UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS CARRERA DE … · 2018-06-01 ·...
108
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS CARRERA DE QUÍMICA FARMACÉUTICA DESARROLLO DE UN SISTEMA DE LIBERACIÓN CONTROLADA BASADO EN MICROPARTÍCULAS MUCOADHESIVAS DE ALGINATO CON CLARITROMICINA Y METRONIDAZOL Trabajo de investigación previo a la obtención del título Químico Farmacéutico AUTOR: Arturo Rafael Caizaluisa Loachamin [email protected] TUTOR: Bonilla Valladares Pablo Mauricio [email protected] Quito DM, Mayo de 2018
Transcript of UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS CARRERA DE … · 2018-06-01 ·...
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
CARRERA DE QUÍMICA FARMACÉUTICA
DESARROLLO DE UN SISTEMA DE LIBERACIÓN CONTROLADA BASADO EN
MICROPARTÍCULAS MUCOADHESIVAS DE ALGINATO CON
CLARITROMICINA Y METRONIDAZOL
Trabajo de investigación previo a la obtención del título Químico Farmacéutico
AUTOR: Arturo Rafael Caizaluisa Loachamin
TUTOR: Bonilla Valladares Pablo Mauricio
Quito DM, Mayo de 2018
i
DEDICATORIA
A Luis (†) y Josefina, mis ejemplos de vida.
A mi madre Eulalia y mi hermana María José, mi motivación y fortaleza.
.
ii
AGRADECIMIENTO
A todos quienes de manera desinteresada brindaron su ayuda durante los años de la carrera y
a quienes aportaron para la culminación de esta investigación:
Al Dr. Pablo Bonilla por su paciencia, confianza y acertada guía en calidad de tutor de la
investigación.
Al Msc. Javier Santamaria, y Msc. Liliana Naranjo Borja por compartirme conocimiento
científico, valores éticos y en especial por su incondicional apoyo durante el desarrollo de
esta investigación.
A Catherine mi compañera de vida por su paciencia y apoyo.
A las antiguas amistades del barrio Pablo, Sammy y Kevin por su ayuda constante.
A toda la sarta de amigos de la “Vieja Guardia”: Anita, Diego, Gatuzo, Guambra, Jimmy,
Larry, Tzanzita y Vico con quienes compartimos aulas, conocimiento, alegrías y tristezas
durante este largo trayecto de la vida universitaria.
iii
AUTORIZACION DEL AUTOR
Yo, Arturo Rafael Caizaluisa Loachamin, en calidad de autor del trabajo de investigación:
Desarrollo de un sistema de liberación controlada basado en micropartículas
mucoadhesivas de alginato con claritromicina y cetronidazol”, por la presente autorizo a
la Universidad Central del Ecuador, hacer uso de todos los contenidos que me pertenecen o
de parte de los que contienen esta obra, con fines estrictamente académicos o de
investigación.
Los derechos que como autor me corresponden, con exepción de la presente autorización,
seguirán a mi favor, de conformidad con lo establecido en los artículos 5, 6, 8, 19 y demás
pertinentes de la Ley de Propiedad intelectual y su Reglamento.
También, autorizo a la Universidad Central del Ecuador a realizar la digitalización y
publicación de este trabajo de investigación en el repositorio virtual, de conformidad a lo
dispuesto en el Art. 144 de la Ley Orgánica de Educación Superior
Quito, 04 de Abril del 2018
Arturo Rafael Caizaluisa Loachamin
C.I. 1718655572
iv
CONSTANCIA DE APROBACIÓN DEL TUTOR
Yo, Pablo Mauricio Bonilla Valladares en calidad de tutor del trabajo de investigación
titulado: Desarrollo de un sistema de liberación controlada basado en micropartículas
mucoadhesivas de alginato con claritromicina y metronidazol elaborado por el estudiante
Arturo Rafael Caizaluisa Loachamin de la Carrera de Química Farmacéutica, considero que el
mismo reúne los requerimientos y méritos necesarios en el campo metodológico y en el
campo epistemológico, por lo que lo APRUEBO, a fin de que sea sometido a la evaluación
por parte del tribunal calificador que se designe.
En la ciudad de Quito, a los 04 días del mes de Abril de 2018
--------------------------------------------------
Pablo Mauricio Bonilla Valladares
C.I. 1709888240
v
INFORME DEL TRIBUNAL CALIFICADOR DE LA TESIS
El Tribunal constituido por: JAVIER SANTAMARIA, LILIANA NARANJO y PABLO
BONILLA, luego revisar el trabajo de investigación titulado: Desarrollo de un sistema de
liberación controlada basado en micropartículas mucoadhesivas de alginato con
claritromicina y metronidazol” previo a la obtención del título (o grado académico) de
Químico Farmacéutico presentado por el señor Arturo Rafael Caizaluisa Loacahamin
APRUEBA el trabajo presentado.
Para constancia de lo actuado firman:
___________________ __________________
Javier Santamaría Liliana Naranjo
C.I. 18022467132 C.I. 0601545213
__________________
Pablo Bonilla
C.I. 1709888240
vi
ABREVIATURAS
ALG --- Alginato.
DSC --- Calorimetría Diferencial de Barrido.
EE CL --- Eficacia de encapsulación de claritromicina.
EE MT --- Eficacia de encapsulación de metronidazol.
FTIR --- Espectrometría Infrarroja con Transformadas de Fourier.
HPMC --- Hidroxipropilmetilcelulosa.
HPTLC --- Cromatografía de Capa Fina de Alta Performance.
H2RA --- Antagonista de los receptores de la H2.
H8 --- Grado de hinchamiento a las 8 horas.
IBP --- Inhibidor de la bomba de Protones.
MALT --- Linfoma de Tejido Linfoide Asociado a las Mucosas.
M8 --- Capacidad mucoadhesiva a las 8 horas.
Q8 CL --- Cantidad de claritromicina liberada a las 8 horas.
Q8 MT --- Cantidad de metronidazol liberado a las 8 horas.
SEF --- Sistema de Entrega de Fármacos.
T --- Tamaño de micropartícula.
UV-Vis ---- Ultravioleta Visible.
vii
ÍNDICE DE CONTENIDOS
pág.
