BRPI0613631A2 - nanoemulsão, método, e, uso de um composto e de uma nanoemulsão - Google Patents

Abstract

NANOEMULSãO, METODO, E, USO DE UM COMPOSTO E DE UMA NANOEMULSãO A presente invenção apresenta uma nanoemulsão melhorada composta de uma faixa uniforme e distinta de diâmetros de partículas muito pequenas com tamanho nano. Esta uniformidade resulta em uma biodisponibilidade melhorada dos compostos incorporados (i.e., farmacêuticos ou nutracêuticos) conforme refletido em vários parâmetros fármaco-cinéticos, incluindo, mas não limitados a, Tmax reduzida, Cmax aumentada, e AUC aumentada. O método melhorado de produção destas nanoemulsões uniformes utiliza microfluidização, que é diferente, tanto no processo como na mecânica, quando comparado com as técnicas convencionais de moagem e trituração usadas para gerar composições de nanopartículas. Além disso, a melhoria resulta, em parte, de uma etapa nova de mistura de um composto substancialmente solúvel em um meio de dispersão aquecido. Isto é diferente dos métodos atuais de composição de nanopartículas que misturam um composto insolúvel com um meio de dispersão não aquecido. Além disso, observou-se que estas nanoemulsões sãoresistentes a bactérias e são estáveis em extremos, tanto de alterações de temperatura como de pil. Em conseqúência, espera-se que estas nanoemulsões tenham uma vida de prateleira mais significativamenteprolongada do que as nanoemulsões disponíveis atualmente.

Description

"NANOEMULSÃO, MÉTODO, Ε, USO DE UM COMPOSTO E DE UMANANOEMULSÃO"

Campo da invenção

A invenção atual refere-se ao campo das nanoemulsões. Emuma realização, as nanoemulsões são feitas utilizando-se tecnologia de altatensão de tração. Em uma realização, a invenção é composta de nanoemulsõesuniformes micro-fluidizadas. Em outra realização, a nanoemulsão uniforme écomposta de um composto, como um produto farmacêutico, nutracêutico, oucosmecêutico. Em uma realização, a nano- emulsão uniforme é composta deparâmetros fármaco-cinéticos melhorados, quando comparados comcomposições convencionais de nanopartículas e/ou nanoemulsões. Em umarealização, a invenção atual apresenta um método para a produção de umnanoemulsão resistente a bactérias.

Antecedentes da invenção

A tecnologia de micro/nanoemulsão tem um valor comercialsubstancial. Em relação somente a área nutracêutica, o valor de mercado éestimado como sendo de 250 bilhões de dólares de negócios a nível mundial.

Em conseqüência, a habilidade de incorporar produtos nutracêuticos solúveisde lipídios em bebidas (o componente de crescimento mais rápido na indústriaalimentícia) assim como alimentos com baixo teor ou nenhuma gordura, é deinteresse especial.

O que é necessário é uma nanoemulsão que tenha: i) umatemperatura e uma estabilidade de pH melhorados; ii) uma biodisponibilidademelhorada; e iii) uma vida de prateleira melhorada, devido a resistência amicróbios. Além disso, as nanoemulsões devem ser relativamente fáceis ebaratas de serem preparadas.

Sumário

A invenção atual refere-se ao campo das nanoemulsões. Emuma realização, a nanoemulsão é feita utilizando-se uma tecnologia de altatensão de tração. Em uma realização, a invenção é composta de nanoemulsõesuniformes micro- fluidizadas. Em outra realização, a nanoemulsão uniforme écomposta de um composto como um produto farmacêutico, nutracêutico, oucosmecêutico. Em uma realização, a nano- emulsão uniforme é composta deparâmetros fármaco-cinéticos melhorados, quando comparada comcomposições convencionais de nanopartículas e/ou nanoemulsões. Em umarealização, a invenção atual apresenta um método de produção de umananoemulsão resistente a bactérias.

Em uma realização, a invenção atual apresenta uma nano-emulsão composta de uma quantidade de partículas tendo diâmetros máximoe mínimo, onde a diferença entre os referidos diâmetros máximo e mínimonão excede a 100 nm.

Em uma realização, a invenção atual apresenta uma nano-emulsão composta de uma quantidade de partículas tendo diâmetrosaproximadamente entre 10 e aproximadamente 110 nanômetros, onde areferida nanoemulsão não é contaminada pelas partículas tendo diâmetrosmaiores do que 110 nanômetros. Em uma realização, as partículas encapsulamum composto. Em uma realização, o composto é um produto farmacêutico.

Em outra realização, o composto é um produto nutracêutico.

Em uma realização, a invenção atual apresenta uma nano-emulsão composta de uma primeira e uma segunda população de partículas,onde a maioria das partículas na referida primeira população tem diâmetrosentre aproximadamente IOe aproximadamente 20 nanômetros, onde a maioriadas partículas na referida segunda população tem diâmetros entreaproximadamente 40 e aproximadamente 80 nanômetros, onde a referidanano- emulsão não é contaminada por partículas tendo diâmetros maiores doque 110 nanômetros. Em uma realização, as partículas encapsulam umcomposto. Em uma realização, o composto é um produto farmacêutico. Emuma realização, o composto é um produto nutracêutico.

Uma nanoemulsão composta de uma população de partículastendo diâmetros entre aproximadamente 50 e aproximadamente 150nanômetros, onde a referida nano- emulsão não é contaminada por partículastendo diâmetros maiores do que 160 nanômetros. Em uma realização, aspartículas encapsulam um composto. Em uma realização, o composto é umproduto farmacêutico. Em uma realização, o composto é um produtonutracêutico.

Em uma realização, a invenção atual apresenta um método,composto do seguinte: a) a produção de: i) uma pré-mistura composta de umcomposto e um meio de dispersão líquido, onde o referido composto tem umasolubilidade maior do que 30 mg/ml no referido meio; e ii) ummicrofluidizante capaz de manter pelo menos 25.000 PSI (172.369 kPa); b)utilizando uma exposição de uma só passagem da referida pré-mistura noreferido microfluidizante para criar uma população de partículas denanoemulsão tendo diâmetros variando aproximadamente entre 10 - 110 nm.

Em uma realização, o meio de dispersão é escolhido do grupo consistindo demeio aquoso e meio de base oleosa. Em uma realização, o meio aquoso éescolhido do grupo consistindo de água, solução "ringers", dextrose, e álcooisde cadeia curta. Em uma realização, o meio com base oleosa é escolhido dogrupo incluindo, mas não limitado a, óleos saturados e insaturados de fontesvegetais e marinhas, óleos de silicone, óleos minerais, e óleos derivados deplantas. Em uma realização, o composto é escolhido do grupo incluindo, masnão limitado a, um esterol de planta, óleo de fígado de bacalhau, tocoferol,lecitina, luteína, zeaxantina, e proteína de soja.

Em uma realização, a invenção atual apresenta um método,composto de: a) a produção de: i) um meio de dispersão aquecido; ii) umcomposto tendo uma solubilidade substancial no referido meio; e iii) ummicrofluidizante capaz de produzir uma nanoemulsão uniforme a partir doreferido meio; b) a adição do referido composto no referido meio em umatemperatura, pelo menos, de 70 ° C para criar uma pré-mistura; e c) amicrofluidização da referida pré- mistura a uma pressão pelo menos de 25.000PSI (172.369 kPa) para criar a referida nanoemulsão tendo diâmetros departícula variando entre 10 - 110 nm. Em uma realização, o referido meio dedispersão é escolhido do grupo consistindo de óleo de soja e água. Em umarealização, o referido meio de dispersão é aquecido até pelo menos 65 ° C.

Em uma realização, o referido composto poderá ser escolhido do grupo que écomposto de um esterol de planta, um óleo de fígado de bacalhau, tocoferol,lecitina, luteína, zeaxantina, licopeno, proteína de soro de leite, e proteína desoja. Em uma realização, a nanoemulsão encapsula o composto. Em umarealização, 86% dos referidos diâmetros de partícula têm um diâmetro médiode 54 nm. Em uma realização, 14% dos referidos diâmetros de partículas têmum diâmetro médio de 16 nm. Em uma realização, 82% dos referidosdiâmetros de partícula têm um diâmetro médio de 64 nm. Em uma realização,17% dos referidos diâmetros de partícula têm um diâmetro médio de 19 nm.

Em uma realização,78% dos referidos diâmetros de partículas têm umdiâmetro médio de 88 nm. Em uma realização, 22% dos referidos diâmetrosde partícula têm um diâmetro médio de 27 nm. Em uma realização, 84% dosreferidos diâmetros de partículas têm um diâmetro médio de 90 nm. Em umarealização, 16% dos referidos diâmetros de partículas têm um diâmetro médiode 23 nm. Em uma realização, 80% dos referidos diâmetros de partícula têmum diâmetro médio de 55 nm.

Em uma realização, a invenção atual apresenta um método,que é composto de: a) a produção de: i) uma pré-mistura composta de umcomposto, um primeiro antioxidante, um segundo antioxidante, e um meio dedispersão aquoso, onde o referido composto tem uma solubilidade maior doque 30 mg/ml no referido meio; e iii) um microfluidizante capaz de manterpelo menos 25.000 PSI (172.369 kPa); c) utilizando-se uma exposição de umasó passagem da referida pré- mistura no referido microfluidizante para criaruma população de partículas de nanoemulsão tendo diâmetros variando entreaproximadamente 40 - 110 nm, onde o referido diâmetro de partículapermanece estável durante pelo menos quatro meses. Em uma realização, ométodo é ainda composto da pasteurização da referida população de partículasde nanoemulsão, onde os referidos diâmetros de partícula permanecemestáveis. Em uma realização, o método é ainda composto do congelamento dareferida população de partículas de nanoemulsão, onde os referidos diâmetrosde partícula permanecem estáveis.

Em uma realização, a invenção atual considera um métodocomposto de: a) a produção de: i) um meio de dispersão aquoso estávelcomposto de um primeiro antioxidante; ii) uma solução composta deemulsificantes naturais; ii) e um composto tendo uma solubilidade substancialno referido meio composto de um segundo antioxidante; e iii) um micro-fluidizante capaz de produzir uma nanoemulsão uniforme a partir do referidomeio; b) a adição do referido composto e da referida solução no referido meioe o aquecimento até uma temperatura pelo menos de 50 ° C para criar umapré- mistura; e c) a microfluidização da referida pré-mistura em uma pressãopelo menos de 25.000 PSI (172.369 kPa) para criar a referida nanoemulsãotendo diâmetros de partícula variando entre 40 - 110 nm, onde o referidodiâmetro de partícula permanece estável durante pelo menos quatro meses.

Em uma realização, a nanoemulsão encapsula o composto. Em umarealização, o método é ainda composto da pasteurização da referidananoemulsão, onde os referidos diâmetros de partícula permanecem estáveis.

Em uma realização, o método é ainda composto do congelamento da referidananoemulsão, onde os referidos diâmetros de partículas permanecem estáveis.

Em uma realização, a referida solução é composta de leite. Em umarealização, o referido composto contém óleo de peixe DHA. Em umarealização, a referida pasteurização é composta da exposição das referidasnanoemulsões a 75 ° C durante 30 segundos. Em uma realização, o referidocongelamento é composto da exposição das referidas nanoemulsões a - 4 ° Cdurante 24h.

Em uma realização, a invenção atual apresenta um método queé composto de:

a) a produção de: i) um indivíduo refratário a um compostoadministrado em uma quantidade terapeuticamente efetiva; ii) umananoemulsão que é composta de uma população de partículas que encapsulamo referido composto, onde as referidas partículas têm diâmetros entreaproximadamente 10 e aproximadamente 110 nanômetros, onde a referidanano- emulsão não é contaminada pelas partículas tendo diâmetros maiores doque 110 nanômetros; b) a administração da referida nanoemulsão aosreferidos pacientes em condições tais que a biodisponibilidade do referidocomposto é melhorada e onde o referido composto é terapeuticamente efetivo.

Em uma realização, a biodisponibilidade melhorada é composta deparâmetros farmacocinéticos escolhidos do grupo consistindo de uma Tmaxreduzida, uma Cmax aumentada e uma AUC aumentada. Em uma realização, aadministração é composta de um método escolhido do grupo consistindo deadministração oral, transdérmica, intravenosa, intraperitoneal, intramuscular esubcutânea. Em uma realização, a nanoemulsão é composta de um esterol deplanta. Em uma realização, a nanoemulsão é composta de licopeno.

Em uma realização, a invenção atual apresenta um métodopara melhorar a biodisponibilidade da nanoemulsão, composto dofornecimento de uma nanoemulsão micro- fluidizada uniforme e aadministração da nanoemulsão uniforme a um indivíduo. Em uma realização,o indivíduo constitui um mamífero. Em uma realização, a nanoemulsãoencapsula um composto. Em uma realização, a nanoemulsão é administradaatravés de administração oral. Em outra realização, a nanoemulsão éadministrada através de métodos incluindo, mas não limitados a, métodostransdérmicos, intravenenosos, intraperitoniais, intramusculares ousubcutâneos. Em uma realização, a referida bio- disponibilidade melhorada écomposta de parâmetros farmacocinéticos escolhidos do grupo consistindo deuma Tmax reduzida, uma Cmax aumentada e uma AUC aumentada. Em umarealização, a referida nanoemulsão é formulada para administração oral. Emuma realização, a referida nano emulsão é composta de um esterol de planta.

Em uma realização, a referida nanoemulsão é composta de licopeno.

Em uma realização, a invenção atual considera uma nano-emulsão tendo propriedades de resistência a bactérias, onde a referidananoemulsão é composta de uma população de partículas que encapsulam oreferido composto, onde as referidas partículas têm diâmetros entreaproximadamente a 10 e aproximadamente 110 nanômetros, onde a referidananoemulsão não é contaminada por partículas tendo diâmetros maiores doque 110 nanômetros Em uma realização, a nano emulsão resiste aocrescimento bacteriano durante pelo menos três meses. Em uma realização, aspropriedades de resistência a bactérias são compostas de uma Iise de célulainduzida por força de tração. Em uma realização, as propriedades deresistência a bactérias são compostas de um ambiente oxidante. Em umarealização, a nanoemulsão é estéril.

Em uma realização, a invenção atual apresenta uma nano-emulsão microfluidizada uniforme, composta de propriedades de resistência abactérias. Em uma realização, a referida nanoemulsão resiste ao crescimentode bactérias durante pelo menos três meses. Em uma realização, a nano-emulsão é composta de partículas tendo uma distribuição de diâmetros entre10 - 110 nm. Em uma realização, as referidas propriedades de resistência abactérias são compostas de Iise de célula induzida por força de tração. Emuma realização, a nanoemulsão é estéril.

Em uma realização, a invenção atual apresenta um método queé composto de:

a) a produção de: i) uma pré-mistura composta de umcomposto e um meio de dispersão líquido; ii) um dispositivo capaz de criarum fluxo turbulento contínuo sob alta pressão; b) a utilização do referidodispositivo para criar uma população de partículas de nanoemulsão tendo umdiâmetro uniforme. Em uma realização, o meio de dispersão é escolhido dogrupo consistindo de meio aquoso e meio com base oleosa. Em umarealização, o meio aquoso é escolhido do grupo consistindo de água, soluçãosalina, solução "ringers", dextrose, e álcoois de cadeia curta. Em umarealização, o meio com base oleosa é escolhido do grupo consistindo de óleossaturados e insaturados de fontes vegetais e marinhas, óleos de silicone, eóleos minerais. Em uma realização, o composto é escolhido do grupoconsistindo de um esterol de planta, um óleo de fígado de bacalhau, tocoferol,lecitina, luteína, zeaxantina, e proteína de soja.

