Development of a novel dietetic silicon supplement

Abstract

Ao longo do tempo têm surgido alguns estudos que sugerem que o silício terá importância biológica, e que, sendo assim, se deveria ter em conta a quantidade que é ingerida e absorvida, a nível dietético. A única forma de silicato passível de ser absorvida no intestino é a forma monomérica, designada ácido ortosilícico, o qual existe apenas em certos fluídos, tais como, água mineral e cerveja. Assim, e apesar de ainda não existir um valor estabelecido para o consumo diário de silício, é de esperar que muitas pessoas estejam em défice, o que abriu o mercado para os suplementos dietéticos de silicato. Porém, muitos dos suplementos disponíveis têm certas lacunas, tais como, biodisponibilidade diminuta, ou concentrações de silício reduzidas. O objectivo deste trabalho focou-se no desenvolvimento de um novo suplemento dietético de silício, através da síntese de nanopartículas, que apresentasse elevada biodisponibilidade, e que, de preferência, pudesse ser produzido no formato de cápsulas. As nanopartículas foram sintetizadas a partir de uma solução de silicato, através de uma mudança rápida de pH, e tentou-se prevenir a polimerização através de ligandos de superfície. As suspensões foram caracterizadas através de DLS, Zeta, ICP-OES, e ATR-FTIR. A biodisponibilidade foi testada através de dois ensaios de dissolução distintos. Os estabilizadores que apresentaram resultados mais promissores foram a sacarose e o PEG, e observou-se que a adição, na suspensão com sacarose, de etanol, aumentava ainda mais a estabilidade. Quando comparados, no que toca a biodisponibilidade, com Biosil, quase todos os materiais sintetizados apresentaram melhores resultados. No geral, e tendo em conta todos os resultados, o PEG foi o composto que teve melhor performance como estabilizador, no entanto, ainda ficou aquém do período ideal de estabilidade para um suplemento.

Over the years there have been some studies that suggest that silicon might have a biological role, and, therefore, that it should be taken into account how much of it is ingested, and absorbed, in our diet. The only form of silicate that is absorbed, in the intestinal lumen, is the orthosilicic acid, which only exists in certain fluids, like mineral water, and beer. Thus, and although there is still not an established value for a daily silicon intake, a lot of people do not get that much silicon from their diets, which opened the market space for silicate supplements. Some of those, however, have issues like low bioavailability, or low silicon concentration in the supplement itself. The aim of this work was to develop a new silicon supplement, in the nanoparticulate range, with high bioavailability, that would, ideally, be manufactured in a liquid-filled capsule. The silicate nanoparticles were synthesised from a soluble silicate suspension, through a pH driven process, and size was stabilised through the use of surface ligands. The suspensions were characterized using DLS, Zeta, ICP-OES, and ATR-FTIR. Bioavailability was assessed through two distinct dissolution assays. The stabilizers that delivered the most promising results were sucrose and PEG, and further addition of ethanol, to the sucrose stabilised suspension, improved the stability even further. When compared, in terms of bioavailability to Biosil, most of the synthesised materials performed better. Overall, and taking into account all the results, PEG was the compound that best performed as stabilizer, however, it is still far from the ideal stability time for the manufacturing of a supplement.