DEDICATORIA ......................................................................................................................... i
AGRADECIMIENTO ............................................................................................................... ii
AUTORIZACION DEL AUTOR ............................................................................................ iii
CONSTANCIA DE APROBACIÓN DEL TUTOR ................................................................ iv
INFORME DEL TRIBUNAL CALIFICADOR DE LA TESIS ............................................... v
ABREVIATURAS .................................................................................................................... vi
ÍNDICE DE CONTENIDOS ................................................................................................... vii
ÍNDICE DE ANEXOS ............................................................................................................. xi
LISTA DE FIGURAS .............................................................................................................. xii
LISTA DE TABLAS ............................................................................................................. xiii
RESUMEN .............................................................................................................................. xv
SUMMARY ............................................................................................................................ xvi
INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 1
Capítulo I ................................................................................................................................... 2
1. El Problema ........................................................................................................................ 2
1.1. Planteamiento del Problema ........................................................................................ 2
1.2. Formulación del Problema .......................................................................................... 3
1.3. Objetivos ..................................................................................................................... 3
1.3.1. Objetivo General ...................................................................................................... 3
1.3.2. Objetivos Específicos .............................................................................................. 3
1.4. Justificación e Importancia.......................................................................................... 3
Capítulo II .................................................................................................................................. 5
2. Marco Teórico .................................................................................................................... 5
2.1. Antecedentes de la investigación ................................................................................ 5
2.2. Fundamento Teórico ................................................................................................... 6
viii
2.2.1. Helicobacter pylori .................................................................................................. 6
2.2.2. Claritromicina .......................................................................................................... 9
2.2.3. Metronidazol .......................................................................................................... 10
2.2.4. Sistemas de Entrega de Fármacos (SEF) ............................................................... 11
2.2.5. Sistemas de partículas para la entrega de entrega de fármacos ............................. 13
2.2.6. Microencapsulación ............................................................................................... 14
2.2.7. Liberación de fármacos desde las micropartículas ................................................ 16
2.2.8. Alginatos ................................................................................................................ 17
2.2.9. Micropartículas mucoadhesivas ............................................................................ 20
2.2.10. Modelos para el ajuste de cinéticas de liberación. .............................................. 22
2.2.11. Criterios de aceptación para modelos cinéticos. ................................................. 25
2.3. Fundamento Legal ..................................................................................................... 27
2.4. Hipótesis .................................................................................................................... 27
2.5. Sistema de Variables ................................................................................................. 28
Capítulo III ............................................................................................................................... 29
3. Metodología De Investigación ......................................................................................... 29
3.1. Diseño de la Investigación ..................................................................................... 29
3.2. Población y Muestra .............................................................................................. 29
3.3. Materiales .............................................................................................................. 29
3.4. Reactivos ............................................................................................................... 30
3.5. Material Biológico ................................................................................................. 30
3.6. Equipos .................................................................................................................. 30
3.7. Diseño Experimental ............................................................................................. 31
3.8. Matriz de Operacionalización de las Variables ..................................................... 33
3.9. Técnicas e instrumentos de recolección y procesamiento de Datos ...................... 33
3.10. Procedimientos ...................................................................................................... 34
Capítulo IV............................................................................................................................... 40
4. Análisis y Discusión de Resultados ................................................................................. 40
4.1. Fase 1: Elección de los parámetros para el desarrollo del sistema............................ 40
4.1.1. Diseño de la emulsión W/O ................................................................................... 40
4.1.2. Diseño de la matriz mucoadhesiva ........................................................................ 41
ix
4.1.3. Incorporación de los principios activos ................................................................. 42
4.2. Fase 2: Elaboración y caracterización de las micropartículas mucoadhesivas ......... 42
4.2.1. Elaboración de las micropartículas ........................................................................ 42
4.2.2. Caracterización de las micropartículas mucoadhesivas ......................................... 45
4.2.3. Perfiles de liberación de claritromicina y metronidazol desde las micropartículas
mucoadhesivas. ................................................................................................................ 55
Capítulo V ................................................................................................................................ 62
5. Conclusiones y Recomendaciones ................................................................................... 62
5.1. Conclusiones ............................................................................................................. 62
5.2. Recomendaciones ...................................................................................................... 63
Bibliografía .............................................................................................................................. 64
Anexos ..................................................................................................................................... 70
Anexo 1. Esquema causa efecto ........................................................................................... 70
Anexo 2. Diagrama de flujo ................................................................................................. 71
Anexo 3. Prevalencia de Helicobacter pylori en las principales ciudades del Ecuador ...... 72
Anexo 4. Certificados Analíticos ......................................................................................... 73
Claritromicina, materia prima .......................................................................................... 73
Metronidazol, materia prima ............................................................................................ 75
Claritromicina, estándar secundario ................................................................................. 76
Metronidazol, estándar secundario .................................................................................. 77
Hidroxipropilmetilcelulosa .............................................................................................. 78
Alginato sódico ................................................................................................................ 80
Anexo 5. Perfiles de disolución de las micropartículas mucoadhesivas .............................. 82
Curva de calibración, Claritromicina ............................................................................... 82
Datos para el perfil de disolución de claritromicina a partir de las micropartículas
mucoadhesivas. ................................................................................................................ 82
Curva de calibración, Metronidazol ................................................................................. 84
Datos para el perfil de disolución de metronidazol a partir de las micropartículas
mucoadhesivas. ................................................................................................................ 85
Anexo 6. Fotografías ............................................................................................................ 87
Equipos ........................................................................................................................... 87
x
Diseño de las microemulsiones ........................................................................................ 89
Proceso de manufactura ................................................................................................... 89
Análisis de la micropartículas .......................................................................................... 91
xi
ÍNDICE DE ANEXOS
pág.
Anexo 1. Esquema causa efecto ............................................................................................... 70
Anexo 2. Diagrama de flujo ..................................................................................................... 71
Anexo 3. Prevalencia de Helicobacter pylori en las principales ciudades del Ecuador .......... 72
Anexo 4. Certificados Analíticos ............................................................................................. 73
Anexo 5. Perfiles de disolución de las micropartículas mucoadhesivas .................................. 82
Anexo 6. Fotografías ................................................................................................................ 87
xii
LISTA DE FIGURAS
pág.