Definições

Em geral, os termos utilizados aqui devem ser interpretados deacordo com as definições geralmente aceitas por aqueles tendo conhecimentonormal na arte. Aqueles listados abaixo, no entanto, devem ser interpretadosde acordo com as seguintes definições.

O termo "microfluidizado", "microfluidização", ou "micro-fluidizante" conforme utilizado aqui, refere-se a um instrumento ou a umprocesso que utiliza um fluxo turbulento contínuo em alta pressão, incluindo,mas não limitado a, um microfluidizante ou outro dispositivo parecido quepoderá ser útil na criação de uma nanoemulsão uniforme. Por exemplo, amicrofluidização poderá criar uma nanoemulsão uniforme composta de umproduto farmacêutico, nutraceutico ou cosmeceutico, a partir de uma pré-mistura dentro de um quadro de tempo de trinta (30) segundos (tipicamentereferido a uma exposição de uma só passagem). Tipicamente, ummicrofluidizante poderá ser operado em uma pressão de aproximadamente25.000 PSI (172.369 kPa) para gerar uma nanoemulsão uniforme.

O termo "nanoemulsão uniforme" conforme utilizado aqui,refere-se a qualquer emulsão composta de qualquer faixa específica detamanhos de diâmetro de partículas, onde a diferença entre o diâmetromínimo e o diâmetro máximo não excede a aproximadamente 600 nm, depreferência, aproximadamente 300 nm, mais de preferência,aproximadamente 200 nm, mas mais de preferência, aproximadamente 100nm (i.e., por exemplo, microfluidização, conforme considerado aqui, produzuma nanoemulsão uniforme tendo uma faixa de aproximadamente 10 - 110nm e é referido aqui como uma nanoemulsão uniformes microfluidizada). Depreferência, a distribuição total de partículas (i.e., 100%) é incluída dentro deuma faixa específica de tamanho de diâmetro de partícula. Uma distribuiçãode diâmetro de partículas onde menos de 3% está fora da faixa especificadade tamanho de diâmetro de partícula é ainda considerada aqui como umananoemulsão uniforme.

O termo "população" conforme usado aqui, refere-se aqualquer mistura de partículas de nanoemulsão tendo uma distribuição detamanho de diâmetros. Por exemplo, uma população de partículas denanoemulsão poderá se situar em um diâmetro de partícula entreaproximadamente 10 - 110 nm.

O termo "nanopartícula" conforme utilizado aqui, refere-se aqualquer partícula tendo um diâmetro menor do que 300 nanômetros (nm),conforme definido pela National Science Foundation, ou de preferência,menos de 100 nm, conforme definido pelo National Institute of Health. Amaioria das técnicas convencionais criam composições de nano- partículascom um diâmetro médio de partícula de aproximadamente 300 nanômetros(nm) ou maior.

O termo "meio de dispersão", conforme utilizado aqui, refere-se a qualquer líquido aquoso ou de base oleosa onde poderá ser dissolvido umproduto farmacêutico, nutraceutico, ou cosmeceutico, com o aquecimento. Oslíquidos de base oleosa poderão incluir, mas não limitados a; óleos saturadose insaturados de fontes vegetais e marinhas, incluindo, mas não limitados a,soja, cártamo, azeite, milho, semente de algodão, linho, cártamo, palmeira,amendoim, linhaça, girassol, pó de arroz, sézamo, colza, manteiga de cacau,etc., e misturas dos mesmos; óleos de silicone; e óleos minerais.

Alternativamente, o meio aquoso poderá incluir, mas não é limitado a, água,solução salina, álcoois de cadeia curta, 5% de dextrose, soluções Ringer(injeção de Ringer lactado, Ringer lactado mais injeção de dextrose a 5%,injeção de Ringer acilado), Normosol-M, Isolyte E, e semelhantes; edetergentes sintéticos e/ou naturais tendo propriedades elevadas de tensoativo,deoxicolatos, ciclodextrinas, sais caotrópicos e agentes de pares de íons, etc, emisturas dos mesmos.

O termo "composto" conforme utilizado aqui, refere-se aqualquer produto farmacêutico, nutraceutico, ou cosmeceutico (i.e., porexemplo, produtos químicos orgânicos, lipídeos, proteínas, óleos, vitaminas,cristais, minerais, etc) que são substancialmente solúveis em um meio dedispersão.

O termo "substancialmente solúvel", conforme utilizado aqui,refere-se a qualquer composto que é dissolvido em um meio de dispersão atéuma concentração maior do que 30 mg/ml. De preferência, o meio dedispersão é aquecido enquanto o composto está sendo dissolvido.

O termo "pré-mistura", conforme utilizado aqui, refere-se aqualquer mistura que é posteriormente usada para gerar uma composição denanoparticulados ou uma nanoemulsão uniforme microfluidizada.Tipicamente, as pré-misturas contêm um meio de dispersão líquido e umcomposto, e opcionalmente, um emulsificante e/ou um antioxidante.

O termo "estável", conforme utilizado aqui, refere-se aqualquer população de partículas de nanoemulsão cujos diâmetros se situamdentro da faixa de aproximadamente 10 - 110 nm durante um período detempo prolongado (i.e., por exemplo, um (1) dia a vinte e quatro (24) meses,de preferência, duas (2) semanas a doze (12) meses, mas mais de preferência,dois (2) meses a cinco (5) meses). Por exemplo, se uma população departículas de nanoemulsão é submetida a estocagem prolongada, as alteraçõesde temperatura, e/ou alterações de pH cujos diâmetros se mantêm dentro deuma faixa entre aproximadamente 10-110 nm, a nanoemulsão é estável.

O termo "resistente a bactéria", conforme usado aqui, refere-sea falta de crescimento observável de bactérias.

O termo "farmaceuticamente aceitável", conforme utilizadoaqui, refere-se àqueles compostos, materiais, composições, e/ou formas dedosagem que estão, dentro do escopo do julgamento médico seguro,adequados para uso em contato com os tecidos de seres humanos e animais,sem toxidez, irritação, resposta alérgica, excessivos, ou outro problema oucomplicação, proporcional a uma relação razoável de benefício/risco.

O termo "sais farmaceuticamente aceitáveis" conformeutilizado aqui, refere-se a derivados onde o composto principal é modificadoatravés da produção de sais ácidos ou básicos do mesmo. Exemplos de saisfarmaceuticamente aceitáveis incluem, mas não são limitados a, sais de ácidosminerais ou orgânicos de resíduos básicos tais como aminas; sais alcalinos ouorgânicos de resíduos ácidos, tais como ácidos carboxílicos; e semelhantes.

Os sais farmacêutica- mente aceitáveis, incluem os sais convencionais nãotóxicos ou os sais de amônio quaternário do composto principal formados, porexemplo, a partir de ácidos inorgânicos ou orgânicos não tóxicos. Porexemplo, tais sais não tóxicos convencionais incluem aqueles derivados deácidos inorgânicos, tais como o ácido clorídrico, brômico, sulfurico,sulfâmico, fosfórico, nítrico, e semelhantes; e os sais preparados a partir deácidos orgânicos, tais como o ácido acético, propiônico, succínico, glicólico,esteárico, lático, málico, tartárico, cítrico, ascórbico, pamoico, maleico,hidroximaleico, fenilacético, glutâmico, benzóico, salicílico, sulfanilico, 2-acetoxibenzóico, fumárico, toluenosulfônico, metanosulfônico, etanodisulfônico, oxálico, isetiônico, e semelhantes.O termo "quantidade terapeuticamente efetiva" conformeutilizado aqui, com relação a dosagem do fármaco, deve significar que adosagem produz a resposta farmacológica específica para a qual o fármaco éadministrado ou administrado a um número significativo de indivíduosnecessitando de tal tratamento. É enfatizado que "a quantidadeterapeuticamente efetiva" administrada a um indivíduo específico em ummomento específico nem sempre será efetiva no tratamento das doençasdescritas aqui, mesmo apesar de tais dosagens serem consideradas como uma"quantidade terapeuticamente efetiva" por aqueles adestrados na arte. Osindivíduos específicos poderão, de fato, ser "refratários" a uma "quantidadeterapeuticamente efetiva". Por exemplo, um indivíduo refratário poderá teruma baixa biodisponibilidade, de tal forma que a eficácia clínica não éobtenível. Deve ainda ser entendido que as dosagens do fármaco são, emocasiões especiais, medidas como dosagens orais, ou com referência a níveisde fármacos conforme medido no sangue.

O termo "refratário", conforme utilizado aqui, refere-se aqualquer indivíduo que não responde com uma eficácia clínica esperada apósa administração de um composto conforme observado normalmente pelopessoal da área médica na prática.

O termo "fornecer" ou "administrar" conforme utilizado aqui,refere-se a qualquer rota para o fornecimento de um produto farmacêutico ounutraceutico a um indivíduo aceito como standard pela comunidade médica.Por exemplo, a invenção atual considera rotas de fornecimento ouadministração que incluem, mas não são limitadas a, administração oral,transdérmica, intravenosa, intraperitoneal, intramuscular ou subcutânea.

O termo "indivíduo", conforme usado aqui, refere-se aqualquer animal ao qual uma realização da invenção atual poderá seradministrada. Por exemplo, um indivíduo poderá ser um ser humano, umcachorro, gato, vaca, porco, cavalo, camundongo, rato, gerbo, hamster, etc.O termo "encapsular", "encapsulado", ou "encapsulamento"refere-se a qualquer composto que é totalmente cercado por um materialprotetor. Por exemplo, um composto poderá ser encapsulado por umapopulação de formação de partículas de nanoemulsão durante amicrofluidização.

O termo "nutracêutico" refere-se a qualquer compostoadicionado a uma fonte dietética (i.e., por exemplo, um alimento fortificadoou um suplemento dietético) que produz saúde ou benefícios médicos além doseu valor básico nutracêutico.

O termo "cosmecêutico" refere-se a qualquer composto (i.e.,por exemplo, peróxido de benzoila ou retinol) adicionado a uma preparaçãoque possui propriedades, tanto cosméticas como farmacêuticas. Umcosmecêutico geralmente é útil para aplicações externas para melhorar acomplexão ou a aparência física geral. Os cosmecêuticos poderão seraplicados como composições, incluindo, mas não limitados a, um creme, óleo,espuma, aspersão, líquido, etc. Os cosmecêuticos poderão incluir categorias,tais como, mas não limitados a carotenóides, compostos fenólicos, ouantioxidantes solúveis em água.

Breve descrição das figuras

A figura 1 apresenta dados de exemplos mostrando adistribuição de diâmetros de partículas de uma população de nanoemulsão deesterol de planta microfluidizada três (3) meses após a preparação.

A figura IA apresenta dados de exemplo mostrando adistribuição de diâmetros de partículas de uma nanoemulsão de esterol deplanta microfluidizada três (3) meses após a preparação.

A figura 2 apresenta dados de exemplo mostrando adistribuição de diâmetros de partículas e uma população de nanoemulsão deóleo de fígado de bacalhau microfluidizado quatro (4) meses após apreparação.A figura 3 apresenta dados de exemplo mostrando adistribuição de diâmetro de partícula de uma população de nanoemulsão detocoferol microfluidizada cinco (5) meses após a preparação.

A figura 4 apresenta dados de exemplo mostrando adistribuição de diâmetros de partícula de uma população de nanoemulsão deluteína/zeaxantina microfluidizada.

A figura 5 apresenta dados de exemplo mostrando adistribuição dos diâmetros de partículas de uma população de nanoemulsão deproteína de soja microfluidizada.

A figura 6 apresenta dados de exemplo mostrando adistribuição dos diâmetros de partícula de uma população de nanoemulsão deproteína de soro de leite microfluidizada.

A figura 7 apresenta dados de exemplo mostrando adistribuição dos diâmetros de partícula de uma população de nanoemulsãomicrofluidizada de suco de laranja/esterol de planta/luteína.

A figura 8 apresenta dados de exemplo mostrando adistribuição dos diâmetros de partícula de uma população de nanoemulsão deóleo de peixe/água microfluidizada dois (2) meses após a preparação.

A figura 9 apresenta dados de exemplo mostrando adistribuição dos diâmetros de partículas de uma população de nanoemulsãomicrofluidizada de óleo de peixe DHA/ leite, três (3) semanas após apreparação.

A figura 10 apresenta dados de exemplo mostrando adistribuição dos diâmetros de partículas de uma população de nanoemulsãomicrofluidizada de óleo de peixe DHA/leite/tocoferol.

A figura 11 apresenta dados de exemplo mostrando adistribuição de diâmetros de partícula de uma população de nanoemulsãomicrofluidizada de óleo de peixe DHA/leite/tocoferol após a pasteurização.

A figura 12 apresenta dados de exemplo mostrando adistribuição de diâmetros de partícula de uma população de nanoemulsãomicrofluidizada de óleo de peixe DHA/tocoferol após um processo decongelamento - descongelamento.

A figura 13 apresenta dados de exemplo de níveis de licopenode plasma de gerbo quando alimentado por uma dieta enriquecida porlicopeno.

A figura 14 apresenta dados de exemplo de níveis de licopenode plasma de gerbo quando alimentado por uma dieta de nanoemulsãomicrofluidizada de licopeno.

A figura 15 apresenta uma realização de uma propriedade anti-bacteriana gerada durante a preparação de uma nano- emulsãomicrofluidizada de esterol de planta.

A figura 16 apresenta dados de exemplo mostrando adistribuição de diâmetros de partículas de uma população de nanoemulsãomicrofluidizada de esterol de planta usada no exemplo 12.

A figura 17 apresenta dados de exemplo mostrando uma dietade nanoemulsão microfluidizada de esterol de planta mais efetiva na reduçãode plasma LDL-C em hamsters hipercolesterolêmicos do que uma dieta deesterol de planta micronizada ou uma dieta de esterol de planta cristalinadurante quatro (4) semanas.

A figura 18 apresenta dados de exemplo comparando asdistribuições de diâmetros de partícula de colesterol de pré- mistura de: painelA:Tween® 80/água conforme a patente 1118; e painel B:óleo/lecitina/Tween® 80/água conforme considerado por uma realização dainvenção atual.

A figura 19 apresenta dados de exemplo comparandodistribuições de diâmetros de partícula de nanoemulsão de colesterolmicrofluidizada de: painel A:Tween® 80/água conforme a patente Ί18utilizando-se passes repetidos de microfluidização; e painel B:óleo/lecitina/Tween® 80/água conforme considerado por uma realização dainvenção atual, utilizando um só passe de microfluidização.

A figura 20 apresenta dados de exemplo comparando asdistribuições de diâmetro de partícula de nanoemulsão de colesterolmicrofluidizada de: painel A: Tween® 80/água conforme a patente Ί18utilizando uma só passagem de exposição; e painel B: óleo/lecitina/Tween®80/água conforme considerado por uma realização da invenção atual,utilizando uma só passagem de exposição.

Descrição detalhada da invenção

A invenção atual refere-se ao campo das nanoemulsões. Emuma realização, a nanoemulsão é criada por intermédio de uma tecnologia detensão de tração. Em uma realização, a invenção composta de nano emulsõesuniformes micro- fluidizadas. Em outra realização, a nanoemulsão uniforme écomposta de um composto, como um produto farmacêutico, nutraceutico, oucosmeceutico. Em uma realização, a nano- emulsão uniforme é composta deparâmetros farmacocinéticos melhorados quando comparados comcomposições convencionais de nanopartículas e/ou nano- emulsões. Em umarealização, a invenção atual considera um método de produção de umananoemulsão resistente a bactéria.

