Design de Micropartículas no Mundo dos Produtos Industrializados: Como e para Quê?




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Design de Micropartículas no Mundo dos Produtos Industrializados: Como e para Quê?


Partículas microscópicas são projetadas para usos específicos. Elas entram na constituição e na formulação de diversos produtos industrializados, como alimentos, cosméticos, fármacos.


Características como o tamanho e a forma dessas partículas microscópicas estão relacionadas com seu processo de produção, mas também com propriedades de uso do produto que vão constituir. Por exemplo, o tamanho de partículas cristalinas com atividade terapêutica que vão constituir um medicamento afeta a velocidade de absorção desse medicamento pelo organismo. A forma desses cristais ainda determina sua cor, pureza, toxicidade e outras propriedades como densidade e fluidez.


A Tecnologia de Partículas é uma importante aliada da indústria, pois cerca de 70% dos produtos industrializados envolvem partículas sólidas. Com o domínio da tecnologia de produção de partículas podem-se aperfeiçoar processos e produtos industriais:


  • Partículas irregulares de uma substância química podem ser recristalizadas ou aglomeradas na forma de uma esfera perfeita, melhorando suas propriedades físicas, como fluidez e densidade aparente. Melhorar aspectos como a densidade e a fluidez de um determinado princípio ativo aperfeiçoa, por exemplo, o desempenho de um medicamento no organismo.

Além disso, essas partículas podem ser recristalizadas e microencapsuladas simultaneamente. Aqui, uma sofisticação no controle de propriedades de uso dessas partículas: a microencapsulação, ainda pouco explorada no país, envolve técnicas sofisticadas e complexas de controle de propriedades de partículas sólidas, capazes de incorporar a estas partículas novas propriedades funcionais e inteligentes, como a sua atuação controlada em um meio específico.


Um exemplo envolvendo um princípio ativo farmacêutico e sua transformação através da engenharia de processos é ilustrado na Figura 1, em que a microencapsulação associada à recristalização desse princípio ativo modifica propriedades como sua forma e tamanho e a velocidade de sua liberação em um sítio específico de ação, nesse caso, no trato gastrointestinal.


Figura 1 - Micropartículas de um princípio ativo farmacêutico antes (A) e depois (B) de um processo tecnológico que permite sua transformação (novo design).




Legenda - (A) Partículas de droga farmacêutica com atividade antiinflamatória (produto comercial). Além de problemas de manuseio e controle de dosagem em formulações devido à sua forma irregular e baixa fluidez, a ingestão oral do produto não encapsulado pode causar problemas de ataque à mucosa gástrica.




Legenda - (B) Microesferas do antiinflamatório obtidas a partir da recristalização e da microencapsulação simultâneas do produto comercial. Essa nova partícula tem como característica a liberação controlada da droga, protegendo a mucosa gástrica e prolongando seu efeito sobre o organismo humano.



  • Um aroma líquido também pode ser capturado em partículas sólidas que vão realçar o sabor de determinado alimento por muito mais tempo. Isso é possível, por exemplo, através de um processo como o ilustrado na Figura 2:

O aroma é misturado à solução aquosa de um material encapsulante, formando uma emulsão. Essa emulsão é atomizada e as gotas formadas entram em contato com uma corrente de ar quente que provoca a solidificação das partículas e o aprisionamento do aroma.


Figura 2 - Representação esquemática da criação de micropartículas contendo aroma (o design pode variar dependendo das condições de formulação e de processo)





Esses são alguns exemplos de transformações microscópicas em partículas, que exigem tecnologia e capacitação humana para serem realizadas. Elas também agregam valor aos produtos industriais.


Nos últimos anos, as crescentes exigências quanto à qualidade de produto e à eficiência de processos têm impulsionado o desenvolvimento científico e tecnológico para um melhor design de partículas microscópicas na sua etapa de formação.


Como criá-las de acordo com um design específico, ou seja, como controlar suas propriedades durante o processo de formação, de modo a atender à demanda de mercado de setores industriais diversos, que evolui permanentemente com relação às exigências de novas propriedades de uso para esses produtos, constituídos de partículas microscópicas, é um dos grandes desafios tecnológicos de hoje.


Maria Inês Ré

Mestre em engenharia química pela UFSCar, 1986, doutora em engenharia de processos pelo ENSIGC/INPT, Toulouse, França, 1993, concluiu pós-doutoramento em técnicas específicas de geração de partículas sólidas pelo LGC/CNRS, França, em 1997. É chefe do Laboratório de Tecnologia de Partículas da Divisão de Química do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo.


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