Figura 1. Morfología externa de Helicobacter pylori. ............................................................... 7
Figura 2. Fórmula Molecular Claritromicina ............................................................................. 9
Figura 3. Fórmula Molecular Metronidazol ............................................................................. 10
Figura 4. Microencapsulación por emulsificación. .................................................................. 15
Figura 5. Características estructurales del alginato.................................................................. 18
Figura 6. Reticulación del alginato modelo “Egg-box” ........................................................... 19
Figura 7. Etapas de la mucoadhesión ....................................................................................... 21
Figura 8. Diagrama ternario ..................................................................................................... 35
Figura 9. Diagrama ternario de fases ....................................................................................... 40
Figura 10. Distribución de tamaños de micropartícula ............................................................ 47
Figura 11. Grafica de interacción para tamaño de micropartícula. .......................................... 48
Figura 12. Eficacia de encapsulación de claritromicina y metronidazol. ................................ 49
Figura 13. Perfil de grado de hinchamiento de las micropartículas durante 8 horas ............... 51
Figura 14. Grafica de interacción para grado de hinchamiento de las micropartículas a las 8
horas ......................................................................................................................................... 52
Figura 15. Perfil de grado de mucoadhesioón de las micropartículas durante 8 horas. ........... 53
Figura 16. Grafica de interacción para capacidad mucoadhesiva de las micropartículas a las 8
horas ......................................................................................................................................... 54
Figura 17. Perfil de liberacion de claritromicina desde las microparticulas mucoadhesivas. . 55
Figura 18. Perfil de liberacion de metronidazol desde las microparticulas mucoadhesivas. ... 55
Figura 19. Grafica de interacción para cantidad de claritromicina y metronidazol desde las
micropartículas a las 8 horas. ................................................................................................... 57
xiii
LISTA DE TABLAS
pág.
Tabla 1. Regímenes tradicionales utilizados para tratar la infección por Helicobacter pylori. . 8
Tabla 2. Constantes Farmacocinéticas de Claritromicina ........................................................ 10
Tabla 3. Constantes Farmacocinéticas de Metronidazol .......................................................... 11
Tabla 4. Rutas anatómicas para la administración sistémica de fármacos .............................. 12
Tabla 5. Sistemas de partículas portadores de fármacos.......................................................... 13
Tabla 6. Métodos de microencapsulación ................................................................................ 15
Tabla 7. Polielectrolitos utilizados en la gelificación ionotrópica ........................................... 16
Tabla 8. Polímeros bioadhesivos ............................................................................................. 22
Tabla 9. Elección de los parámetros para el desarrollo del sistema......................................... 28
Tabla 10. Elaboración y evaluación de las micropartículas mucoadhesivas ........................... 28
Tabla 11. Diseño factorial completo 22 con un punto central .................................................. 32
Tabla 12. Traducción de niveles codificados en cantidades reales .......................................... 32
Tabla 13. Matriz de Operacionalización de las Variables ....................................................... 33
Tabla 14. Composición porcentual de la fase interna de las emulsiones. ................................ 36
Tabla 15. Proporciones de componentes de las emulsiones y resultados de análisis. ............. 41
Tabla 16. Pruebas de cantidad de polímeros a usarse. ............................................................. 41
Tabla 17. Pruebas de cantidad de principios activos incorporados. ........................................ 42
Tabla 18. Parámetros para el desarrollo del sistema. ............................................................... 42
Tabla 19. Pruebas de tipo y velocidad de agitación. ................................................................ 43
Tabla 20. Pruebas de tiempo de emulsificación....................................................................... 43
Tabla 21. Tabla de equipo y condiciones de secado. ............................................................... 44
Tabla 22. Rendimiento y humedad residual de los lotes elaborados. ...................................... 45
Tabla 23. Estadística descriptiva del tamaño de partícula de las formulaciones. .................... 46
Tabla 24. Análisis de Varianza para tamaño de micropartícula .............................................. 48
Tabla 25. Eficacia de entrampamiento y porcentaje de carga de claritromicina y metronidazol.
.................................................................................................................................................. 49
Tabla 26. Análisis de Varianza para la eficacia de encapsulación de claritromicina. ............. 50
Tabla 27. Análisis de Varianza para la eficacia de encapsulación de metronidazol. ............... 50
Tabla 28. Grado de hinchamiento de las micropartículas. ....................................................... 51
Tabla 29. Análisis de Varianza para el grado de hinchamiento a las 8 horas. ......................... 52
Tabla 30. Porcentaje de mucoadhesión de las micropartículas a la 1 y 8 horas ...................... 53
xiv
Tabla 31. Análisis de Varianza para mucoadhesión a las 8 horas. .......................................... 54
Tabla 32. Perfil de liberación de claritromicina desde las microparticulas mucoadhesivas. ... 56
Tabla 33. Perfil de liberación de metronidazol desde las microparticulas mucoadhesivas. .... 56
Tabla 34. Análisis de Varianza para la cantidad de claritromicina liberada a las 8 horas ....... 57
Tabla 35. Análisis de Varianza para cantidad de metronidazol liberado a las 8 horas ............ 58
Tabla 36. Modelos cinéticos de disolución de claritromicina desde las micropartículas
mucoadhesivas. ........................................................................................................................ 59
Tabla 37. Modelos cinéticos de disolución de metronidazol desde las micropartículas
mucoadhesivas. ........................................................................................................................ 60
Tabla 38. Valor n para la liberación de claritromicina y metronidazol desde las
microparticulas mucoadhesivas. .............................................................................................. 61
xv
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
CARRERA DE QUIMICA FARMACEUTICA
TITULO: Desarrollo de un sistema de liberación controlada basado en micropartículas
mucoadhesivas de alginato con claritromicina y metronidazol
AUTOR: Arturo Rafael Caizaluisa Loachamin
TUTOR: Pablo Mauricio Bonilla Valladares
RESUMEN
El fallo de las terapias tradicionales contra Helicobacter pylori ha constituido a este
microorganismo como un problema para la salud mundial y ha llevado al desarrollo de
sistemas de liberación controlada vectorizados para mejorar la tasa de erradicación del
mismo; por esta razón se propone desarrollar un sistema de liberación controlada basado en
micropartículas mucoadhesivas de alginato con claritromicina y metronidazol por el método
de emulsión-gelificación externa con un diseño factorial completo 22 con un punto central
con el fin de estudiar la influencia de alginato y HPMC sobre la cinética de disolución de
estos principios activos. Se obtuvieron 5 formulaciones con forma ligeramente esférica y
tamaños inferiores a 1,04 mm; cuando se encuentran en solución, presentan la capacidad de
hincharse absorbiendo el medio que las rodea hasta en un 109,2 % de su peso inicial;
encapsulan la claritromicina y metronidazol con eficiencias superiores al 50 %; exhibieron
buenas propiedades mucoadhesivas al permanecer retenidas a la mucosa estomacal de cerdo
hasta un 55,0% durante 8 horas; la liberación de los principios activos desde las
microparticulas se prolonga por tiempos superiores a 8 horas dependiendo de la composición
de la matriz, llegando a liberarse hasta un 81,2% de claritromicina y 82,1 % de metronidazol
con una cinética que se ajusta al modelo Korsmeyer-Peppas. Los resultados del diseño
factorial completo de 22 indican que la concentración de alginato y la concentración de
HPMC afectan de forma significativa sobre las variables dependientes: Tamaño de
micropartícula, grado de mucoadhesión a las 8 horas, capacidad de hinchamiento a las 8 horas
eficincia de encapsulación de claritromicina y metronidazol y cantidad acumulada de
principios activos liberados a las 8 horas; por lo tanto, en base a resultados in vitro, estos
sistemas desarrollados constituyen una futura forma farmacéutica de aplicación industrial
para la liberación oral sostenida de claritromicina y metronidazol.