O uso de nanoemulsões como um sistema de administraçãogeralmente é direcionado para produtos farmacêuticos. A administraçãonutraceutica da nanoemulsão, no entanto, tem recebido pouca atenção. Porexemplo, um sistema de nano- emulsão contém esteróis de planta. Bruce etai., "Method for producing dispersible sterol and stanol compounds", patenteamericana de número 6.387.411 (2002) (incorporada aqui como referência).

Esta tecnologia, no entanto, utiliza um método de moagem para a produção denanoemulsões, e em conseqüência, o diâmetro de partícula é pelo menos seis(6) vezes maior do que o considerado aqui. Apesar de não ser necessárioentender-se o mecanismo de uma invenção, acredita-se que esta diferença dediâmetros oferece vantagens especiais na estabilidade e na eficácia (infra).Além disso, a patente '411 não apresenta a incorporação de micronutrientesabsorvíveis.

Um outro uso de nanoemulsões como sistema deadministração é direcionado para os cosmeceuticos. Os cosmeceuticospoderão ser compostos, por exemplo, de: carotenóides, incluindo, mas nãolimitado a, α-caroteno, β- caroteno, β-criptoxantina, licopeno, crocetina,fucoxantina, halocintiaxantina, cantaxantina, astraxantina, luteina, ouzeaxantina; compostos fenólicos, incluindo, mas não limitados a, quercetina,rutina, miricetina, caenferol, catequina, epigalocatequina, epicatequina,reservatrol, tocoferol, ferulate, ubiquinol-10, isoflavonas de soja, comogenesteina, daidzeina, ácido alfa lipoico, antocianinas, tanionas elagicas,ácido gálico ou elágico; ou antioxidantes solúveis em água, tais como ácidoascórbico, ácido úrico, ou bilirubina.

A invenção atual é direcionada para populações de nano-partículas ou de nanoemulsões compostas de um veículo de administraçãooral para todos os nutrientes absorvíveis (i.e., por exemplo, solúveis emgordura) incluindo, mas não limitados a, ácidos graxos, carotenóides,tocoferóis, tocotrienóis, e coenzima Q. Os métodos de administração, noentanto, não são limitados a administração oral e incluem, mas não sãolimitados a, administração transdérmica, intravenosa, intraperitoneal,intramuscular, ou subcutânea. Em outra realização, os carotenóides incluem,mas não são limitados a, luteina e zeaxantina. A invenção atual é tambémdirecionada para populações de nanopartículas ou nano- emulsões compostasde um veículo para a administração oral para todos os compostos de esterol deplanta não absorvíveis (i.e., por exemplo, solúveis em gordura) incluindo, masnão limitados a, fitosteróis e fitotanóis. Em uma realização, os compostos sãoencapsulados por nanopartículas ou nano- emulsões. Em uma realização, osagentes emulsificantes comuns são utilizados para a preparação denanoemulsões. Em uma realização, os agentes emulsificantes incluem, masnão são limitados a, fosfolipídeos, monoglicerídeos de ácido graxo,diglicerídeos de ácido graxo, ou polisorbatos.

A invenção atual também considera que certas realizações denanoemulsão da invenção atual são compostas de uma relação superfície-para-volume que resulta em uma biodisponibilidade melhorada em relaçãoaos métodos atuais e às composições conhecidas na arte.

A invenção atual também considera que certas realizações denanoemulsão da invenção atual são resistentes ao crescimentomicrobiológico. Apesar de não ser necessário entender o mecanismo de umainvenção, acredita-se que o processo de microfluidização é composto de umaalta tensão de tração e/ou cria um ambiente oxidante, dessa forma destruindoa integridade microbiana e/ou evitando o crescimento microbiano.

1. Métodos de produção de nanoemulsões

As nanoemulsões tem sido geradas por uma variedade demétodos. Especialmente, estes métodos produzem uma grande variação nodiâmetro da partícula e requerem solventes e ou polímeros orgânicos. Quandoestas nano- emulsões conhecidas são consideradas para um sistema deadministração de um fármaco ou nutriente oral, considerações sobre abiocompatibilidade e efeitos colaterais fisiológicos se tornam umaconsideração importante.

Em uma realização, a invenção atual considera um método deprodução de nanoemulsão composto de um fluxo contínuo turbulento em altapressão. Em uma realização, o fluxo turbulento em alta pressão é composto demicrofluidização. Em uma realização, uma nanoemulsão uniforme é gerada apartir de uma pré-mistura utilizando uma exposição de uma só passagem (i.e.,por exemplo, dentro de um quadro de tempo de trinta (30) segundos). Emuma realização, a nano emulsão uniforme é composta de uma população departículas cuja diferença entre os diâmetros mínimo e máximo não excede aaproximadamente 100 nm. Em uma realização, uma nanoemulsão uniforme égerada utilizando-se uma pressão pelo menos de 25.000 PSI (172.369 kPa).Em uma realização, a invenção atual considera um método de produção denanoemulsões micro fluidizadas uniformes sem solventes ou polímerosorgânicos. Em uma realização, a nano emulsão microfluidizada é feita a partirde uma suspensão. Em outra realização, a nano- emulsão microfluidizada éfeita a partir de uma micro- emulsão.

Em uma realização, a invenção atual considera uma nano-emulsão microfluidizada uniforme utilizando compostos que sãosubstancialmente solúveis em um meio de dispersão líquida. Em umarealização, a nanoemulsão encapsulou os compostos. Em uma realização, oscompostos constituem produtos farmacêuticos e/ou nutraceuticos.

Produtos nutraceuticos e suplementos dietéticos de exemplosão apresentados, por exemplo, em Roberts et al., Nutriceuticals: TheComplete Encylopedia of Supplements, Herbs, Vitamins, and Healing Foods(American Nutriceutical Association, 2001), que é especificamenteincorporada aqui como referência. Os suplementos dietéticos e nutraceuticossão também apresentados em Physicians' Desk Reference for NutritionalSupplements, Ist Ed. (2001) e The Physicians' Desk Reference for HerbalMedicines, Ist Ed. (2001), ambos os quais são também incorporados aquicomo referência. Um suplemento nutraceutico ou dietético, tambémconhecido como um alimento fitoquímico ou funcional, geralmente équalquer um de uma classe de suplementos dietéticos, vitaminas, minerais,ervas, ou alimentos de recuperação, que apresentam efeitos médicos oubiológicos no corpo.

Exemplos de nutraceuticos ou de suplementos dietéticosincluem, mas não são limitados a, luteína, ácido fólico, ácidos graxos (porexemplo, DHA e ARA), extratos de frutas e de vegetais, suplementos devitaminas e minerais, fosfatidilserina, ácido lipoico, melatonina,glucosamina/condroitina, Aloe Vera, Guggul, aminoácidos (por exemplo,glutamina, arginina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina,treonina, triptófano, e valina), chá verde, licopeno, alimentos integrais,aditivos alimentícios, ervas, fitonutrientes, antioxidantes, constituintes defrutas flavonóides, óleo de prímula noturna, linhaça, óleos de peixe emarinhos e probióticos. Os nutraceuticos e suplementos dietéticos tambémincluem alimentos bio- engenheirados, geneticamente engenheirados paraatenderem uma propriedade desejada, também conhecidos como"pharmafoods".

Especialmente, estes compostos incluem, mas não sãolimitados a óleos de ocorrência natural, ácidos graxos, e proteínas. Em umarealização, um óleo de ocorrência natural é composto de óleo de peixe (i.e.,por exemplo, óleo de fígado de bacalhau). Em uma realização, um ácidograxo de ocorrência natural é composto de um omega-3 (i.e., por exemplo,DHA). Em uma realização, a nanoemulsão é composta de pouca ou denenhuma gordura. Em uma realização, uma proteína de ocorrência natural écomposta de soja ou soro de leite.

Em uma realização, a invenção atual considera um método deprodução de uma nanoemulsão uniforme microfluidizada composta de umapopulação de partículas cujas faixas de diâmetro são entre 10 - 110 nm.

A. Microfluidizante

A microfluidização é um processo único que energiza umabomba intensificadora de ação simples. A bomba intensificadora amplifica apressão hidráulica até o nível escolhido, o qual, por seu lado, aplica a pressãona corrente de produto. Quando a bomba viaja através do seu deslocamentode pressão, ela direciona o produto sob pressão constante através da câmarade interação. Dentro da câmara de interação são especialmente projetados osmicro- canais de geometria fixa através dos quais a corrente de produto seráacelerada até velocidades elevadas, criando forças de alta tração e de impactoque geram uma nano- emulsão uniforme quando a corrente de produto em altavelocidade é impingida contra ela própria e nas superfícies resistentes adesgaste.

Quando a bomba intensificadora completa o seu deslocamentode pressão, ela inverte a direção e empurra um novo volume de produto. Nofinal do deslocamento de admissão, ela outra vez inverte a direção e direcionao produto sob pressão constante, dessa forma repetindo o processo.

Após sair da câmara de interação, o produto escoa através deum trocador de calor embutido, o qual controla o produto em umatemperatura desejada. Neste momento, o produto poderá ser recirculadoatravés do sistema para processamento adicional ou direcionado externamentepara a etapa seguinte do processo. Cook et al., "Apparatus For FormingEmulsions", patente americana de número 4.533.254 (1985); e Cook et al.,"Method of Forming A Microemulsion", patente americana número 4.908.154(1990) ambas incorporadas aqui como referência).

B. Composições de nanopartícuias

Tentativas anteriores utilizando microfluidizantes para criarcomposições de nanopartícula requeriam substâncias de fármacos que tinhamsolubilidade pobre em um meio de dispersão líquido. Em uma tecnologiaapresentada, "pobremente solúvel" foi definido como menos de 10 mg/ml.Bosch et al., "Process for preparing therapeutic compositions containingnanoparticles", patente americana de número 5.510.118 (1996) (incorporadaaqui como referência). Enquanto era considerada, de preferência, ainsolubilidade em água, os compostos insolúveis em óleo foram tambémsubmetidos a um processo de microfluidização. O processo demicrofluidização da patente 1118 é descrito como uma ação de "moagem",dessa forma indicando que as partículas do composto insolúvel estão sofrendouma desintegração física durante a criação da composição de nanopartículas.

Além disso, este processo anterior requer tempos de processamento longos(i.e., ciclos repetidos de micro- emulsificação) dessa forma promovendo ageração de calor no microfluidizante. Em conseqüência, esta técnica anteriorrequer temperaturas de processamento menores do que 40 ° C. Um problemaé que esta técnica resultou em diâmetros médios de partículas de nanoemulsãode aproximadamente 300 nm. Apesar de ser ensinado na patente Ί18 quepodem ser obtidos diâmetros menores de partícula (i.e., menos de 100 nm),não foi apresentado nenhum dado demonstrando tal capacidade. Os dados deexemplo apresentados aqui utilizaram o processo de Bosch et al para produzirum perfil completo de distribuição de diâmetro de partículas. Ver o exemplo13. Estes dados mostram que a tecnologia de Bosch et al não pode produziruma nanoemulsão uniforme conforme considerado pela invenção atual.

Vários outros implementaram a tecnologia básica do Ί18 paraencapsular vários compostos insolúveis. De fato, estas apresentaçõessubseqüentes definem uma composição de nanopartículas como "partículasconsistindo de um agente terapêutico ou de diagnóstico de solubilidade pobre,tendo adsorvido no mesmo, ou associado com o mesmo, a superfície de umestabilizante de superfície não reticulado". Cooper et al., "NanoparticulateSterol Formulationa And Novel Sterol Combinations", publicação desolicitação de patente americana número 2004/0033202 Al (2004) (veja pag 1a 3) (incorporada aqui como referência). De forma semelhante à patente Ί18,Cooper et al apresenta a preparação de composições de nanopartículasutilizando compostos que têm solubilidade pobre em um meio de dispersãolíquido (i.e., água, óleos, álcoois, glicóis, etc). Por exemplo, Cooper et aldefinem um fármaco "pobremente solúvel em água" como tendo umasolubilidade menor do que cerca de 30 mg/ml. Por exemplo, as composiçõesde nanoparticulados de esterol de planta compostas de um ou mais esteróis ouestanóis (i.e., sitosterol ou fitosterois) são sugeridos na arte como tendo umdiâmetro de partícula menor do que 50 nm. Cooper et al não utilizam ummicro- fluidizante nem apresentam nenhum dado mostrando uma capacidadede fornecimento de uma faixa de diâmetros uniformes de partículas variandoentre 10 - 110 nm. Ao contrário, Cooper et al. depende de um processo demoagem mais tradicional que não produz uma distribuição uniforme dediâmetros de partículas variando entre 10 - 110 nm.

Cooper et al. utiliza um moedor conhecido na arte comoDYNO®-MILL KDL. Este equipamento é comercializado atualmente nosEstados Unidos pela Glen Mills, Inc. (Clifton, NJ) e se apresenta com aseguinte informação técnica. O DYNO®-MILL é um moinho de bolashorizontal versátil tendo aplicações variando de tintas e revestimentos até afabricação de fármacos e a quebra de células para a extração de proteínas. Amoagem até um diâmetro médio de 320 nm tem sido registrada em papéis depesquisa. A operação do DYNO®-MILL é sempre úmida, isto é, o material aser moído é mantido em suspensão em qualquer líquido adequado. Umacâmara de moagem com camisa contém uma série de agitadores que sãoigualmente espaçados ao longo do comprimento de um eixo central. A camisasobre a câmara de moagem é utilizada para controlar a temperatura domaterial sendo processado. A câmara é presa em uma extremidade e fica embalanço ao longo do eixo. A extremidade do mancai contém um separadorque tem tolerâncias que podem ser ajustadas tão precisamente como 20microns. A câmara é cheia até cerca de 80% da sua capacidade com esferas(i.e., PolyMill® 500; esferas com diâmetro de moagem de 500 μιη).

Dependendo da utilização específica, são disponíveis esferas de vidro,cerâmica, metais, carbureto de tungstênio e outros materiais. O material deprocesso é introduzido agora dentro da câmara. Quando a câmara está cheiade material e de esferas, a máquina é ligada e os discos do agitador giramforçando tais esferas a impactar contra o material de processo com forçasemelhante a um furacão. Esta ação de ter milhares de impactos separadosproduz uma redução de tamanho rápida e consistente. O processamento embatelada e contínuo pode ser executado no mesmo moinho, alterando-se acâmara de moagem e o ajuste da folga.

Na melhor das hipóteses, Cooper et al é limitado a umacomposição de nanopartículas de esterol de planta onde 90% dos diâmetrosdas partículas estão abaixo de 187 nm. A distribuição do diâmetro real dapartícula, no entanto, não é apresentada. Em uma realização, a invenção atualconsidera que a tecnologia descrita por Cooper et al não pode produzir umadistribuição uniforme de diâmetros de partículas variando entre 10 - 110 nm.Ver o exemplo 14. Diferentemente de algumas realizações da invenção atual,Cooper et al não consideraram métodos para a produção de uma composiçãode nanopartículas que inclua um processo de aquecimento. De fato, Cooper etal apresenta uma discussão concluindo que a preparação de uma composiçãode nanopartículas de esterol de planta usando um processo que incluiaquecimento não é desejável e é problemático. Algumas realizações dainvenção atual resolveram aqueles problemas.

