Introdução
A série de reômetros NETZSCH Kinexus Prime pode caracterizar uma ampla gama de fluidos e semissólidos complexos devido à sua sensibilidade, baixa necessidade de volume, geometrias modulares e recursos Advanced Software. Particularmente, esses reômetros possuem um rolamento de ar de atrito ultrabaixo que proporciona sensibilidade inigualável em taxas de cisalhamento muito baixas (0,001 1/s) a muito altas (10.000 1/s). Isso é importante para a compreensão e a capacidade de medir o comportamento do material em condições reais, como o cisalhamento por meio de um conta-gotas ou o cisalhamento fisiológico sobre o olho durante o piscar. As empresas terapêuticas voltadas para a área oftálmica podem usar os dados gerados pela série de reômetros Kinexus Prime para influenciar o desenvolvimento de formulações.
Os colírios tópicos são a modalidade de tratamento de primeira linha para doenças oculares, como olho seco, glaucoma e alergias sazonais. No entanto, é bem sabido que os colírios tópicos são amplamente ineficazes, com menos de 5% do medicamento em uma dose aplicada atingindo os tecidos-alvo [1]. Esse fenômeno é causado principalmente pelo efeito natural do olho de eliminar objetos estranhos. A parte frontal do olho, conforme mostrado na Figura 1, consiste em várias barreiras, como o complexo filme lacrimal e a natureza hidrofóbica e hidrofílica da córnea. Além disso, a drenagem nasolacrimal e o piscar desempenham um papel importante na eliminação rápida dos colírios aplicados. O piscar é um caso único em que a taxa de cisalhamento vai de zero, enquanto o olho está aberto, a um cisalhamento muito alto, à medida que as pálpebras se fecham e reabrem rapidamente.
Para melhorar o tempo de permanência dos componentes ativos, podem ser usadas diferentes formas de dosagem, como pomadas, géis e emulsões. O site NETZSCH trabalhou recentemente com o grupo de P&D de uma empresa farmacêutica e de dispositivos para cuidados com os olhos para desenvolver uma metodologia de teste exclusiva, no software programável rSpace, para ajudar a orientar o desenvolvimento de formulações de pomadas e colírios lubrificantes.
Condições de medição
Os reômetros Kinexus utilizam o software rSpace, que permite aos usuários programar uma sequência de testes personalizada. Os usuários também podem acessar e modificar os mais de 200 programas pré-construídos que acompanham o software e abrangem 6 idiomas.
Para testar as amostras fornecidas, foi produzida uma sequência personalizada capaz de medir uma única amostra em uma faixa de taxas de cisalhamento, em diferentes temperaturas, com pausas intermitentes para aquecimento. Esse método simula tanto a aplicação da formulação tópica conforme ela é aplicada a partir da embalagem primária (fluxo de cisalhamento) em temperatura ambiente quanto o efeito de piscar em temperatura quase fisiológica. Os parâmetros do teste estão descritos na Tabela 1.
Tabela 1: Parâmetros de teste para medir materiais oftálmicos tópicos
| Geometria | 1° cone, 40 mm |
|---|---|
| Volume da amostra | 0.8 ml |
| Espaço (H) | 1.5 mm |
| Força normal | 5 N |
| Temperatura testada | 25°C e 37°C |
| Faixa de cisalhamento IsotérmicoOs testes com temperatura controlada e constante são chamados de isotérmicos.isotérmico | 1 -5000 1/s |
Comparação de formulações tópicas
A viscosidade em função da taxa de cisalhamento e da temperatura para três produtos tópicos comerciais é mostrada nas Figuras 2a, b e c. A Figura 2a mostra uma pomada ocular feita de petrolato, óleo mineral e lanolina, que é usada para proporcionar alívio noturno dos sintomas de olho seco. A Figura 2b também é uma pomada usada para tratar os sintomas de olho seco durante a noite, mas inclui vitamina A junto com petrolato, óleo mineral e lanolina. Por fim, a Figura 2c é um lubrificante ocular com hialuronato de sódio de alto peso molecular e glicerina.
Embora todas as três amostras tenham sido projetadas para proporcionar conforto aos olhos de pacientes com olho seco. As formulações de pomada ocular mostradas nas Figuras 2a e 2b são ordens de magnitude mais viscosas em comparação com o lubrificante mostrado na Figura 2c. Além disso, as pomadas têm uma clara dependência de temperatura, na qual o aquecimento das amostras da temperatura ambiente para a temperatura fisiológica diminui significativamente sua viscosidade. Em contraste, o lubrificante mostra apenas uma leve redução na viscosidade à medida que a temperatura aumenta, o que não altera seu perfil de resposta geral. Esses são resultados informativos do ponto de vista do projeto: as pomadas "derretem" contra o calor do olho, mas permanecem viscosas o suficiente para aumentar o tempo de retenção. Essas pomadas são frequentemente usadas para o conforto ocular em pacientes com olho seco grave e doenças da córnea. O lubrificante ocular, por outro lado, apresenta um efeito distinto de Desbaste por cisalhamentoO tipo mais comum de comportamento não newtoniano é o afinamento por cisalhamento ou fluxo pseudoplástico, em que a viscosidade do fluido diminui com o aumento do cisalhamento.diluição por cisalhamento, sugerindo que a formulação será diluída por cisalhamento em função do piscar e não será removida rapidamente nem impedirá a visão.
Por fim, apesar de ambos serem lubrificantes oculares com formulações semelhantes, há uma diferença distinta nos perfis de resposta mostrados nas Figuras 2a e 2b. Em temperatura ambiente, a Figura 2b mostra uma resposta bifásica ao cisalhamento, em vez da resposta gradual mostrada na Figura 2a. Além disso, em temperaturas fisiológicas, a amostra 2b é significativamente mais viscosa em comparação com a 2a. Esse resultado ilustra a sensibilidade das unidades Kinexus e sua capacidade de diferenciar os produtos, mesmo quando eles têm composições semelhantes.
Resumo
A série de reômetros NETZSCH Kinexus Prime oferece aos usuários versatilidade e um alto grau de personalização quando se trata da caracterização de fluidos e semissólidos complexos. Para aplicações farmacêuticas e de ciências biológicas, a alta sensibilidade em uma faixa de taxa de cisalhamento de large e o baixo volume de amostra são os principais atributos para testes. Aqui, demonstramos como um método de teste personalizado foi gerado para que o Kinexus produzisse dados sobre produtos comerciais de cuidados com os olhos para apoiar o desenvolvimento de formulações. A ampla faixa de taxa de cisalhamento permite que os usuários simulem taxas de cisalhamento de piscar para orientar os especialistas em formulação sobre o tempo de permanência ocular, o conforto do paciente e o desfoque.