PALABRAS CLAVE: H, pylori, METRONIDAZOL, CLARITROMICINA,
MUCOADHESIÓN, MICROPARTICULAS, EMULSIÓN-GELIFICACIÓN EXTERNA.
xvi
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
CARRERA DE QUIMICA FARMACEUTICA
TITLE: Development of a controlled release system based on alginate mucoadhesive
microparticles with clarithromycin and metronidazole.
AUTHOR: Arturo Rafael Caizaluisa Loachamin
TUTOR: Pablo Mauricio Bonilla Valladares
SUMMARY
The failure of traditional therapies against Helicobacter pylori has constituted this
microorganism as a problem for global health and has led to development of targeted drug
delivery systems in order to improve the rate of eradication; for this reason, it is proposed to
develop a control release system based on mucoadhesive microparticles of alginate with
clarithromycin and metronidazole by the external gelling-emulsion method with a full
factorial design 22 with central point to study the influence of alginate and HPMC on the
dissolution kinetics of these active ingredients. We obtained 5 formulations with slightly
spherical shape and sizes less than 1,04 mm; when are in solution, they have the ability to
swell absorbing the surrounding medium up to 109,2% of their initial weight; encapsulate
clarithromycin and metronidazole with efficiencies greater than 50,0 %; they exhibited good
mucoadhesive properties by remaining retained to the pig gastric mucosa up to 55.0% during
8 hours; the release of the active ingredients from the microparticles is prolonged for times
longer than 8 hours depending on the composition of the matrix, reaching up to 81,2% of
clarithromycin and 82,1% of metronidazole with a kinetics that adjusts to the Korsmeyer-
Peppas model. The results of the full factorial design of 22 with a central point indicate that
the concentration of alginate and the concentration of HPMC significantly affected the
dependent variables: Microparticle size, degree of mucoadhesion at 8 hours, swelling capacity
at 8 hours, encapsulation efficiency of clarithromycin and metronidazole and accumulated
amount of active ingredients released at 8 hours; therefore, based on in vitro results, these
developed systems constitute a future pharmaceutical form of industrial application for the
oral control release of clarithromycin and metronidazole.
KEY WORDS: H, pylori, METRONIDAZOLE, CLARITROMYCIN, MUCOADHESION,
MICROPARTICULES, EMULSION-EXTERNAL GELIFICATION.
1
INTRODUCCIÓN
Los sistemas de liberación controlada vectorizados garantizan la biodisponibilidad del
fármaco en el lugar requerido por un tiempo prolongado, reduciendo o eliminando los efectos
secundarios del fármaco al disminuir la deslocalización del tratamiento. La cinética de
liberación de estos sistemas mantiene la concentración terapéutica del fármaco estable en el
sitio requerido (Arora, Bisen, & Budhiraja, 2012).
El presente proyecto de investigación tiene como objetivo general el desarrollo de un
sistema de liberación controlada basado en micropartículas mucoadhesivas de alginato con
claritromicina y metronidazol por el método de emulsión-gelificación externa. Y para
alcanzar este objetivo; se diseña la matriz del sistema de micropartículas mucoadhesivas a
partir de la fase interna de una emulsión W/O, caracterizar el sistema de micropartículas
mucoadhesivas, y por último evaluar la cinética de la liberación de los principios activos
desde la matriz de las micropartículas mucoadhesivas.
El desarrollo del presente proyecto de investigación se lo realizó en cinco capítulos, los
cuales se describen a continuación:
El primer capítulo, que está conformado por los siguientes temas: planteamiento del
problema, la formulación del problema, los objetivos de la investigación, la justificación e
importancia.
El segundo capítulo, donde se contempla los siguientes temas: antecedentes de la
investigación, fundamento teórico, fundamento legal, hipótesis y sistema de variables.
El tercer capítulo, donde se describe el diseño experimental empleado y las variables con
sus dimensiones en la matriz de operacionalización de las variables; el procedimiento,
materiales, reactivos y equipos necesarios para desarrollar la presente investigación, también
se menciona el paradigma, nivel y tipo de investigación del que se hace uso.
El cuarto capítulo, donde se encuentra los resultados producto de la etapa experimental y
su respectivo análisis estadístico que se presenta como Graficas de Interacción y Tablas de
ANOVA multifactorial además de las discusiones pertinentes; también se encuentran perfiles
de disolución, hinchamiento y capacidad muchoadhesiva, histogramas de tamaño de
micropartícula y cinética de disolución con su análisis.