Dois fármacos que são insolúveis em um meio de dispersãolíquido escolhido, meloxicam e topiramato, são sugeridos como candidatosem potencial para uma administração clínica melhorada utilizando atecnologia da composição de nanopartículas de Cooper et al. Cooper et al.,"Nanoparticulate meloxicam formulations", publicação de solicitação depatente americana de número 2004/0229038 (2004); e Gustow et al.,"Nanoparticulate topiramate formulations", publicação de solicitação depatente americana número 2004/0258758 (2004). Nenhuma publicaçãocontém nenhum dado de exemplo demonstrando a criação de umamicroemulsão uniforme microfluidizada tendo uma faixa de diâmetro departícula em torno de 10 - 110 nm.

C. Nanoemulsificação

A formação de uma mistura uniforme (i.e., por exemplo, umapopulação) de partículas predominantemente pequenas poderá envolver umprocesso físico chamado de " emulsificação". Uma emulsão tradicionalmenteé definida na arte como "Um sistema.... consistindo de um líquido dispersadocom ou sem um emulsificante em um líquido imiscível, usualmente em gotasde tamanho maior do que o coloidal" Medline Plus Online MedicaiDictionary, Merriam Webster (2005). Em conseqüência, como a artedesenvolveu emulsificantes capazes de gerarem partículas com diâmetro cadavez menor, os termos "microemulsão" e "nano- emulsão" ficaram conhecidos.

Conceitualmente, uma micro- emulsão é 1000 vezes maior em diâmetro doque uma nano- emulsão. No entanto, as distribuições de diâmetro de partículapoderão variar largamente em um processo de emulsificação não controlado,criando superposição considerável entre as tecnologias de nanoemulsão emicro- emulsão.

Em uma realização, a invenção atual considera uma pré-mistura composta de um composto substancialmente solúvel (i.e., porexemplo, maior do que 30 mg/ml) em um meio de dispersão líquido (i.e., porexemplo, um meio de dispersão líquido aquecido), e opcionalmente, umagente emulsificante comum incluindo, mas não limitado a, fosfolipídeos,monoglicerídeos de ácido graxo, diglicerídeos de ácido graxo, oupolisorbatos. Em uma realização, é criada uma nanoemulsão através daexposição de uma pré-mistura a um fluxo turbulento contínuo em umapressão elevada, onde a pressão é pelo menos de 25.000 PSI (172.369 kPa).

Em uma realização, o fluxo turbulento de alta pressão é composto demicrofluidização. Em uma realização, a nanoemulsão é composta departículas encapsulando produtos farmacêuticos ou nutraceuticos. Em umarealização, a nanoemulsão é composta de uma nanoemulsão uniforme tendopartículas estáveis. Em uma realização, a microfluidização é composta de umaexposição de uma só passagem (i.e., por exemplo, de aproximadamente trinta(30) segundos). Em uma realização, uma nano emulsão microfluidizada deesterol de planta uniforme tem uma eficácia melhorada de redução decolesterol de lipoproteína de baixa densidade.A administração oral do fármaco é um método comum para ofornecimento de produtos farmacêuticos e nutraceuticos a qualquer indivíduo.

Os métodos considerados de administração de uma nanoemulsão não sãolimitados ao método oral e incluem, por exemplo, rotas de administraçãotransdérmicas, intravenosas, intraperitoneais, intramusculares, ousubcutâneas. A administração oral é favorecida porque as formulações (i.e.,líquidos ou suspensões) são relativamente baratas para serem produzidas e sãobem toleradas. A absorção gastrintestinal subseqüente dos ingredientes daformulação, no entanto, não é tão previsível. Para os produtos farmacêuticos enutraceuticos penetrarem no indivíduo, as formulações devem ser compatíveiscom o sistema digestivo. Em conseqüência, os sistemas de administração defármacos com base em lipídios são conhecidos como sendo úteis comoveículos para vários sistemas de administração de fármacos. No entanto, aeficácia poderá ser dependente de; 1) composição do lipídio (i.e., porexemplo, tamanho e carga da molécula); ii) estrutura química farmacêutica,nutraceutica ou cosmeceutica (i.e., o tamanho molecular e a ionização do pH);e iii) a saúde geral do indivíduo. Os lipídios geralmente são categorizadoscomo fisiologicamente não absorvíveis ou absorvíveis. Deve ser reconhecidoque os processos de absorção gastrintestinal não são relacionados com aspropriedades de solubilidade de um composto. A invenção atual consideracomposições e métodos relacionados com nanoemulsões uniformesmicrofluidizadas compostas de lipídios absorvíveis ou não absorvíveis, dessaforma melhorando a sua biodisponibilidade.

1. Lipídios não absorvíveis

Os esteróis de planta, estanois e triterpeno álcoois (i.e., porexemplo,crizanol) não são absorvidos, ou são pobremente absorvidos, nacorrente sangüínea após a administração oral. Em uma realização, a invençãoatual considera um método de produção de uma nanoemulsão uniforme (i.e.,por exemplo, microfluidizada) composta de um lipídio não absorvido tendouma solubilidade substancial em um meio de dispersão líquido e,opcionalmente, agentes emulsificantes comuns, como fosfolipídios,monoglicerídeos de ácido graxo, diglicerídeos de ácido graxo, ou polisorbatospara a formulação de nanoemulsões melhoradas. Em uma realização, ananoemulsão é composta de diâmetros de partículas variando entre 10 - 110nm, dessa forma melhorando a administração oral.

O uso de esteróis de planta, tais como β-sitosterol, é conhecidocomo reduzindo os níveis de colesterol no sangue porque ele não é absorvível.

A presença de esteróis de planta não absorvidos no sistema gastrintestinalinibe o metabolismo normal de colesterol e, concomitantemente, reduz osníveis de colesterol no sangue. Especificamente, a administração de vinte (20)g de esteróis de planta cristalinos pode reduzir os níveis de colesterol noplasma em aproximadamente 10%. Pollack et al., "Sitosterol", in:Monographs on Atherosclerosis, Vol. 10, Eds O. J. Pollack & D. Kritchevsky,Basel, New York, Karger (1982).

Alem disso, os lipídios não absorvíveis são vantajosos comoum nutraceutico por causa da falta de efeitos colaterais. Os efeitos colateraissão observados rotineiramente quando se utiliza intervenções tradicionais deredução de colesterol sistêmico farmacêutico (i.e., por exemplo, inibidores deredutase de HMG CoA ou niacina). Por causa da baixa incidência de efeitoscolaterais, os esteróis de plantas podem ser prescritos para a população geral,incluindo crianças, para as quais as intervenções sistêmicas são raramenterecomendadas. É conhecido que o consumo de quantidades adequadas deesteróis de plantas reduzirá os níveis de colesterol no sangue. A invençãoatual considera melhoramentos nos métodos conhecidos atualmente para aadministração de esteróis ou estanois de plantas.

O primeiro método conhecido envolve a dissolução do esterolde planta em uma margarina contendo óleo vegetal até um nível eficaz deesterol de planta. Quando a solubilidade da gordura de um estanol livre ou umesterol é aumentada por: i) interesterificado com um ácido graxo como oleatoou linoleato; e ii) misturados em óleo vegetal; ou iii) hidrogenado paraproduzir margarina, o colesterol de plasma pode ser reduzido emaproximadamente 30%. Para ingerir esterol de planta suficiente, este processopode resultar no consumo de até aproximadamente dezoito (18) e g degordura. Miettinen et al., "Use of a stanol fatty acid ester for reducing serumcholesterol levei", patente americana número 5.502.045 (1996); e Wester etal., "Phytosterol compositions", patente americana de número 6.589.588(2003) (ambas incorporadas aqui como referência). Para americanosconscienciosos de gordura, acrescido do custo elevado de margarinas, isto éinaceitável para uma estratégia naturopática para reduzir o colesterol doplasma. Uma desvantagem deste método é que as pessoas com excesso depeso ou obesas, com freqüência têm níveis elevados de colesterol. Osmédicos, é claro, aconselham este grupo de indivíduos a evitar a alimentaçãoadicional de gordura. Em uma realização, a invenção atual considera ummétodo de produção de uma nanoemulsão de bebida que é composta deesteróis de planta. Por exemplo, o método para preparar a nanoemulsão debebida poderá ser composto de um fluxo turbulento contínuo em uma pressãoelevada. Em uma realização, o fluxo de alta pressão turbulento contínuo écomposto de microfluidização. Em outra realização, a bebida de nanoemulsãoé composta de um produto de suco de laranja.

O segundo método conhecido é composto da administraçãooral de esteróis de planta dispersáveis em água (i.e., por exemplo, um estanolnão dissolvido em gordura) através da incorporação de micelas com tamanhode mícron (i.e., microemulsões tendo diâmetros de vários milhares denanômetros) que posteriormente podem ser adicionados em bebidas oualimentos. Ostlund, Jr., "Sitostanol formulation to reduce cholesterolabsorption and method for preparing and use of same", patente americana denúmero 5.932.562 (1999) (incorporada aqui como referência). Quando amicroemulsão contendo o esterol de planta foi administrado para o intestino, aabsorção de colesterol foi reduzida em aproximadamente 37%. Ostlund, Jr.," Sitostanol formulation to reduce cholesterol absorption and method forpreparing and use of same", patente americana número 5.932.562 ( 1999)(incorporada aqui como referência); e Spillburg et al., "Fat-free foodssupplemented with soy stanol-lecithin powder reduce cholesterol absorptionand LDL cholesterol " J Am Diet Assoc. 103:577 - 581 (2003). Umadesvantagem deste método é que os diâmetros de partículas destaspreparações de microemulsão são da ordem de milhares de nanômetros (i.e.,diâmetros em mícrons) e portanto não produzem uma eficácia ótima. Ainvenção atual considera uma tecnologia de nanoemulsão composta de umaformulação especifica e um processo de microfluidização que produzdiâmetros de partículas entre 10 - 110 nm. Em uma realização, ananopartícula tem propriedades de pH e de estabilidade de temperaturamelhoradas, dessa forma estabilizando a integridade da partícula em todo osistema gastrointestinal.

O terceiro método conhecido envolve a administração oral deesteróis de planta através da produção de um produto de esterol dispersávelem água. Estes produtos dispersáveis em água usualmente incluem agentesemulsificantes, incluindo, mas não limitados a, monoglicerídeos epolisorbatos. Estes produtos dispersáveis em água são conhecidos como sendohomogeneizados utilizando-se uma dispersão líquido/líquido tendo diâmetrosde partícula menores do que 1000 nm (média = 358 nm). A invenção atual, noentanto, considera uma tecnologia de nanoemulsão de microfluidização (i.e.,por exemplo, que é produzida através de um processo de alta pressão de fluxocontínuo) que melhora a emulsificação destes esteróis de planta dispersáveisem água em um nanoemulsão tendo um diâmetro de partícula deaproximadamente 40 - 60 nm.

Da mesma forma, são conhecidos métodos para a preparaçãode composições dispersáveis em água de esterol/estanol ou éster deesterol/estanol através da fusão conjunta de estanol/ esteróis comhidrocarbonetos altamente ramificados é então a moagem do produtoresultante. Bruce et al., " Method for producing dispersible sterol and stanolcompounds", patente americana de número 6.387.411 (2002) (incorporadaaqui como referência). Este método de moagem produz tipicamente diâmetrosde partícula variando de 10 - 150 mícrons. Outros métodos conhecidos para aprodução de um produto de esterol dispersável em água utilizam ahomogeneização em agentes emulsificantes incluindo, mas não limitados a,monoglicerídeos e polisorbatos. Estes procedimentos de homogeneização têmsido relatados como produzindo uma dispersão líquido/líquido com umdiâmetro de partícula menor do que 1000 nm (média = 358 nm). Stevens etal., "Aqueous dispersible sterol product", patente americana de número6.623.780 (2003) (incorporada aqui como referência). Esta preparação,quando adicionada no suco de laranja, pode reduzir o colesterol LDL emaproximadamente 12%. Devaraj et al., "Plant sterol-fortified orange juiceeffectively lowers cholesterol leveis in mildly hypercholesterolemic healthyindividuais " Arterioscler Thromb Vasc Biol, 24: 25 - 28 (2004).

Apezar de não ser necessário entender o mecanismo de umainvenção, acredita-se que é obtida uma relação superfície - volume muitomaior nas preparações de nanoemulsão micro- fluidizada uniforme feitas deacordo com a invenção atual (i.e., por exemplo, até seis vezes) e resulta emuma estabilidade maior. Em conseqüência, acredita-se ainda que, qualquerproduto farmacêutico, nutracêutico, ou cosmecêutico incorporado tem umaeficácia melhorada (i.e., por exemplo, a redução do colesterol do plasmaatravés de um esterol de planta). Acredita-se ainda que as nano- partículascontendo o esterol de planta com tamanho menor, consideradas por umarealização da invenção atual, quando comparadas com micelas oumicroemulsões conhecidas com tamanho de mícrons, têm uma culturamelhorada da administração micelar normal do colesterol dietético no tratodigestivo. Por exemplo, sabe-se que as micelas com tamanho de mícronspréformadas contendo estanóis de planta são três vezes mais eficazes nainibição da absorção de colesterol do que uma suspensão de estanol cristalino.

Ostlund et al., "Sitostanol administered in lecithin micelles potently reducescholesterol absorption in humans", Am J Clin Nutr 70: 826 - 831 (1999).

2. Lipídios absorvíveis

Esta invenção também se refere ao uso de nanoemulsões comoum veículo de administração oral para lipídios absorvíveis incluindo, mas nãolimitados a, ácidos graxos, carotenóides, tocoferóis e outras vitaminassolúveis em gordura, tocotrienóis, e Coenzima Q. Em uma realização, ainvenção atual considera um método para a produção de uma nanoemulsãomicrofluidizada uniforme composta de um lipídio absorvível tendo umasolubilidade substancial em um meio de dispersão líquido e, opcionalmente,agentes emulsificantes comuns, tais como fosfolipídios, monoglicerídeos deácido graxo, diglicerídeos de ácido graxo, ou polisorbatos, para a formulaçãode nanoemulsões melhoradas. Em uma realização, o método é composto deuma etapa de exposição de uma pré-mistura a um fluxo turbulento contínuoem alta pressão. Em uma realização, a pressão é pelo menos de 25.000 PSI(172.369 kPa). Em uma realização, a nanoemulsão é composta decarotenóides, incluindo, mas não limitada a, luteína e zeaxantina. Em umarealização, a nanoemulsão é composta de nanopartículas tendo um diâmetrode partícula variando de 10 - 110 nm, dessa forma melhorando abiodisponibilidade. Em uma realização, a biodisponibilidade da nanoemulsãoé melhorada após a administração oral, transdérmica, intravenosa,intraperitoneal, intramuscular ou subcutânea.

Em uma realização, a invenção atual considera um métodopara tratar ou evitar a degeneração macular (i.e., uma causa importante decegueira em pessoas com 65 anos) produzindo uma nanoemulsão melhoradacomposta pelo menos de um carotenóide. Em uma realização, o carotenóide éescolhido do grupo composto de luteina ou zeaxantina.

Sob condições fisiológicas normais, estes tipos de compostospoderão ser pobremente absorvidos pelo sistema gastrintestinal. Emconseqüência, a absorção previsível de nutrientes de lipídios é altamentevariável, dessa forma resultando em uma biodisponibilidade de lipídiosaltamente variável (i.e., por exemplo, a percentagem da dose absorvida).

