Entrapment of insulin into nanometric liposomes produced by supercritical CO2 for oral administration

Abstract

O diabetes mellitus é uma desordem metabólica grave resultante das falhas da ação e/ou secreção de insulina. O tratamento mais utilizado para essa enfermidade é a administração subcutânea de insulina. Entretanto, a administração crônica dessa proteína pode causar alguns efeitos adversos, como lipoatrofia e lipohipertrofia. Além disso, quando esse peptídeo é administrado utilizando a via subcutânea, todos os tecidos corpóreos serão expostos a uma concentração igual de insulina, podendo acarretar em uma sobrecarga hepática. Então, ha a necessidade de produzir sistemas de liberação controlada que possam vetorizar a insulina a suas células alvo, aumentando a eficácia do tratamento. Um dos sistemas de liberação controlada que pode ser utilizado são os lipossomas. Lipossomas têm sido utilizados como veículos farmacêuticos devido a sua capacidade de melhorar a atividade e a segurança de moléculas terapêuticas. Comparado com outros vetores, os lipossomas são considerados o sistema de liberação controlada mais seguro. Alem disso, os lipossomas podem minimizar os efeitos adversos de medicamentos e também protegê-los contra degradação. Contudo, as técnicas convencionais de produção de lipossomas possuem algumas desvantagens, como utilização de grandes quantidades de solventes orgânicos no inicio e/ou durante o processo, sendo que certa quantidade de solvente pode ainda permanecer na formulação. Ademais, diversas etapas são necessárias para produzir os lipossomas, o que dificulta o scale-up para a produção industrial. Logo, duas novas técnicas continuas utilizando fluido supercrítico foram propostas. Os objetivos dessas técnicas são (i) produzir lipossomas com tamanho submicrométrico controlado utilizando um novo processo supercrítico continuo, e (ii) remover o solvente residual da suspensão lipossomal utilizando uma extração supercrítica. Os resultados demonstraram que ambas as técnicas foram adequadas para o processamento dos lipossomas. Lipossomas estáveis foram formados após os dois métodos supercríticos.

Diabetes mellitus is a serious metabolic disorder resulted from defects in insulin action, insulin secretion or both of these reasons. The most used treatment for this disease is the subcutaneous administration of insulin. However, chronic administration of this protein may cause some secondary effects, such as lipoatrophy and lipohypertrophy. Furthermore, when the peptide is administrated subcutaneously, all the tissues in the human body will be exposed to an equal concentration of insulin, leading to liver overload. So, there is a need to produce controlled release systems that can deliver the insulin to its target, enhancing the effectiveness of the treatment. One of the controlled release system that can be utilized is liposomes. Comparing with other vectors, they are considered the safest ones in drug delivery. In addition, liposomes can minimize side effects of drugs, protect them from degradation. However, conventional techniques for liposomes production possess some disadvantages, as the utilization of a large amount of organic solvent in the beginning or during the process and it can remain traces of organic solvent in the formulation. In addition, several steps are necessary to produce the vesicles, which difficult the scale-up for industrial liposome production. So, two new continuous supercritical assisted processes are proposed. The aims of these techniques are (i) produce liposomes of controlled submicrometric size using a new continuous supercritical process, and (ii) remove the organic solvent from the bulk of liposome suspension using supercritical solvent extraction. Results demonstrated that both techniques are suitable for liposome processing and that they are efficient techniques for liposome processing. Furthermore, stable liposomes were formed after the both supercritical CO2 methods.