En el quinto capítulo se encuentran las conclusiones del trabajo de investigación y las
recomendaciones para la optimización del proceso y una posible aplicación industrial.
2
CAPÍTULO I
1. El Problema
1.1. Planteamiento del Problema
El Helicobacter pylori, bacilo Gram negativo de forma espiral, microorganismo patógeno
reportado como un importante factor etiológico en el desarrollo de enfermedades como,
gastritis crónica activa, ulcera gástrica, ulcera duodenal, adenocarcinoma gástrico (Marshall
& Warren, 1984) y linfoma de tejido linfoide asociado a las mucosas (MALT) (Wotherspoon,
Ortiz-Hidalgo, Falzon, & Isaacson, 1991) en el humano y además es una de las bacterias más
difíciles de erradicar. En 1994 la Organización Mundial de la Salud identificó al Helicobacter
pylori entre los agentes carcinógenos tipo 1, siendo la primera bacteria incluida en esta lista,
mientras que en 2014 la FDA la incluyó a la Lista de Patógenos Calificados que pueden
plantear una grave amenaza para la salud pública.
El índice de prevalencia mundial de la infección por Helicobacter pylori es mayor al 50%,
(Hunt, 2010) siendo la prevalencia general más alta en los países en desarrollo y más baja en
los países desarrollados, (Debets-Ossenkopp et al., 2003) al igual que una prevalencia
superior en zonas rurales con falta de servicios básicos en comparación con las grandes
ciudades. (Goh, Chan, Shiota, & Yamaoka, 2011)
El tratamiento óptimo no ha sido claramente establecido. Entre las diferentes alternativas
están la Terapia Triple (Inhibidor de la Bomba de Protones (IBP) + dos antibióticos:
amoxicilina y claritromicina o metronidazol y claritromicina) y Terapia Cuádruple (IBP +
bismuto + dos antibióticos: amoxicilina + claritromicina o metronidazol + tetraciclina). Estos
regímenes presentan varios inconvenientes como; prolongado tiempo del tratamiento, formas
farmacéuticas difíciles de ingerir, baja adherencia o abandono del tratamiento, bajas tasas de
erradicación con altas posibilidades de reinfección y creciente resistencia a antibióticos.
(Sierra, Forero, & Rey, 2014)
La amoxicilina es el antibiótico de primera línea en la terapia de erradicación de H. pylori
con alta efectividad cuando se administra conjuntamente con un inhibidor de protones (90%),
baja CMI90 (0.06mg/L) y baja resistencia in vitro a pH neutro. (Erah, Goddard, Barrett,
Shaw, & Spiller, 1997) Sin embargo cerca del 30% de la población presenta alergia a los
antibióticos betalactámicos, (Lin, Saxon, & Riedl, 2010) y esto conlleva un gran problema
para la elección de la farmacoterapia adecuada.
En el Ecuador, Helicobacter pylori afecta a más del 50% de la población (Debets-
Ossenkopp et al., 2003), una breve revisión de estudios realizados en el país relacionados a la
incidencia de Helicobacter pylori indica que existe una prevalencia entre 24 - 89,9%. (Anexo
3)
3
A esto se suma que en el país no se comercializan formas farmacéuticas con asociaciones
de principios activos con las que se consiga la entrega de los mismos en cantidades necesarias
en el momento y en el lugar que se requiere, es decir garanticen la biodisponibilidad, que
sean de fácil administración como son los sistemas de liberación controlada, sistemas
mucopenetrantes o sistemas mucoadhesivos que permitan la vectorización (targeting) del
tratamiento.
Por los motivos anteriormente descritos, es necesario identificar y desarrollar esquemas
óptimos de tratamiento como son las formas farmacéuticas de liberación controlada que
asocien antibióticos en bajas concentraciones, sea de fácil administración, garantice una total
entrega de principio activo, el correcto cumplimiento de las tomas, así como la disminución
de efectos secundarios o eviten efectos no deseados en otros lugares del organismo.
1.2. Formulación del Problema
¿Un sistema de entrega de fármacos (SEF) que consiste en micropartículas mucoadhesivas
de alginato que contenga claritromicina y metronidazol, garantiza la entrega de los principios
activos a la velocidad, en el sitio y en las cantidades adecuadas?
1.3. Objetivos
1.3.1. Objetivo General
Desarrollar un sistema de liberación controlada basado en micropartículas mucoadhesivas
de alginato con claritromicina y metronidazol por el método de emulsión-gelificación
externa.
1.3.2. Objetivos Específicos
Diseñar la matriz del sistema de micropartículas mucoadhesivas a partir de la fase interna
de una emulsión W/O.
Caracterizar el sistema de micropartículas mucoadhesivas.
Evaluar la cinética de la liberación de los principios activos desde la matriz de las
micropartículas mucoadhesivas.
1.4. Justificación e Importancia
La falla de las terapias tradicionales tiene varias limitaciones como, baja adherencia al
tratamiento, el bajo tiempo de residencia de los medicamentos en el estómago, pobre
4
penetración de los principios activos en la mucosa gástrica, degradación acida de los
antibióticos y el desarrollo de resistencias a los mismos (Arora et al., 2012).
Además, los altos costos y el excesivo tiempo que involucra el desarrollo de nuevas
moléculas en la industria farmacéutica, las trabas burocráticas y éticas asociadas para el
lanzamiento al mercado de estas moléculas (Marovac, 2001), ha incentivado el desarrollo de
sistemas de liberación controlada usando polímeros (vehículos) biodegradables,
biocompatibles que contengan moléculas activas existentes en el mercado que han vencido su
patente.
Varios investigadores han desarrollado sistemas de administración de fármacos
gastroretentivos y de liberación controlada, tales como sistemas de micropartículas, sistemas
flotantes, sistemas mucoadhesivos, sistemas de gel sensibles al pH y sistemas
mucopenetrantes con el fin de aumentar la concentración del o los principios activos
directamente en el sitio requerido (Arora et al., 2012) evitando fluctuaciones de la
concentración plasmática en el organismo y controlando así la aparición de efectos adversos
para con esto incentivar el cumplimiento de la terapia por parte del paciente. Estos sistemas
han tenido un gran desarrollo en los últimos años en varios países permitiendo reformular
moléculas terapéuticas ya existentes, sin embargo, tras una breve revisión de Repositorios
Digitales de varias Instituciones de Educación Superior del Ecuador, demuestra que en el país
existe limitado número de estudios que permitan ayudar al avance de estas técnicas, por lo
que su aplicación industrial es prácticamente nula.