Fatores influenciando a biodisponibilidade poderão incluir, mas não sãolimitados a, métodos de processamento de alimentos, matrizes de alimentos, esolubilidade fisiológica em micelas de ocorrência natural (i.e., por exemplo, osistema de transporte micelular de lipídios).

Os nutrientes solúveis em gordura podem ser incorporados emóleos vegetais contendo alto teor de gordura para a dispersão em uma matrizde gordura (i.e., por exemplo, uma micela com tamanho de mícrons). Amicela solubiliza o nutriente solúvel em lipídio, dessa forma permitindo aabsorção pelo intestino delgado. Por exemplo, quando os esteróis de plantasão administrados em uma micela, a inibição da absorção do colesterol éaumentada até três vezes. Ostlund et ai., " Sitostanol administered in lecithinmicelles potently reduces cholesterol absorption in humans" Am J Clin Nutr70:826-831 (1999).

Da mesma forma, é observada uma biodisponibilidadeaumentada de carotenóide in vitro, em culturas de células, quando sesolubilizam os carotenóides em micelas. Xu et al., "Solubilization andstabilization of carotenoids using micelles: delivery of lycopene to cells inculture " Lipids 34:1031 - 1036 (1999). Uma desvantagem da utilização demicelas, no entanto, envolve o uso de solventes orgânicos clorados, umaprática que deve ser evitada no processamento de alimentos. Outraexperiência in vitro, demonstra que uma preparação de nanoemulsão desubstâncias lipofílicas, tais como ácidos graxos, vitaminas, e beta-carotenopodem ser administradas em um meio de cultura de células (RPMI- 1640) eincorporadas pelas células TK-6. Zuelli et al., "Delivering lipophilicsubstances into cells using nanoemulsions", patente americana de número6.558.941 (2003) incorporada aqui como referência).

II. Farmacocinéticos de nanoemulsão uniforme

Em uma realização, a invenção atual considera umananoemulsão produzida através de um fluxo turbulento contínuo em altapressão e tendo propriedades fármaco- cinéticas melhoradas, quandocomparado com composições de nanopartícula convencional e/ounanoemulsões atualmente conhecidas na arte. É conhecido que as nano-partículas administram e/ou liberam fármacos (i.e., por exemplo, norflaxina)e/ou proteínas (i.e., por exemplo, albumina de soro) mais efetivamente do queas micropartículas. Jeon et al., "Effect of solvent on the preparation of DL-lactídeo-co-glicolídeo) nanoparticles and norfloxacin release characteristics"Int J Pharm 207; 99 - 108 (2000); e Panyam et al., "Polymer degradation andin vitro release of a model protein from poly(D,L-lactide-co-glycolide) nano-and microparticles" J Control Release 92: 173 - 187 (2003).

Uma realização da invenção atual considera uma nano-emulsão microfluidizada uniforme tendo propriedades fármaco-cinéticasmelhoradas quando comparadas com composições e/ou nanoemulsões denanopartículas convencionais atualmente conhecidas na arte. Uma vantagemdas microemulsões uniformes microfluidizadas é que são compostas de umafaixa estreita de diâmetro de partícula (i.e., por exemplo, 10 - 110 nm). Amaioria das composições e/ou nanoemulsões de nanopartículas convencionaisatualmente conhecidas têm uma larga distribuição de diâmetros de partículaque interfere com as eficácias e as biodisponibilidades melhoradas daspartículas com tamanho menor.

A invenção atual resolveu o problema de geração de nano-emulsões com diâmetro de partícula altamente variável e produznanoemulsões com tamanhos mais uniformemente menores (i.e., porexemplo, uma nanoemulsão uniforme composta de partículas estáveis). Emconseqüência, estas nanoemulsões uniformes produzem parâmetros fármaco-cinéticos melhorados quando comparadas com composições e/ounanoemulsões de nanopartículas convencionais atualmente conhecidas naarte, independentemente do modo de administração que inclui, mais não élimitado, a administração oral, transdérmica, intravenosa, intraperitoneal,intramuscular, subcutânea, etc.

A. Fase de absorção

O uso de composições de nanopartículas ou nanoemulsõesconvencionais não é ideal devido ao início de ação retardado. Ao contrário,uma nanoemulsão microfluidizada uniforme, conforme considerado pelainvenção atual, apresenta efeitos terapêuticos mais rápidos.

Os produtos farmacêuticos e nutracêuticos são disponíveiscomercialmente como tabletes, líquidos, cápsulas de gel, cápsulas comuns,etc, geralmente destinados a administração oral. As concentrações de plasmade pico destas composições usualmente ocorrem entre 2 - 4h após aadministração.

Quando é formulada uma nanoemulsão microfluidizadauniforme considerada pela invenção atual, em uma forma de dosagem oral, asconcentrações de pico de plasma de um composto incorporado podem serobtidas em menos de cerca de 2h, de preferência, menos de cerca de 1 hora,mais de preferência, menos de cerca de 30 minutos, mas mais de preferência,entre 1 e 15 minutos.

B. Freqüência de dosagem e quantidade de dosagem

A dosagem diária total recomendada da maioria dos produtosfarmacêuticos e nutracêuticos é administrada em doses divididas. É conhecidona arte que uma só dose diária poderá ser preferível em relação a dosesmúltiplas por dia. Por exemplo, em estudos de adultos com início deconvulsões, uma dose diária de 200 mg/dia tem efeitos inconsistentes e émenos efetiva do que 400 mg/dia. Ver "Physicians' desk Reference 57 sup.thEdition, pp 2502 (2003).

Ao contrário, algumas nanoemulsões microfluidizadasuniformes da invenção atual poderão ser administradas com menosfreqüência, em doses menores, e em formas de dosagem tais como dispersõeslíquidas, pós, aspersões, formas de dosagem sólidas redispersáveis, unções,cremes, etc. Tipos de formulação de exemplo úteis na invenção atual incluem,mas não são limitados a, dispersões líquidas, gels, aerossóis (pulmonar enasal), unções, cremes, formas de dosagem sólida, etc., de qualquer produtofarmacêutico, nutracêutico, o cosmecêutico. Podem ser utilizadas dosagensmenores, porque os diâmetros de partícula menores das realizações dainvenção atual asseguram uma absorção mais completa.

Em uma realização, a invenção atual considera umaquantidade terapeuticamente efetiva de uma nanoemulsão uniformemicrofluidizada tendo 1/6, 1/5, 1/4, 1/3, ou 1/2 da quantidadeterapeuticamente efetiva de uma formulação farmacêutica, nutracêutica oucosmecêutica convencional.

C. Administração oral

Seria esperado que uma forma de dosagem líquida de umacomposição convencional de nanopartículas ou nanoemulsão fosse umvolume relativamente grande, uma substância altamente viscosa que não seriabem aceita pelas populações mencionadas. Além disso, as soluções viscosaspodem ser problemáticas na administração parenteral porque estas soluçõesrequerem um deslocamento lento da seringa e podem ser aderidas ao tubo.

Além disso, as formulações convencionais de agentes ativos solúveis em águatendem a ser inseguras para as técnicas de administração intravenosa, que sãoutilizadas principalmente em conjunto com substâncias altamente solúveis emágua.As realizações consideradas pela invenção atual resolvem esteproblema através da utilização de um meio de dispersão líquido no qual oproduto farmacêutico, nutracêutico, ou cosmecêutico é substancialmentesolúvel.

Formas de dosagem líquidas de realizações de uma nano-emulsão microfluidizada uniforme apresentam vantagens significativas emrelação a uma forma de dosagem líquida de uma nanopartícula ounanoemulsão convencional. Em uma realização, a nanoemulsão uniformemicrofluidizada apresenta uma viscosidade baixa. Em outra realização, ananoemulsão uniforme apresenta uma textura sedosa. As vantagens incluem,por exemplo: i) melhor aceitação pelo indivíduo, devido a percepção de umaformulação mais leve que é mais fácil de ser consumida e digerida; ii)facilidade de administração, porque pode se utilizar uma xícara ou umaseringa; iii) potencial para a formulação de uma concentração mais elevada deum produto farmacêutico, nutracêutico, ou cosmecêutico, resultando em umvolume de dosagem menor e portanto menos volume para ser consumido peloindivíduo; e iv) preocupação menor em relação a formulação total.

As formulações líquidas de nanoemulsões uniformesconsideradas pela invenção atual são mais fáceis de serem consumidas, o queé especialmente importante quando se considera indivíduos jovens, indivíduosde doença terminal, e indivíduos mais idosos. Formulações viscosas ouásperas, e aquelas que requerem um volume de dosagem relativamentegrande, não são bem toleradas por estas populações de indivíduos. As formasde dosagem oral líquida podem ser especialmente preferidas para as referidaspopulações que têm dificuldade em consumir tabletes, como criançaspequenas e os mais velhos.

As viscosidades das formas de dosagem líquida da nano-partícula topiramate de acordo com a invenção, de preferência, são menoresdo que cerca de 1/200, menos de cerca de 1/175, menos de cerca de 1/150,menos de cerca de 1/125, menos de cerca de 1/100, menos de cerca de 1/75,menos de uma fração em torno de 1/50, ou menos de cerca de 1/25, de umaforma de dosagem oral líquida de uma composição de nanopartícula ounanoemulsão convencional com cerca da mesma concentração por ml.

Em uma realização, a invenção atual considera uma nano-emulsão microfluidizada uniforme que não é turva. Em uma realização, aturbidez refere-se a propriedade do material particulado que pode ser vista aolho nu ou que pode ser sentida como "áspera") quando consumida. Asrealizações de nanoemulsões consideradas pela invenção atual podem serretiradas ou extraídas de um recipiente tão facilmente como água, enquanto éesperado que uma forma de dosagem líquida de uma composiçãoconvencional de nanopartículas ou nanoemulsão apresente característicasmarcadamente mais "lentas".

D. Biodisponibilidade aumentada

Em uma realização, a invenção atual considera uma nano-emulsão uniforme microfluidizada tendo uma biodisponibilidade aumentada euma dose requerida menor, quando comparada com as composições enanoemulsões de nanopartículas convencionais anteriores, administradas coma mesma dose.

Qualquer produto farmacêutico, nutracêutico, ou cosmecêuticopode ter efeitos colaterais adversos, se administrado com uma dose especificadurante um período específico. Assim sendo, são desejadas doses menoresque podem obter os mesmos ou efeitos terapêuticos melhores que aquelesobservados com doses maiores. Tais doses menores poderão ser obtidas comuma nanoemulsão microfluidizada uniforme considerada pela invenção atual,devido a sua biodisponibilidade maior quando comparado com composições enanoemulsões de nanopartículas convencionais; em conseqüência, sãorequeridas doses menores de produtos farmacêuticos e nutracêuticos paraobter-se o efeito terapêutico desejado.Por exemplo, a biodisponibilidade relativa de um produtofarmacêutico, nutracêutico, ou cosmecêutico incorporado em umananopartícula ou um nanoemulsão convencional poderá ser em torno de 85%(i.e., quando comparado com uma solução pura). Em uma realização, umananoemulsão micro- fluidizada uniforme formulada em uma forma dedosagem oral farmacêutica, nutracêutica, ou cosmecêutica tem umabiodisponibilidade relativa, de preferência, maior do que cerca de 85%. Emoutras realizações, a biodisponibilidade relativa é maior do que cerca de 90%,ou maior do que cerca de 95%, ou maior do que cerca de 98%.

E. Perfis fármaco-cinéticos

A invenção atual também apresenta realizações de nano-emulsões microfluidizadas uniformes tendo produtos farmacêuticos e/ounutracêuticos incorporados, tendo perfis farmacocinéticos melhorados quandoadministradas a um indivíduo mamífero. Em uma realização, o perfilmelhorado é comparado com composições e nanoemulsões de nano-partículas convencionais.

Um perfil fármaco-cinético melhorados (pK) de acordo com ainvenção atual, pode ter vários tipos diferentes de atributos em umarealização. Um perfil pK melhorado de uma nano- emulsão microfluidizadauniforme poderá produzir o mesmo perfil pK de uma composição denanoemulsão de nano- partículas convencionais, mas com uma dose menor.Em outra realização, um perfil pK melhorado requer uma dosagem menosfreqüente, quando comparado com uma composição ou nanoemulsão denanoparticulas convencionais. Em uma realização, um perfil pK melhoradomostra um início de atividade mais rápido e/ou uma quantidade maior defármaco absorvido (i.e., uma biodisponibilidade maior) do que ascomposições convencionais de nanoparticulas e nanoemulsões. Em outrarealização, um perfil pK melhorado, permite uma titulação mais efetiva e/oumais rápida do indivíduo a níveis terapêuticos de plasma.A invenção atual considera certas realizações de nano-emulsões uniformes microfluidizadas, apresentando um perfil fármaco-cinético melhorado, conforme refletido pelos perfis de tempo - em relação aconcentração máxima (Tmax), concentração máxima (Cmax), e/ou área -embaixo da curva (AUC).

Em uma realização, uma dose administrada de um produtofarmacêutico, nutracêutico, ou cosmecêutico em uma nano- emulsão uniformemicrofluidizada é composta de uma Tmax menor do que aquela de umacomposição convencional de nanopartículas e/ou nanoemulsão, administradascom a mesma dosagem. De preferência, a Tmax é menor do que cerca de 99%,menor do que cerca de 90%, menor do que cerca de 80%, menor do que cercade 70%, menor do que cerca de 60%, menor do que cerca de 50%, menor doque cerca de 40%, menor do que cerca de 30%, menor do que cerca de 25%,menor do que cerca de 20%, menor do que cerca de 15%, menor do que cercade 10% da Tmax de uma composição convencional de nanopartículas e/ounanoemulsão, administrada com a mesma dosagem.

Em outra realização, uma dose administrada de um compostofarmacêutico, nutracêutico ou cosmecêutico incorporada em umananoemulsão uniforme microfluidizada apresenta uma Cmax maior do queaquela de uma composição convencional de nanopartículas e/ounanoemulsão, administrada com a mesma dosagem. De preferência, a Cmax émaior do que cerca de 5%, maior do que cerca de 10%, maior do que cerca de15%, maior do que cerca de 20%, maior do que cerca de 30%, maior do quecerca de 40%, maior do que cerca de 50%, maior do que cerca de 60%, maiordo que cerca de 70%, maior do que cerca de 80%, maior do que cerca de90%, maior do que cerca de 100%, maior do que cerca de 110%, maior doque cerca de 120%, maior do que cerca de 130%, maior do que cerca de140%, ou maior do que cerca de 150% do que a Cmax de uma composição e/ounanoemulsão convencional de nano- partículas, administrada com a mesmadosagem.

Em uma realização, uma dose administrada de um produtofarmacêutico, nutracêutico, ou cosmecêutico incorporada em umananoemulsão uniforme microfluidizada apresenta uma AUC maior do queaquela de uma composição e/ou nanoemulsão convencional denanopartículas, administrada com a mesma dosagem. De preferência, a AUCé maior do que cerca de 5%, maior do que cerca de 10%, maior do que cercade 15%, maior do que cerca de 20%, maior do que cerca de 30%, maior doque cerca de 40%, maior do que cerca de 50%, maior do que cerca de 60%,maior do que cerca de 70%, maior do que cerca de 80%, maior do que cercade 90%, maior do que cerca de 100%, maior do que cerca de 110%, maior doque cerca de 120%, maior do que cerca de 130%, maior do que cerca de140%, ou maior do que cerca de 150% do que a AUC de uma composiçãoe/ou nanoemulsão de nanopartículas convencional, administrada com amesma dosagem.

