Produção e caracterização de cocristais de curcumina e resveratrol utilizando tecnologia supercrítica

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2023.Compostos bioativos como curcumina e resveratrol têm sido apontados como agentes com potencial para prevenção e tratamento de diversas doenças, em substituição a compostos sintéticos que apresentam ação limitada. No entanto, ambos apresentam baixa solubilidade em meio aquoso e, consequentemente, baixa biodisponibilidade, o que limita sua aplicação em larga escala. A cocristalização é um processo capaz de modificar propriedades físico-químicas de compostos ativos por meio da ocorrência de forças intermoleculares entre os coformadores bem como pela possível modificação em sua matriz cristalina. Este trabalho tem como objetivo produzir cocristais de curcumina e resveratrol por meio de tecnologia supercrítica, visando melhorar o perfil de dissolução de seus componentes e potencializar suas atividades biológicas. O processo de confirmação da obtenção de cocristal se deu por meio de caracterização por calorimetria diferencial de varredura (DSC), difração de raios-x de pó (DRXP) e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Foram obtidos cocristais de curcumina-resveratrol por meio da técnica de cocristalização com solvente supercrítico (CSS) utilizando acetona como cossolvente e cocristais de resveratrol-L-prolina por meio do método gás antissolvente (GAS). O processo CSS possibilitou alcançar melhora na dissolução do cocristal em comparação aos compostos puros, maior atividade antioxidante in vitro e maior potencial antinociceptivo/anti-inflamatório, observado por meio de testes comportamentais com camundongos. Da mesma forma, a cocristalização por GAS resultou em melhora do perfil de dissolução do resveratrol e de sua capacidade antioxidante in vitro em comparação ao resveratrol puro e à mistura física de resveratrol-L-prolina. As alterações observadas provavelmente estão relacionadas às modificações na estrutura cristalina dos compostos, sugerindo melhora em sua biodisponibilidade, o que fornece aos cocristais um bom potencial para utilização nas indústrias alimentícia e farmacêutica.Abstract: Bioactive compounds such as curcumin and resveratrol have been appointed to have potential for prevention and treatment of several diseases, replacing synthetic compounds with limited action. However, both present low aqueous solubility and, consequently, low bioavailability, which limits their application on a large scale. Cocrystallization is a process that can modify the physicochemical properties of active compounds by the occurrence of intermolecular forces between them and possible modifications in the crystalline matrix. This research aims to produce curcumin and resveratrol cocrystals using supercritical technology, intending to improve the dissolution rate and to enhance the biological activity of the components. The confirmation of cocrystal production was performed by characterization employing differential scanning calorimetry (DSC), x-ray powder diffraction (XRPD), and Fourier transform-infrared spectroscopy (FTIR). Successful cocrystallization of curcuminresveratrol was achieved by cocrystallization with supercritical solvent (CSS) using acetone as co-solvent, and cocrystallization of resveratrol-L-proline by the gas antisolvent (GAS) technique. CSS process resulted in higher cocrystal dissolution in comparison to pure compounds, better antioxidant activity in vitro, and better antinociceptive/anti-inflammatory potency, observed by behavioral tests in mice. In the same way, the dissolution profile and antioxidant capacity of resveratrol were enhanced by cocrystallization with L-proline via the GAS method, in comparison to pure compound and resveratrol-L-proline physical mixture. The changes observed probably are related to alterations in the crystalline structure, suggesting improvements in their bioavailability, which gives the cocrystals good potential for use in the food and pharmaceutical industries