El desarrollo de estos sistemas de liberación controlada, una vez aprobados para su
comercialización por parte de entes reguladores constituirían una farmacoterapia eficaz en
varios problemas de salud de la población, además que fomentará el interés en la
Investigación y Desarrollo por parte de instituciones educativas y empresas farmacéuticas
aumentando así el nivel de competitividad y calidad de los medicamentos ofertados.
Por lo citado anteriormente, es importante el desarrollo de una técnica optimizada que
permita la obtención de micropartículas mucoadhesivas de alginato cargadas con
claritromicina y metronidazol, por el método de emulsión-gelificación externa y constituyan
un sistema de liberación controlada de los principios activos en la mucosa gástrica,
aumentando la biodisponibilidad y eficacia del medicamento, además de disminuir los efectos
colaterales y la frecuencia de administración.
El proyecto de investigación es factible pues utiliza técnicas y métodos sencillos, las
materias primas pueden ser adquiridas en importadores dentro del país, así como la
tecnología y equipos analíticos necesarios se encuentran disponibles en los distintos
Laboratorios de la Facultad de Ciencias Químicas.
5
CAPÍTULO II
2. Marco Teórico
2.1. Antecedentes de la investigación
Md et al. (2011) desarrolló un método optimizado para la obtención de un sistema
gastroretentivo de administración de fármacos de microesferas mucoadhesivas de alginato
cargadas con aciclovir mediante el método de emusificación-gelificación externa, obtuvieron
micropartículas con un tamaño medio 70.60 ± 2.44 μm, eficacia de retención de principio
activo en el rango de 51.42−80.46% y con buena mucoadhesión (66.42 ± 1.01%).
Determinaron en este estudio que el tamaño de partícula aumenta con el incremento de la
concentración de alginato y disminuye cuando se incrementa la velocidad de agitación, de
igual forma, que la concentración de cloruro de calcio de 10% y la relación droga polímero
1:4 resultan en un incremento en la eficiencia de retención de principio activo y extienden la
liberación del principio activo desde la matriz, el estudio in vivo utilizando Gammagrafía con
conejos blancos Nueva Zelanda demostró que la gastrorentención es mayor a 4 horas. Con los
resultados obtenidos de esta investigación concluyeron que una formulación optimizada
puede consistir una buena opción para el desarrollo de sistemas gastroretentivos.
Patel, Dadhani, Ladani, Baria, & Patel (2010) diseñaron un sistema gástrico específico que
gelifica in situ que contiene claritromicina y metronidazol benzoato, con alginato como
polímero que controla liberación, CaCO3 como agente reticulante, HPMC K100M y goma
xathan como viscosantes, la formulación que obtuvieron presentó: viscosidad en los rangos
de 148 – 194 cP, pH 7,2 – 7,8 concentración de claritromicina 99.27±0.23%, concentración
de metronidazol benzoato 99.56±0.21%, pruebas in vitro en medio acido (pH 1,2) indicaron
que gelifica inmediatamente y permanece por un periodo prolongado, el tiempo de flotación
fue mayor a 12 horas. Demostraron que a altos niveles de HPMC K100M la cantidad liberada
de principios activos en 1 y 12 horas disminuye así como también el tiempo requerido para
que se libere el 80% de los principios activos aumenta, cuando los niveles de ALG aumentan
progresivamente.
Garud & Garud (2012) diseñaron microesferas cargadas de rosiglitazona maleato con una
mezcla de alginato y polímeros mucoadherentes: carboximetilcelulosa de sodio, carbopol
934P e hidroxipropilmetilcelulosa en distintas formulaciones por el método de gelificación
iónica de orificio. Los estudios de compatibilidad entre los componentes de la formulación
usando FT-IR indicó que no existe potencial interacción química fármaco-excipientes, las
micropartículas tuvieron forma esférica de flujo libre con tamaños entre 404±3.5 - 510±3.4
μm y un porcentaje de retención de principio activo 68,2 – 85,6%. El test de
mucoadhesividad in vitro lo llevaron a cabo por el método “wash-off” utilizando mucosa
gástrica de oveja acoplada al brazo de un desintegrador de tabletas USP donde observaron
que el lavado es más rápido a pH intestinal simulado (pH 6,8) que pH gástrico simulado (pH
1,2), además que el tiempo de adhesión a pH 1.2 es mayor cuando utilizaron HPMC que
cuando usaron Carbopol 934P y en pH 6.8 sucede lo contrario, mientras que las
6
formulaciones que utilizan CMC sódica presentaban tiempos de adhesión bajos en ambos
medios (<6 horas). El perfil de liberación del principio activo in vitro dependiente de pH lo
llevaron a cabo a pH 1,2 usando el aparto 1 a 100rpm (USP XXII) durante 12 horas donde
observaron que el orden creciente de la velocidad de liberación de los sistemas es:
alginato:CMC sódico < alginato:carbopol < alginato:HPMC y que la liberación de fármaco a
partir del sistema alginato-CMC al ser la más lenta y extendida durante un periodo de 12
horas y con resultados más reproducibles son adecuadas para formulaciones de liberación
controlada para administración oral.
Arora & Bughiraja (2012) elaboraron un sistema de administración gastrorresistente
basado en microcápsulas cargadas con amoxicilina mediante gelificación ionotrópica de
alginato con quitosano, usando cloruro de calcio como agente reticulante con el objetivo de
minimizar la degradación del fármaco en medio ácido. Establecieron que la condición óptima
para la elaboración de las microcápsulas era: alginato 2% w/v, quitosano 0,75% w/v (pH 5,0)
y cloruro cálcico al 1,0% w/v. Obtuvieron microcápsulas con un rendimiento de
entrampamiento de fármaco de 84% y un tamaño medio de 840 μm. Además establecieron
que la concentración de quitosano influyó significativamente en el tamaño de partícula y
eficiencia de encapsulación. También, la disminución en la proporción fármaco: alginato
resultó en una mayor liberación de amoxicilina en medios ácidos y la descomposición
relativa del fármaco después de la encapsulación se reduce en un 83,3% al cabo de 8 horas.