III. Nanoemulsões estéreis

A invenção atual considera um método de produção de umananoemulsão tendo propriedades antibacterianas. Em uma realização, ométodo apresenta uma etapa de exposição de uma pré-mistura a um fluxoturbulento contínuo em alta pressão. Em uma realização, a nanoemulsãoantibacteriana é preparada através de microfluidização. Em uma realização, aexposição é constituída de aproximadamente trinta (30) segundos. Em outrarealização, a exposição é feita a uma pressão pelo menos de 25.000 PSI(172.369 kPa). Em outra realização, a nanoemulsão antibacteriana constituiproteína de soja.

Por exemplo, uma preparação de proteína de soja em pó foiadicionada em água, dessa forma criando uma suspensão. Então, umaprimeira porção da suspensão foi adicionada a um primeiro recipiente (i.e.,por exemplo, um frasco falcon de cultura de célula) que serviu como umcontrole. Uma segunda porção da suspensão foi mecanizada (supra) para criaruma nanoemulsão. A preparação foi microfluidizada de acordo com oexemplo 5. A nanoemulsão microfluidizada foi então adicionada a umsegundo recipiente. Ambos os recipientes foram refrigerados imediatamente eobservados ao longo dos vários dias seguintes. A suspensão de controleaglomerou-se e produziu bactérias. Ver as figuras 15A e 15B. Ao contrário, ananoemulsão microfluidizada contendo a proteína de soja não se aglomerounem apresentou crescimento de bactérias. Ver as figuras 15C e 15D.

Apezar de não ser necessário entender o mecanismo de umainvenção, acredita-se que a microfluidização esteriliza as bactérias. Acredita-se ainda que a tensão de tração da microfluidização resulta em uma Iise dascélulas bacterianas, dessa forma evitando o crescimento adicional debactérias. Em conseqüência, acredita-se que a microfluidização, conformeconsiderado aqui, produz uma composição microbiologicamente estéril.

Em uma realização, a invenção atual considera uma nano-emulsão composta de um ambiente oxidante produzida por um método que écomposto de um fluxo turbulento contínuo em alta pressão. Em umarealização, a nanoemulsão é composta de uma nanoemulsão uniformemicrofluidizada. Em uma realização, o ambiente oxidante evita o crescimentobacteriano. Em outra realização, o ambiente oxidante é bactericida. Em outrarealização, o ambiente oxidante apresenta uma nanoemulsão estéril.

Um ambiente de nanoemulsão oxidante poderá resultar de umarelação aumentada entre superfície e volume. Em uma realização, a invençãoatual também considera um método para evitar a geração de um ambienteoxidante, através da microfluidização na presença de um antioxidante. Emuma realização, o antioxidante reduz a presença de espécies de oxigênioreativo (ROS) na nanoemulsão microfluidizada. Em outra realização, osantioxidantes são encapsulados pelas nanopartículas para a liberação posteriorno indivíduo.

Formulação Amostra 1 Amostra 2 Amostra 3 Médias<table>table see original document page 43</column></row><table>

A carga de ROS dentro de qualquer preparação denanoemulsão pode ser determinada quantitativamente através de indicadoresde medição de um ambiente oxidante. Malondialdeído (MDA), é umindicador conhecido de um ambiente oxidante.

Tabela 1: Tensão oxidativa em formulações de nanoemulsão,conforme medido pela formação de Malondialdeído

Conforme pode ser visto na tabela 1 acima, o processo deprodução de uma nanoemulsão microfluidizada aumenta os níveis de MDAem aproximadamente 13 vezes. Além disso, a presença de vitamina C e/ouvitamina E evita completamente a geração de MDA em nanoemulsões micro-fluidizadas, dessa forma fazendo com que o MDA retorne para os níveis deplasma homeostático.

Experiências

Os exemplos seguintes são realizações específicas, conformeconsiderado pela invenção atual e não se destinam a ser limitantes.

Exemplo 1: Formulação estável de nanoemulsões micro-fluidizadas de esterol de planta

Este exemplo apresenta uma realização de esterol de planta deuma nanoemulsão microfluidizada. O procedimento, passo a passo, é como sesegue:

1. Aquecer 4 g de óleo de soja2. Adicionar 5 g de lecitina de soja, agitar e aquecer até 90 ° C

3. Adicionar 1 g de esterol de planta, agitar e aquecer 10minutos

4. Adicionar 250 mg de polisorbato 80

5. Aquecer 240 ml de água desionizada a 70 ° C

6. Adicionar a mistura da etapa 4 na mistura da etapa 5, mantera barra de agitação e aquecer durante 30 minutos

7. Homogeneizar a mistura da etapa 6 durante 2-4 minutos

8. Agitar a formulação durante 10 minutos em uma placaaquecida

9. Microfluidizar utilizando uma unidade M-110EH uma vez a25.000 PSI (172.369 kPa)

10. Executar a análise do diâmetro de partícula, utilizando uminstrumento Malvern Nano S.

O diâmetro médio de partícula (i.e. pico l/pico 2) para estasnanoemulsões microfluidizadas de esterol de planta era de 39 nm. Ver afigura 1. Os dados de diâmetro médio de partícula para a nanoemulsãomicrofluidizada de esterol de planta são mostrados na tabela 2 abaixo.

Tabela 2: Nanoemulsão microfluidizada de esterol de planta

<table>table see original document page 44</column></row><table>

Z médio: 38,91; PDI: 0,228; interseção: 0,9764

Depois de três meses o diâmetro de partícula foi determinadooutra vez. O diâmetro médio de partícula (i.e., o pico 1) para estananoemulsão de esterol de planta microfluidizada era de 64,4 nm. Ver a figuraIA. Os dados de diâmetro médio de partícula para a nanoemulsão de esterolde planta durante os três meses é mostrado na tabela 3 abaixo.

Tabela 3: Estocagem de três meses: Nanoemulsão micro-Z médio: 64,4; PDI: 0,196; interseção: 0,969

Exemplo 2: formulação estável de nanoemulsões micro-fluidizadas de óleo de fígado de bacalhau

Este exemplo apresenta uma realização de óleo de fígado debacalhau de uma nanoemulsão microfluidizada que tem um diâmetro departícula estável durante pelo menos 4 meses. O procedimento, etapa poretapa, é como se segue:

1. Aquecer 5 g de óleo de soja (65 ° C)

2. Adicionar 5 g de óleo de fígado de bacalhau, agitar eaquecer a 80 ° C.

3. Adicionar 6 g de polisorbato 80, agitar e aquecer durante 20minutos

4. Adicionar 200 ml de água desionizada, agitar e aquecerdurante 30 minutos

5. Microfluidizar utilizando uma unidade M-110EH uma vez a25.000 PSI (172.369 kPa)

6. Executar a análise do diâmetro da partícula utilizando uminstrumento Malvern Nano S

O diâmetro médio de partícula (i.e., pico l/pico 2) para estananoemulsão microfluidizada de óleo de fígado de bacalhau era de 58 nm.Antes da microfluidização, o diâmetro médio de partícula da suspensão deóleo de fígado de bacalhau era de 2,842 nm. Isto representa uma redução decinqüenta vezes com uma só passagem através do microfluidizante. Quatromeses após o processo de microfluidização, o diâmetro de partícula foideterminado outra vez e descobriu-se que não tinha sido alterado. Ver a figurafluidizada de esterol de planta

<table>table see original document page 45</column></row><table>2. Os dados sobre o diâmetro médio de partícula da amostra microfluidizadade 4 meses são apresentados na tabela 4.

Tabela 4: Nanoemulsão de óleo de fígado de bacalhaumicrofluidizada quatro meses após a preparação

<table>table see original document page 46</column></row><table>

Z médio: 45,15; PDI: 0,247; interseção: 0,9707

Exemplo 3: Formulação estável de nanoemulsões micro-fluidizadas de tocoferol

Este exemplo apresenta uma realização de tocoferol de umananoemulsão microfluidizada que mantém o diâmetro de partícula durantepelo menos 5 meses. O procedimento, etapa por etapa, é como se segue:

1. Aquecer 13,5 g de óleo de soja

2. Adicionar 2 g de tocoferol, agitar e aquecer a 90 ° C

3. Aquecer 2 g de polisorbato 80 em 100 ml de águadesionizada, aquecer até 75 ° C

4. Adicionar a mistura da etapa 3 na mistura da etapa 2

5. Aquecer 300 ml de água desionizada e 6 g de polisorbato

80, aquecer até 70 ° C

6. Adicionar a mistura da etapa 4 na mistura da etapa 5, mantera barra de agitação e aquecer

7. Homogeneizar a mistura da etapa 6 durante 2-4 minutos

8. Agitar a formulação durante 3-5 minutos sobre placaquente

9. Microfluidizar utilizando uma unidade M-110EH uma vez a25.000 PSI (172.369 kPa)

10. Executar a análise de diâmetro da partícula utilizando uminstrumento Malvern Nano SO diâmetro médio de partícula para a nanoemulsão micro-fluidizada de tocoferol era de 64 nm. Antes da microfluidização, o diâmetromédio de partícula para a suspensão de tocoferol era de 1,362 nm. Istorepresenta uma redução de 21 vezes em um só passe através do micro-fluidizante. Cinco meses após o processo de microfluidização, o diâmetro departícula foi determinado outra vez e descobriu-se que não se alterou. Verfigura 3. Os dados sobre o diâmetro médio de partícula da amostra fluidizadade 5 meses é apresentado na tabela 5.

Tabela 5: Nanoemulsão de tocoferol microfluidizada. 5 mesesapós a preparação

<table>table see original document page 47</column></row><table>

Z médio: 58,07; PDI: 0,234; interseção: 0,9697

Exemplo 4: formulação de nanoemulsões microfluidizadas deluteína e zeaxantina

Este exemplo apresenta uma realização de luteína/zeaxantinade uma nanoemulsão microfluidizada. O procedimento por etapas é como sesegue:

1. Aquecer 5 g de óleo de soja

2. Adicionar 2 g de lecitina

3. Aquecer e agitar durante 10 minutos

4. Adicionar 125 mg de luteína e 125 mg de zeaxantina

5. Aquecer e agitar durante 10 minutos

6. Aquecer 240 ml de água desionizada a 50 ° C

7. Adicionar água aquecida na mistura

8. Agitar e aquecer até virar uma solução

9. Microfluidizar utilizando uma unidade M-110EH a 25.000PSI (172.369 kPa).10. Executar análise do diâmetro da partícula utilizando uminstrumento Malvern Nano S.

O diâmetro médio de partícula (i.e., pico l/pico 2) para ananoemulsão microfluidizada de luteína e zeaxantina era de 62 nm. Ver afigura 4. Os dados de diâmetro médio de partícula para a amostra são

apresentados na tabela 6.

Tabela 6: Nanoemulsão microfluidizada de luteína/zeaxantina

<table>table see original document page 48</column></row><table>

Z médio: 62,26; PDI: 0,245; interseção: 0,976

Exemplo 5: Formulação de nanoemulsão microfluidizada deproteína de soja

Este exemplo apresenta uma realização de proteína de soja deuma nanoemulsão microfluidizada. O procedimento por etapas é como sesegue:

1. Aquecer 5 g de óleo de soja

2. Adicionar 5 g de lecitina líquida

3. Aquecer e agitar durante 10 minutos a 70 ° C

4. Aquecer 240 ml de água desionizada a 65 ° C

5. Adicionar água aquecida na mistura

6. Adicionar 9 g de proteína de soja, agitar e aquecer durante10 minutos

7. Adicionar 9 g de proteína de soja

8. Agitar e aquecer durante 20 minutos, a 70 ° C

9. Homogeneizar durante 1 minuto

10. Microfluidizar utilizando uma unidade M-110EH 10 vezesa 25.000 PSI (172.369 kPa)

11. Executar a análise do diâmetro de partícula utilizando uminstrumento Malvern Nano S

O diâmetro médio de partícula (i.e., pico l/pico 2) para ananoemulsão microfluidizada de proteína de soja de baunilha (Central Soya)era de 55 nm. Ver a figura 5. Os dados de diâmetro médio de partícula para aamostra são apresentados na tabela 7.

Tabela 7: Nanoemulsão de proteína de soja microfluidizada

<table>table see original document page 49</column></row><table>

Z médio: 54,97; PDI: 0,283; interseção: 0,9819

Exemplo 6: Formulação de nanoemulsão microfluidizada deproteína de soro de leite

Este exemplo apresenta uma realização de proteína de soro deleite de uma nanoemulsão microfluidizada. O procedimento por etapas écomo se segue:

1. Aquecer 5 g de óleo de soja

2. Adicionar 5 g de lecitina de soja

3. Adicionar 250 mg de polisorbato 80

4. Aquecer e agitar durante 10 minutos, a 70 ° C

5. Aquecer 240 ml de água desionizada, a 65 0 C

6. Adicionar água aquecida na mistura

7. Adicionar 10 g de proteína de soro de leite

8. Agitar e aquecer durante 10 minutos

9. Homogeneizar durante um minuto

10. Microfluidizar utilizando uma unidade M-IIOEH uma veza 25.000 PSI (172.369 kPa).

11. Executar a análise de diâmetro de partícula com oinstrumento Malvern Nano S

O diâmetro médio de partícula (i.e., pico l/pico 2) para ananoemulsão microfluidizada de proteína de soro de leite era 108 nm. Ver afigura 6. Os dados de diâmetro médio de partícula para a amostra sãomostrados na tabela 8.

Tabela 8: Nanoemulsão de proteína de soro de leite micro-fluidizada

<table>table see original document page 50</column></row><table>

Z médio: 108,2; PDI: 0,263; interseção: 0,948

Exemplo 7: formulação de suco de laranja, esterol de planta enanoemulsão microfluidizada de luteína

Este exemplo apresenta uma realização de suco delaranja/esterol de planta/luteína de uma nanoemulsão micro- fluidizada. Oprocedimento por etapas é como se segue:

1. Aquecer óleo de soja, a 80 ° C

2. Adicionar 1,5 g de esterol de planta

3. Agitar e aquecer, durante 5 minutos

4. Adicionar 5 g de polisorbato 80

5. Adicionar 70 mg de Luteína

6. Agitar e aquecer, durante 10 minutos

7. Adicionar 240 ml de suco de laranja (Tropicana®)

8. Agitar e aquecer, durante 1 hora

9. Microfluidizar utilizando uma unidade Ml 10EH duas vezesa 25.000 PSI (172.369 kPa)

10. Executar a análise de diâmetro de partícula utilizando uminstrumento Malvern Nano S

O diâmetro médio de partícula (i.e. pico l/pico 2) para ananoemulsão microfluidizada de suco de laranj a/esterol de planta/luteína era46 nm. Ver a figura 7. Os dados de diâmetro médio de partícula para aamostra são apresentados na tabela 9.

