadores de várias universidades, incluindo a Universidade de Gotemburgo, introduziram um conceito de emulsões responsivas para controlar quando as gotículas se dissolvem. “A ideia é estabilizar emulsões usando partículas de microgel sensíveis à temperatura que adaptam sua forma à temperatura ambiente. A temperatura ambiente, elas incham em água, mas acima de 32°C, elas encolhem e se contraem”, explica Marcel Rey, pesquisador em Física na Universidade de Gotemburgo e autor principal do estudo publicado na Nature Communications.
Compreensão do mecanismo
O que acontece quando a temperatura sobe acima de 32°C é que as gotículas se dissolvem no líquido circundante, pois não são mais suficientemente estabilizadas pela fina camada protetora de microgel.
Embora esse fenômeno seja conhecido na ciência há um longo período, os pesquisadores descobriram agora que o mecanismo fundamental que impulsiona as emulsões responsivas a estímulos envolve mudanças morfológicas nos microgéis estabilizadores. “As mudanças morfológicas nos microgéis estabilizadores, desencadeadas por estímulos externos, desempenham um papel crucial na influência da estabilidade das emulsões associadas.
Essa compreensão é fundamental para o design de microgéis capazes de estabilizar emulsões à temperatura ambiente, facilitando a dissolução à temperatura corporal”, explica Marcel Rey. Os microgéis estabilizadores podem ser considerados tanto partículas quanto polímeros. O caráter de partícula leva a uma alta estabilidade da emulsão, enquanto o caráter de polímero torna os microgéis responsivos a influências externas que levam à dissolução das gotículas.
Alcançar emulsões sensíveis à temperatura exige um equilíbrio delicado, exigindo um caráter mínimo de partícula para estabilidade e um caráter substancial de polímero para dissolução rápida e confiável das gotículas.
Emulsões podem ser adaptadas
“Agora que entendemos como funcionam as emulsões responsivas, podemos personalizá-las de acordo com requisitos específicos. Embora nossos esforços atuais tenham se limitado a experimentos laboratoriais com dependência de temperatura, estamos explorando ativamente o desenvolvimento de emulsões estabilizadas por microgel que respondam ao pH do fluido circundante”, explica Marcel Rey.
A pesquisa farmacêutica focada em medicamentos direcionados é crucial. O objetivo é fornecer medicamentos em maior concentração a áreas específicas do corpo, em vez de afetar o corpo inteiro. “Emulsões responsivas têm grande potencial como uma ferramenta precisa para fornecer medicamentos a áreas específicas do corpo. Embora mais pesquisas sejam necessárias, o futuro parece promissor, e podemos esperar avanços nos próximos 10 anos”, expressa Marcel Rey.
Referências
Interactions between interfaces dictate stimuli-responsive emulsion behaviour. Nature Communications, 2023; 14 (1) DOI: 10.1038/s41467-023-42379-z