En la Escuela Politécnica del Chimborazo (Riobamba, Ecuador), Villarroel Ortiz (2015)
elaboró y evaluó microesferas mucoadhesivas mediante la técnica de gelificación iónica por
extrusión utilizando como polímeros alginato y quitosano y como agente ionizante cloruro de
calcio. La evaluación del tamaño (>1mm) y morfología de las microesferas las realizó
mediante el uso de microscopía óptica y la propiedad mucoadhesiva por el método “Wash-
off”. De esta investigación el autor concluyó que la capacidad mucoadhesiva es directamente
proporcional a la concentración de polímeros, las condiciones óptimas de secado son a
temperatura ambiente sobre papel empaque durante 20 horas, la altura de goteo es entre 2-5
y 5 cm, por lo tanto, esta técnica resulta adecuada para la obtención de partículas poliméricas
a nivel magistral con capacidad mucoadhesiva, constituyendo una oportunidad para la
posterior incorporación de fármacos.
2.2. Fundamento Teórico
2.2.1. Helicobacter pylori
En 1984, Robin Warren y Barry Marshall identificaron un bacilo de forma espiral,
gramnegativo, ureasa, catalasa y oxidasa positiva, que poseía de 3 a 5 flagelos polares (Fig.
1), en biopsias gástricas de pacientes que acudieron al Royal Perth Hospital de Australia a
consulta para ser sometidos a endoscopia oral, al que denominaron Campylobacter pyloridis,
(Marshall & Warren, 1984) Posteriormente, en 1989 estudios de secuenciación de la región
7
16S del RNA ribosómico demostraron que es una especie distinta de Campylobacter,
pasando a denominarse Helicobacter pylori. (Goodwin et al., 1989)
Figura 1. Morfología externa de Helicobacter pylori.
(Fuente: McColl, 2010)
Una de las características más notables de Helicobacter pylori es su capacidad de
colonizar el ambiente altamente ácido que se encuentra dentro del estómago al metabolizar la
urea en amoniaco a través de la ureasa, lo que genera un ambiente neutro alrededor de la
bacteria, lo que le permite subsistir durante décadas en el ambiente gástrico adverso debido a
la incapacidad del anfitrión para eliminar la infección. (Wroblewski, Peek, & Wilson, 2010)
Aproximadamente la mitad de la población mundial está infectada con Helicobacter
pylori, y la mayoría de los infectados desarrollan inflamación crónica coexistente. (McColl,
2010) En la mayoría de las personas, la infección por Helicobacter pylori no causa ningún
síntoma, sin embargo a largo plazo aumenta significativamente el riesgo de desarrollar
enfermedades específicas del sitio, (Wroblewski et al., 2010) siendo un importante factor
patógeno en el desarrollo de enfermedades gástricas como; gastritis crónica activa, ulcera
gástrica, ulcera duodenal, adenocarcinoma gástrico (Marshall & Warren, 1984) y linfoma de
tejido linfoide asociado a las mucosas (MALT) (Wotherspoon et al., 1991)
Se han descrito varias especies de Helicobacter, de las cuales solo Helicobacter pylori y
Helicobacter heilmannii afectan al ser humano. (Kusters, van Vliet, & Kuipers, 2006)
2.2.1.1. Régimen Farmacoterapeútico.
El tratamiento óptimo primera o segunda línea que logre la total erradicación de
Helicobacter pylori no ha sido claramente establecido, las tasas de éxito de las terapias varían
ampliamente a nivel mundial. (Sierra, 2014) Las terapias tradicionales de primera línea
comprenden:
Terapia Triple: IBP + dos antibióticos: amoxicilina y claritromicina o metronidazol y
claritromicina
8
Terapia Cuádruple: IBP + bismuto + dos antibióticos: amoxicilina + claritromicina o
metronidazol + tetraciclina. (Meurer & Bower, 2002)
Tabla 1. Regímenes tradicionales utilizados para tratar la infección por Helicobacter pylori.
Principio activo Dosis y días Factor de
conveniencia
Tolerabilidad % Erradicación
Terapia
Triple
Omeprazol o
Lanzoprazol +
Amoxicilina +
Claritromicina
20mg/12h
30mg/12h
1g/12h
500mg/12h
x 7-14 d
Dos dosis diarias
Menos efectos
secundarios
significativos,
pero un sabor más
anormal en
comparación con
otros regímenes
87-92
Omeprazol o
Lanzoprazol +
Claritromicina +
Metronidazol
20mg/7-14
30mg/12h
500mg/12h
500mg/12h
x 7-14 d
Dos dosis diarias
72-77
Ranitidina citrato de
bismuto +
Claritromicina +
Tetraciclina o
Amoxicilina
400mg/12h
500mg/12h
500mg/12h
1g/12h
x 7-14 d
Dos dosis diarias
Aumento de la
diarrea versus
otros regímenes
>87
Ranitidina citrato de
bismuto +
Metronidazol +
Tetraciclina o
Amoxicilina
400mg/12h
500mg/12h
500mg/12h
1g/12h
x 7-14 d
Dos dosis diarias
92-97
Terapia
Cuádruple
Subsalicilato de
Bismuto +
Metronidazol +
Tetraciclina +
H2RA*
525 mg/6h
(2tab/6h)
250mg/6h
500mg/6h
x 10-14d
H2RA x 28 d
18 comprimidos
diarios
Más efectos
secundarios;
Aumento de
náuseas en
comparación con
otros regímenes
87-92
Subsalicilato de
Bismuto +
Metronidazol +
Tetraciclina +
IBP**
525 mg/6h
(2tab/6h)
250mg/6h
500mg/6h
x 10-14d
18 comprimidos
diarios
Incremento de las
nauseas
91-97
*H2RA: antagonista de los receptores de la H2. **IBP: Inhibidor de la Bomba de protones. Adaptado de: Sierra, 2013 & Meurer, 2002
La terapia cuádruple es apropiada como tratamiento de primera línea en áreas donde se ha
reportado que la resistencia a claritromicina o metronidazol es alta (> 20%) o en pacientes
con exposición reciente o repetida a estos antibióticos (McColl, 2010)
El fracaso de un tratamiento de primera línea suele estar relacionado con la resistencia de
Helicobacter pylori a claritromicina o metronidazol, o ambos agentes (McColl, 2010).