Tabela 9: Nanoemulsão microfluidizada de suco delarani a/esterol de planta/luteína

<table>table see original document page 51</column></row><table>

Z médio: 46,41; PDI: 0,322; interseção: 0,9609

Exemplo 8: formulação estável de nanoemulsão micro-fluidizada de óleo de peixe DHA/água

Este exemplo apresenta uma realização de óleo de peixeDHA/água de uma nanoemulsão microfluidizada que mantém o diâmetro departícula durante pelo menos 2 meses. O procedimento por etapas é como sesegue:

1. Aquecer 6,4 g de óleo de peixe DHA

2. Adicionar 6 g de lecitina de soja

3. Adicionar 250 mg de polisorbato 80

4. Aquecer 240 ml de água desionizada, a 75 ° C

5. Adicionar água aquecida na mistura

6. Agitar e aquecer, durante 20 minutos

7. Homogeneizar durante 2 minutos

8. Agitar e aquecer, durante 10 minutos

9. Microfluidizar, utilizando uma unidade Ml 10EH uma vez a 25.000 PSI (172.369 kPa)

10. Executar a análise de diâmetro de partícula utilizando uminstrumento Malvern Nano S

O diâmetro médio de partícula (i.e., o pico 1) para ananoemulsão microfluidizada de óleo de peixe DHA/água era 73 nm. Doismeses após o processo de microfluidização, o diâmetro de partícula foideterminado outra vez e descobriu-se que não tinha sido alterado. Ver a figura

8. Os dados sobre o diâmetro médio de partícula da amostra micro- fhiidizadade dois meses são apresentados na tabela 10.

Tabela 10: Nanoemulsão estável microfluidizada de óleo depeixe DHA/água

<table>table see original document page 52</column></row><table>

Z médio: 72,58; PDI: 0,205; interseção: 0,9636

Exemplo 9: Formulação estável de nanoemulsão micro-fluidizada de óleo de peixe DHA/leite

Este exemplo apresenta uma realização de óleo de peixeDNA/leite, sem a adição de emulsificantes, que mantém o diâmetro departícula durante pelo menos três (3) semanas. O procedimento por etapas écomo se segue:

1. Aquecer 1,5 g de óleo de peixe DHA, a 50 ° C

2. Aquecer 200 ml de leite integral, a 50 ° C

3. Misturar os dois em conjunto

4. Agitar e aquecer durante 10 minutos

5. Microfluidizar utilizando uma unidade M-110EH uma vez a 25.000 PSI (172.369 kPa)

6. Executar a análise de diâmetro de partícula utilizando uminstrumento Malvern Nano S

O diâmetro médio de partícula (i.e., o pico 1) para ananoemulsão microfluidizada de óleo de peixe DHA/leite, era 93 nm. Estapreparação de nanoemulsão foi feita sem a adição de emulsificantes. Trêssemanas após o processo de microfluidização, o óleo de peixe ainda estavaem solução e o diâmetro de partícula foi determinado outra vezmdescobrindo-se que não tinha sido alterado. Ver a figura 9. Os dados sobre odiâmetro médio de partícula para a amostra microfluidizada de três semanassão apresentados na tabela 11.

Tabela 11: Nanoemulsão estável microfluidizada de óleo de

<table>table see original document page 53</column></row><table>

Z médio: 93,11; PDI: 0,178; interseção: 0,9341

Exemplo 10: Estabilidade de temperatura de nanoemulsõesmicrofluidizadas

Este exemplo apresenta a estabilidade de nanoemulsõesmicrofluidizadas após a exposição a calor ou a frio. A formulação utilizadanesta experiência era composta de óleo de peixe DHA/leite/tocoferol.

1. Dissolver 1 g de vitamina C em 25 ml de água desionizada

2. Adicionar 200 ml de leite integral na etapa 1

3. Tomar 1,7 g de óleo de peixe DHA e adicionar 800 mg dedelta tocoferol

4. Adicionar as etapas 1 e 2 na etapa 3

5. Agitar e aquecer durante 10 minutos, a 50 ° C

6. Microfluidizar utilizando uma unidade M-110EH uma vez a25.000 PSI (172.369 kPa)

7. Executar a análise de diâmetro de partícula utilizando uminstrumento Malvern Nano S

O diâmetro médio de partícula (i.e., o pico 1) para ananoemulsão microfluidizada de óleo de peixe DHA/leite/tocoferol era 87nm. Ver a figura 10. Esta preparação de nanoemulsão foi feita sem a adiçãode emulsificantes. Os dados sobre o diâmetro médio de partícula para ananoemulsão original são apresentados na tabela 12.

Tabela 12: Nanoemulsão original microfluidizada de óleo depeixe DNA/leite/tocoferol

<table>table see original document page 53</column></row><table><table>table see original document page 54</column></row><table>

Z médio: 87,09; PDI: 0,216; Interseção: 0,9339Esta nanoemulsão original microfluidizada foi pasteurizada a75 ° C durante 30 segundos. Vinte e quatro horas mais tarde, o óleo aindaestava em solução e o diâmetro da partícula era estável, quando comparadocom a nanoemulsão original. Ver a figura 11. Os dados sobre o diâmetromédio de partícula da nanoemulsão microfluidizada pasteurizada sãoapresentados na tabela 13.

Tabela 13: Nanoemulsão pasteurizada de óleo de peixe DHA

<table>table see original document page 54</column></row><table>

Z médio: 87,18; PDI: 0,198; interseção: 0,9281

A nanoemulsão microfluidizada original foi testada em relaçãoao congelamento-descongelamento a -4 ° C durante 24h. Vinte e quatro horasmais tarde, o óleo ainda estava em solução e o diâmetro de partícula eraestável, quando comparado com a nanoemulsão original. Ver a figura 12. Osdados sobre o diâmetro médio de partícula para a nanoemulsãomicrofluidizada congelada-descongelada são apresentados na tabela 14.

Tabela 14: Nanoemulsão congelada - descongelada micro-fluidizada de óleo de peixe DHA/leite/tocoferol

<table>table see original document page 54</column></row><table>

Exemplo 11: biodisponibilidade melhorada de licopeno deEste exemplo demonstra uma biodisponibilidade melhorada delicopeno quando alimentado como uma nanoemulsão microfluidizadauniforme, verso misturada em uma formulação de dieta standard.

A nanoemulsão microfluidizada de licopeno foi preparada deuma forma em etapas como se segue:

1. Aquecer 5 g de óleo de soja

2. Adicionar 2 g de lecitina

3. Aquecer e agitar, durante 10 minutos

4. Adicionar 125 mg de licopeno

5. Aquecer e agitar, durante 10 minutos

6. Aquecer 240 ml de água desionizada (ou suco de uva); a 50°C

7. Adicionar água aquecida (ou suco de uva) na mistura

8. Agitar e aquecer, até virar uma solução

9. Microfluidizar utilizando uma unidade M-IIOEH uma vez a25.000 PSI (172.369 kPa)

10. Executar a análise de diâmetro de partícula utilizando uminstrumento Malvern Nano S

O diâmetro médio de partícula para a nanoemulsão micro-fluidizada de licopeno era 74 nm.

Biodisponibilidade em gerbos

A nanoemulsão microfluidizada foi incorporada em uma dietabaseada em comida de conserva e foi alimentada para gerbos durante umperíodo de quatro semanas. Um grupo de controle foi alimentado por licopenoem uma dieta baseada em comida de conserva. No final de quatro semanas,foi colhido sangue, retirado o plasma e os níveis de licopeno do plasma foramdeterminados através de HPLC em ambos os grupos de gerbos.

A figura 13 demonstra que os gerbos de controle nãodemonstraram níveis detectáveis de licopeno no plasma. Os gerbos foramalimentados com uma comida de conserva, composta de uma nanoemulsão delicopeno mierofluidizada e no entanto, demonstraram níveis elevados delicopeno no plasma. Vez a figura 14.

Biodisponibilidade em seres humanos

Foi então preparada uma nanoemulsão de licopeno miero-fluidizada com suco de uva ao invés de água, e foi administrada oralmente adois (2 indivíduos humanos durante um período de quatro dias (125mg/porção, duas porções por dia). Esta administração elevou os níveis delicopeno no plasma em aproximadamente 38% (dados não mostrados)

Exemplo 12: Eficácia melhorada de nanoemulsõesmicrofluidizadas

Este exemplo apresenta dados mostrando que as nanoemulsões microfluidizadas produzem uma eficácia melhorada em relaçãoàquela vista nas nanoemulsões tradicionais. Especificamente, este exemplocompara a habilidade de três formulações de esterol de planta para a reduçãodos níveis de colesterol de lipoproteína (LDL-C) de baixa densidade deplasma em hamsters hipercolesterolêmicos.

Foi preparadas uma nanoemulsão mierofluidizada de esterol deplanta misturado (60% de sitosterol) de uma forma em etapas, como se segue:

1. Aquecer 5 g de óleo de soja

2. Adicionar 5 g de lecitina de soja, agitar e aquecer durante 15minutos

3. Repetir a etapa 2

4. Adicionar 15 g de óleo de soja, agitar e aquecer durante 10minutos.

5. Adicionar 4 g de esterol de planta, agitar e aquecer durante10 minutos.

6. Repetir a etapa 4, quatro (4) vezes.

7. Adicionar 1 g de polisorbato 80, agitar e aquecer durante 10minutos.8. Aquecer 200 ml de suco de laranja MinuteMaid Heartwise®(75 ° C).

10. Aquecer 1.800 ml de suco de laranja MinuteMaidHeartwise® (70 ° C).

11. Adicionar a etapa 8 na etapa 7. Agitar e aquecer durante 20minutos (80 ° C).

12. Adicionar na etapa 10.

13. Adicionar 1 grama de polisorbato 80, agitar e aquecerdurante 20 minutos (80 ° C).de dez (10) cada. O Grupo 1 foi alimentado com uma dieta de controlehipercolesterolêmica (HCD); o Grupo 2 foi alimentado com 30 mg/dia deesterol de planta cristalino; o Grupo 3 foi alimentado com 20 mg/dia deesterol de planta micronizada MinuteMaid Heartwise® (Cargill); o Grupo IVfoi alimentado com 10 mg/dia da nanoemulsão micro- fluidizada de esterol deplanta. Depois de quatro (4) semanas, foram analisadas amostras de sangueem relação aos níveis de plasma LDL-C. A nanoemulsão micro- fluidizada deesterol de planta era duas vezes mais efetiva que a dieta mecanizada deMinuteMaid Heatwise®, e três vezes mais efetiva que a dieta de esterol deplanta cristalino. Ver a figura 17.Os dados mostram que a biodisponibilidade melhoradamostrada no exemplo 11 resulta em uma terapia clínica melhorada, quandocomparada com dieta de esterol de planta cristalina ou de tamanho mícron.

Exemplo 13: Nanoemulsões de colesterol: meio de dispersãoinsolúvel vs solúvel

Este exemplo apresenta dados demonstrando que ascomposições de nanoemulsões microfluidizadas uniformes dependem de umcomposto tendo solubilidade substancial no meio de dispersão líquido. Esteexemplo compara a técnica de microfluidização descrita na patente americanade número 5.510.118 a uma realização conforme considerado na invençãoatual. O colesterol absorvível de lipídios foi escolhido como o composto deteste.

O Grupo I representa a pré-mistura da Ί18 e foi preparadodispersando-se colesterol (2 g), água (100 ml) e Tween® 80 (0,2 g), onde ocolesterol é insolúvel (i.e., inferior a pelo menos 30 mg/ml) no meio dedispersão líquido (água). Posteriormente, esta solução decolesterol/água/Tween® 80 foi microfluidizada utilizando-se uma unidade M-100EH. Foram executados passes múltiplos (10 - 15) através domicrofluidizante em uma pressão em PSI variando entre 4000 - 20.000, masforam interrompidos por causa do calor gerado exceder a 70 ° C (muito maiordo que os 30 - 40 ° recomendados na patente '118. Depois damicrofluidização, foi observado que a maior parte do colesterol tinhaprecipitado. Depois de 24h, a preparação da nanoemulsão do Grupo Icontinha somente 0,44 g (i.e., 22%) do peso original de colesterol.

O Grupo II representa uma realização da invenção atual e foipreparado dispersando-se colesterol (2 g) em óleo de soja aquecido (10 g),lecitina de soja (5 g), e Tween® 80 (0,2 g) onde o colesterol ésubstancialmente solúvel (i.e., pelo menos acima de 30 mg/ml) no meio dedispersão (óleo). Posteriormente, esta mistura de colesterol/óleo/lecitina/Tween® 80 foi adicionada a 100 ml de água aquecida e foi microfluidizadautilizando-se um só passe de 30 segundos a 25.000 PSI (172.369 kPa)utilizando-se uma unidade M-100EH. Depois da microfluidização, aprecipitação de colesterol não era marcadamente evidente. Depois de 24h, apreparação da nanoemulsão do Grupo II continha 1,66 g (i.e. 83%) do pesooriginal de colesterol.

Os dados mostram que as distribuições de diâmetro departícula de ambos as preparações de pré-mistura do Grupo I e do Grupo IIsão praticamente idênticas. Ver a figura 18A e a figura 18B, respectivamente.

Especificamente, um só pico variando de 700 - 1000 nm tendo um diâmetromédio de partícula de aproximadamente 900 nm é observado para ambas aspreparações. Ver as tabelas 15 e 16.

Tabela 15: Diâmetro de partícula da pré-mistura de colesterol/Tween® 80/água: Grupo I

<table>table see original document page 59</column></row><table>

Z médio: 1982; PDI: 0,210; interseção: 0,6797

Tabela 16: diâmetro de partícula da pré-mistura decolesterol/óleo/lecitina/Tween® 80/água: GrugoII

Pico 1:

<table>table see original document page 59</column></row><table>

Z médio: 1328; PDI: 0,427; interseção: 0,6989Após a microfluidização, no entanto, as distribuições dediâmetro de partícula são muito diferentes entre o Grupo Ieo Grupo II. Ver afigura 19A e a figura 19B, respectivamente. O Grupo I mostra picosgrandemente afastados e distintos. Ver a tabela 17. O Grupo II, no entanto,mostra um só pico, representando uma realização de uma nanoemulsãomicrofluidizada uniforme. Ver a tabela 18.

Tabela 17: Nanoemulsão microfluidizada decolesterol/Tween® 80/água

<table>table see original document page 59</column></row><table><table>table see original document page 60</column></row><table>

Z médio: 246,5; PDI: 0,789; interseção: 0,7687

Os dados acima demonstram que algumas realizações dainvenção atual consideram melhorias em relação à arte na criação denanoemulsões microfluidizadas uniformes. Especialmente, está claro agoraque a patente de Bosch et al (patente ' 118) e, e o portfolio de Cooper et al(publicações de solicitações das patentes ' 758, '038, e '202) não ensinam umprocesso de microfluidização que cria uma distribuição uniforme de diâmetrode partícula.

Exemplo 14: Composições de nanopartí cuias vs.nanoemulsões uniformes microfluidizadas

Este exemplo descreve uma demonstração que mostrará que acomposição de nanopartícula moída (por exemplo, uma feita de acordo com apublicação de solicitação americana de número 2004/0033202 para Cooper etal.) não cria uma distribuição uniforme de diâmetro de partícula como o faz ananoemulsão microfluidizada considerada por uma realização da invençãoatual. Será escolhido um fitosterol absorvível como o composto de teste.

O Grupo I representa a pré-mistura da '202 que será preparadadispersando-se 5% (peso/peso) de fitosterol/solução de água 1% (peso/peso)de Tween® 80, onde o fitocolesterol é insolúvel (i.e., abaixo pelo menos de30 mg/ml) no meio de dispersão líquido (água). Posteriormente, esta soluçãode fitosterol/água/Tween® 80 será moída a 10°C durante 1,5 a 2h em umDyno®-Mill KDL (Willy A Bachofen AG, Machinefabrik, Basel,Switzerland) utilizando um meio de moagem de 500 μιη (i.e., esferas demoagem) do tipo Polymill® D. Depois da moagem, será observado que amaior parte do fitocolesterol precipitou. Depois pelo menos de 24h, apreparação das nanopartí cuias do Grupo I conterão menos de 1/2 do pesooriginal de fitosterol.

O Grupo II representa uma realização da invenção atual e serápreparado dispersando-se uma solução a 5% (peso/peso) de fitosterol/óleo desoja aquecido, lecitina de soja, com 1% de Tween® 80, onde o fitosterol ésubstancialmente solúvel (i.e., acima pelo menos de 30 mg/ml) no meio dedispersão líquido (óleo). Posteriormente, esta pré-mistura defitosterol/oleo/lecitina/Tween® 80 é adicionada a 100 ml de água aquecida eé microfluidizada utilizando se um só passe de 30 segundos a 25.000 PSI(172.369 kPa) utilizando-se uma unidade M-100EH. Depois damicrofluidização, a precipitação de fitosterol não será significativamenteevidente. Depois de 24h, a preparação da nanoemulsão do Grupo II conterámais de 3/4 do peso original de fitosterol.

Os dados mostraram que as distribuições de diâmetro departícula para ambas as preparações de pré-mistura do grupo I e do grupo IIsão praticamente idênticas. Por exemplo, um só pico variando de 700 - 1000nm tendo um diâmetro médio de partícula de aproximadamente 900 nmpoderá ser observado para ambas as preparações. Ver as tabelas 19 e 20.

Tabela 19: diâmetro de partícula da pré-mistura defitosterol/Tween 80/água: Grupo

<table>table see original document page 61</column></row><table>

No entanto, após o processamento, espera-se que asdistribuições de diâmetro de partícula sejam muito diferentes entre o Grupo Ie o Grupo II. Por exemplo, o grupo I muito provavelmente mostrará pelomenos dois picos grandemente afastados e distintos. Ver a tabela 21. Noentanto, o Grupo II, terá somente um só pico, representando uma realizaçãode uma nanoemulsão microfluidizada uniforme. Ver a tabela 22.

Tabela 21: Nanoemulsão microfluidizada de colesterol/Tween80/água: Grupo I

<formula>formula see original document page 62</formula>

Z médio: 86,8; PDI: 0,240; interseção: 0,9455

Os dados acima demonstram que a composição de nano-partículas não é capaz de criar distribuições uniformes de diâmetro departícula, conforme considerado por algumas realizações das nanoemulsõesconsideradas aqui. Especialmente, fica agora claro que o portfolio de Cooperet al (publicações das solicitações '758, '038, e '202) não ensinam um processode moagem que cria uma distribuição uniforme de diâmetro de partícula.

Exemplo 15: Biodisponibilidade melhorada em relação acomposições convencionais de nanopartículas

Este exemplo apresentará dados mostrando que umananoemulsão uniforme microfluidizada conforme considerada por umarealização da invenção atual tem uma biodisponibilidade e/ou eficácia deesterol de planta melhor do que uma composição de nanopartículaconvencional.

Uma curva standard será construída "gavaging" trinta (30)hamsters com 1 μΟ'ι Ή-colesterol. Os níveis de colesterol no plasma sãoentão determinados no dia 1, dia 2, dia 4 e dia 7. Estes dados são usados parase calcular a biodisponibilidade do colesterol 3H durante o período de setedias como a área- sob a curva (AUC).

Depois que os níveis de radioatividade retornarem aos níveisde referência (i.e., aproximadamente 7,5 meia-vidas metabólicas decolesterol), a experiência será repetida utilizando-se os seguintes grupos detratamento (n = 10).

Grupo I: Dieta standard misturada com um esterol de planta.

Grupo II: Dieta standard misturada com uma nanoemulsão deesterol de planta microfluidizada uniforme preparada de acordo com oexemplo 1.

Grupo III: Dieta standard misturada com uma composição denanopartículas de licopeno convencional preparada de acordo com técnicas demoagem e trituração convencional conforme descrito na solicitação 1 202 deCooper et ai.

A medição da AUC determinará a habilidade de cadapreparação de reduzir a absorção de colesterol 3H na corrente sangüínea, que éproporcional à biodisponibilidade e/ou eficácia de cada preparação.

Será vista uma biodisponibilidade e/ou eficácia maior de umesterol de planta quando administrado como uma nanoemulsão uniformemicrofluidizada porque: i) o diâmetro médio de partícula da nanoemulsãomicrofluidizada uniforme é menor do que o da composição convencional denanopartículas (i.e., por exemplo, 300 mm v. 50 nm); ii: a microfluidizaçãoproduz partículas mais estáveis do que a moagem ou a homogeneização; e iii)a microfluidização produz partículas resistentes ao pH (i.e., condições básicasde estômago ácido ou intestino delgado) diferentemente daqueles produzidospor moagem ou homogeneização

Exemplo 16: Eficácia melhorada em relação às composiçõesconvencionais de nanopartículas

Este exemplo apresentará dados mostrando que umananoemulsão uniforme microfluidizada conforme considerada por umarealização da invenção atual tem uma eficácia melhorada na redução dosníveis de colesterol do plasma do que uma composição convencional de nano-partículas.

O estudo terá a duração de seis (6) semanas. Brevemente,setenta (70) hamsters serão alimentados com uma dieta hipercolesterolêmicade base líquida durante um período de pré-teste de duas (2) semanas paraelevar e estabilizar os níveis de colesterol no plasma. Posteriormente, oshamsters são divididos em sete (7) grupos de teste (n = 10) mostrado abaixo.Cada grupo é mantido na dieta hipercolesterolêmica de base líquida: i) umacomposição de nanopartículas (i.e., por exemplo, preparada conforme asolicitação ' 202 de Cooper et al); ou ii) uma nanoemulsão uniforme micro-fluidizada conforme considerada por uma realização da invenção atual,durante quatro (4) semanas adicionais.

Grupo I: Somente a dieta hipercolesterolêmica

Grupo II: Dieta hipercolesterolêmica + 0,1% (peso/peso) decomposição de nanopartículas de esterol de planta.

Grupo III: Dieta hipercolesterolêmica + 0,5% (peso/peso) decomposição de nanopartículas de esterol de planta.

Grupo IV: Dieta hipercolesterolêmica + 1% (peso/peso) decomposição de nanopartículas de esterol.

Grupo V: Dieta hipercolesterolêmica + 0,1% (peso/peso) denanoemulsão microfluidizada uniforme de esterol de planta.

Grupo VI: Dieta hipercolesterolêmica + 0,5% (peso/peso) denanoemulsão microfluidizada uniforme de esterol de planta.

Grupo VII: Dieta hipercolesterolêmica + 1% (peso/peso) denanoemulsão microfluidizada uniforme de esterol de planta.

As amostras de sangue foram obtidas nas semanas 0, 2, 3, 4, 5,e 6, onde os níveis de colesterol no plasma serão determinados pelos métodosconhecidos na arte.

É vista uma eficácia maior das nanoemulsões microfluidizadasuniformes de esterol de planta para reduzir os níveis de colesterol no plasmaporque: i) o diâmetro médio de partícula da nanoemulsão microfluidizadauniforme é menor do que o da composição de nano- partículas convencionais(i.e., por exemplo,300 nm ν 50 nm); ii) a microfluidização produz partículasmais estáveis do que a moagem ou a homogeneização; e iii) a micro-fluidização produz partículas resistentes ao pH (i.e., condições básicas deestômago ácido ou intestino delgado) diferentemente daqueles produzidos pormoagem ou homogeneização.

Exemplo 17: Comparação de microfluidização de um só passe

Este exemplo apresenta dados mostrando que a técnica deBosch não produz uma nanoemulsão microfluidizada uniforme quandocomparada com uma realização da invenção atual com técnicas demicrofluidização idênticas.

As pré-misturas do Grupo I & II foram preparadas de acordocom o exemplo 13. Cada pré-mistura foi submetida a uma passagem nomicrofluidizante a 25.000 PSI (172.369 kPa). O Grupo I (representando aformulação Bosch) mostra que 85% das partículas têm um diâmetro médio de815. Ver a figura 20. O Grupo II (representando uma realização da invençãoatual) mostra que 98% das partículas têm um diâmetro médio de 78. Ver afigura 20. Isto representa uma diferença maior do que 10 vezes do diâmetromédio. Significativamente, somente 15% das partículas Bosch estão dentro dafaixa de 100, dessa forma representando uma diferença de seis vezes nadistribuição de diâmetro de partícula nesta faixa menor.

As distribuições de diâmetro médio de partícula entre o GrupoIeo Grupo II são apresentadas nas tabelas 23 & 24 abaixo.Tabela 23: Nanoemulsão microfluidizada de colesterol /Tween® 80/água: um só passe_

<table>table see original document page 66</column></row><table>

Z médio: 651,5; PDI: 84,5; interseção: 0,7487

Tabela 24: Nanoemulsão microfluidizada decolesterol/óleo/lecitina/Tween® 80/água: um só passe

<table>table see original document page 66</column></row><table>

Z médio: 65,98; PDI: 0,190; interseção: 0,9210

Claims (30)

1. Nanoemulsão, caracterizada pelo fato de que compreendeuma população de partículas tendo diâmetros entre aproximadamente 10 eaproximadamente 110 nanômetros, em que a referida nanoemulsão não écontaminada por partículas tendo diâmetros maiores do que 110 nanômetros.

2. Nanoemulsão, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que as referidas partículas encapsulam umcomposto.

3. Nanoemulsão, de acordo com a reivindicação 2,caracterizada pelo fato de que o referido composto é um produtofarmacêutico.

4. Nanoemulsão, de acordo com a reivindicação 2,caracterizada pelo fato de que o referido composto é um compostonutracêutico.

5. Nanoemulsão, composta de uma primeira e uma segundapopulação de partículas, caracterizada pelo fato de que a maioria daspartículas na referida primeira população tem diâmetros entreaproximadamente 10 e aproximadamente 20 nanômetros, onde a maioria daspartículas na referida segunda população tem diâmetros entreaproximadamente 40 e aproximadamente 80 nanômetros, onde a referidanano- emulsão não é contaminada por partículas tendo diâmetros maiores doque 110 nanômetros.

6. Nanoemulsão, de acordo com a reivindicação 5,caracterizada pelo fato de que as referidas partículas encapsulam umcomposto.

7. Nanoemulsão, de acordo com a reivindicação 6,caracterizada pelo fato de que o referido composto é um produtofarmacêutico.

8. Nanoemulsão, de acordo com a reivindicação 6,caracterizada pelo fato de que o referido composto é um produto nutracêutico.

9. Método, caracterizado pelo fato de que compreende:a) prover;i) uma pré-mistura, composta de um composto e um meio dedispersão líquido, onde o referido composto tem uma solubilidade maior doque 30 mg/ml no referido meio; eii) um microfluidizante capaz de manter pelo menos 25.000PSI (172.369 kPa);b) usar uma exposição de um só passe da referida mistura noreferido microfluidizante para criar uma população de partículas denanoemulsão tendo diâmetros variando de aproximadamente entre 10 - 110nm

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o referido meio de dispersão é escolhido do grupoconsistindo de meio aquoso e meio com base oleosa.

11. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que o referido meio aquoso é escolhido do grupo consistindo deágua, solução salina, solução ringers, dextrose, e álcoois de cadeia curta.

12. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que o referido meio com base oleosa é escolhido do grupoconsistindo de óleos saturados e insaturados de fontes vegetais e marinhas,óleos de silicone, e óleos minerais.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o referido composto é escolhido do grupo consistindo de umesterol de planta, um óleo de fígado de bacalhau, tocoferol, lecitina, luteína, eproteína de soja.

14. Método, caracterizado pelo fato de que compreende:a) prover;i) uma pré-mistura composta de um composto, um primeiroantioxidante, um segundo antioxidante, e um meio de dispersão aquoso, ondeo referido composto tem uma solubilidade maior do que 30 mg/ml no referidomeio; eiii) um microfluidizante capaz de manter pelo menos 25.000PSI (172.369 kPa);c) usar uma exposição de um só passe da referida pré- misturano referido microfluidizante para criar uma população de partículas denanoemulsão tendo diâmetros variando entre aproximadamente 40 - 110 nm,onde o referido diâmetro de partícula permanece estável durante pelo menosquatro meses.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopelo fato de que compreende ainda pasteurizar a referida população departículas de nanoemulsão, onde os referidos diâmetros de partículaspermanecem estáveis.

16. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopelo fato de que compreende ainda congelar a referida população departículas de nanoemulsão, onde os referidos diâmetros de partículaspermanecem estáveis.

17. Uso de um composto e de uma nanoemulsão composta deuma população de partículas que encapsulam o referido composto, em que asreferidas partículas têm diâmetros entre aproximadamente 10 eaproximadamente 110 nanômetros, em que a referida nanoemulsão não écontaminada por partículas tendo diâmetros maiores do que 110 nanômetros,caracterizado pelo fato de ser para preparar um medicamento para melhorar abiodisponibilidade do referido composto em indivíduos refratários e onde oreferido composto é terapeuticamente efetivo.

18. Uso, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelofato de que a referida biodisponibilidade é composta de parâmetros fármaco-cinéticos escolhidos do grupo consistindo de Tmax reduzida, Cmax aumentada, eAUC aumentada.

19. Uso, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelofato de que a referida nanoemulsão é composta de um esterol de planta.

20. Nanoemulsão, de acordo com a reivindicação 18,caracterizada pelo fato de que a nanoemulsão é composta de licopeno.

21. Nanoemulsão, tendo propriedades resistentes a bactérias, areferida nanoemulsão caracterizada pelo fato de que compreende umapopulação de partículas que encapsulam o referido composto, onde asreferidas partículas têm diâmetros aproximadamente entre 10 eaproximadamente 110 nanômetros, onde a referida nanoemulsão não écontaminada por partículas tendo diâmetros maiores do que 110 nanômetros.

22. Nanoemulsão, de acordo com a reivindicação 21,caracterizada pelo fato de que a referida nanoemulsão resiste ao crescimentobacteriano durante pelo menos três meses.

23. Nanoemulsão, de acordo com a reivindicação 21,caracterizada pelo fato de que as referidas propriedades de resistênciabacteriana constituem Iise de célula induzida por força de tração.

24. Nanoemulsão, de acordo com a reivindicação 21,caracterizada pelo fato de que as referidas propriedades de resistênciabacteriana constituem um ambiente oxidante.

25. Nanoemulsão, de acordo com a reivindicação 21,caracterizada pelo fato de que a referida nanoemulsão é estéril.

26. Método, caracterizado pelo fato de que compreende:a) prover;i) uma pré-mistura composta de um composto de um meio dedispersão líquido; eii) um dispositivo capaz de criar um fluxo turbulento contínuosob alta pressão;b) usar o referido dispositivo para criar uma população departículas de nanoemulsão tendo diâmetros uniformes.

27. Método, de acordo com a reivindicação 26, caracterizadopelo fato de que o referido meio de dispersão é escolhido do grupoconsistindo de meio aquoso e meio de base oleosa.

28. Método, de acordo com a reivindicação 27, caracterizadopelo fato de que o referido meio aquoso é escolhido do grupo consistindo deágua, solução salina, solução ringers, dextrose, e álcoois de cadeia curta.

29. Método, de acordo com a reivindicação 27, caracterizadopelo fato de que o referido meio com base oleosa é escolhido do grupoconsistindo de óleos saturados e insaturados de fontes vegetais e marinhas,óleos de silicone, e óleos minerais.

30. Método, de acordo com a reivindicação 26, caracterizadopelo fato de que o referido composto é escolhido do grupo consistindo de umesterol de planta, óleo de fígado de bacalhau, tocoferol, lecitina, luteína,zeaxantina, e proteína de soja.