Cuando ha fracasado el tratamiento de primera elección, generalmente se recomienda como
terapia de rescate o terapia de segunda línea la siguiente pauta durante 7 días: IBP dosis de
tratamiento/12h + Ranitidina citrato de Bismuto 120mg/6h + Tetraciclina 500mg/6h +
Metronidazol 500mg/8h. (Núñez Arias, 2008)
9
2.2.2. Claritromicina
La claritromicina (6-0-methyl-6-0-Metileritromicina) es un macrólido semisintético
antibacteriano con un anillo de 14 átomos, resulta de la sustitución del grupo hidroxilo en
posición 6 por un grupo metoxi de la eritromicina, lo cual le da estabilidad en pH ácido,
mayor biodisponibilidad oral, mayor espectro de actividad, mejores propiedades
farmacocinéticas y menos efectos adversos gastrointestinales. (Rodvold, 1999)
Figura 2. Fórmula Molecular Claritromicina (Fuente: USP 39)
Ejerce su acción antibacteriana al inhibir la síntesis de proteínas en las bacterias sensibles
ligándose de forma irreversible a la subunidad 50S ribosomal, presenta una acción
bacteriostática, aunque a altas concentraciones puede comportarse de forma bactericida según
las características del microorganismo. (Prieto & Alou, 2002) Se metaboliza principalmente
por las isoenzimas 3A del citocromo P450 (CYP) y tiene un metabolito activo, la 14-
hidroxiclaritromicina, que es más activo que la claritromicina contra H. influenzae y M.
catarrhalis (Cobos-Trigueros, Ateka, Pitart, & Vila, 2009).
Es usada generalmente en infecciones de las vías respiratorias, infecciones dérmicas y
algunas genitourinarias, siendo activo contra distintos microoganismos, como
microorganismos Gram positivos tanto cocos (excepto MSRA y Enterococcus spp.) como
bacilos (Clostridium perfringens, Propionibacterium acnes, Listeria monocytogenes) algunos
microorganismos gramnegativos (Moraxella spp., Bordetella pertussis, Campylobacter
jejuni, Neisseria gonorrhocae) y microorganismos de crecimiento intracelular o yuxtacelular
(Mycoplasma pneumoniae, Chlamydia spp., Legionella pneumophila, Borrelia burgdorferi).
Es el macrolido más activo contra Mycobacterium aviumcomplex, M. chelonae, M. kansasii,
M. leprae y Helicobacter pylori. (Cobos-Trigueros et al., 2009)
10
Tabla 2. Constantes Farmacocinéticas de Claritromicina
Dosis/Ví
a
(mg/12h)
F,
%
T1/2 ,
h
Cmax ,
mg/l
Vd,
l/kg
Tmax
h
Pico
sérico,
mg/l
Fijación
proteica,
%
AUC,
mg/l h
Eliminación
renal,
%
Conc
tisular,
mg/l o
mg/kg
Claritromicina
250 vo
500 vo
o i.v.
55
4-5
1-1.5
2-3
6
2.2
2,5 con
500 mg
oral
65- 70
4.39-14.3
20
5-15
(pulmón)
5,3-6,5
(amígdala)
14-hidroxi-
claritromicina
6-7
0.46-
0.65*
0.78-
1.0**
0,9 con
500 mg
oral
*Después de una dosis de 250 mg. **Después de una dosis de 500 mg. VO: vía oral. IV: vía intravenosa. F:
Biodisponibilidad. Adaptado de Cobos-Trigueros, 2009 & Prieto, 2002
2.2.3. Metronidazol
El Metronidazol [1-(2-hidroxietil)-2-metil-5-nitroimidazol] es un antibiótico sintético
nitroimidazolico, empleado en la práctica clínica por más de 50 años. (Bendesky &
Menéndez, 2001) (Freeman, Klutman, & Lamp, 1997) originalmente fue usado para el
tratamiento de infecciones por Trichomonas vaginalis, pero posteriores investigaciones han
ido ampliando el espectro de su acción por lo que actualmente es usado en el tratamiento de
una variedad de infecciones provocadas por diferentes tipos de organismos. (Bendesky &
Menéndez, 2001)
Figura 3. Fórmula Molecular Metronidazol
(Fuente: USP39)
Es un profármaco que actúa dañando a las células al formar aductos con las proteínas y los
ácidos nucleicos, es inactivo hasta que es metabolizado dentro de los microorganismos. Su
mecanismo de acción es a través de la eliminación del potencial reductor de microorganismos
anaerobios y microaerofílicos mediante la acción de proteínas transportadoras de electrones
como la piruvato: ferrodoxina oxidoreductasa o flavodoxina localizadas en el interior del
microorganismo, las cuales llevan a cabo la reducción del grupo nitro formando N-(2-
hidroxietil) del ácido oxámico y de acetamida. (Freeman et al., 1997)
11
En los mamíferos incluyendo al humano, su biotransformación se da principalmente en el
hígado por la vía oxidativa (Fase I) que finalmente dan origen a las formas metabólicas
hidroxilada, acetilada, así como a metabolitos conjugados con glucurónidos (Fase II). En las
reacciones de fase I participan los complejos enzimáticos de citocromos P450 de las
subfamilias 1A, 2B y 2C. El metabolito hidroxilado, también presenta una actividad
antimicrobiana considerable aunque menor a la del fármaco original (30 a 65%) (Bendesky
& Menéndez, 2001)
Actualmente es usado para el tratamiento de infecciones por protozoarios (amebiasis) y
micoorganismos microaerofílicos o anaerobios. Es activo contra protozoarios como:
Trichomonas vaginalis, Giardia lamblia, Entamoeba histolytica, Microorganismos
anaerobios gramnegativos: Bacteroides spp., Fusobacterium spp., Campylobacter fetus,
Helicobacter pylori, Gardenerella vaginalis. Microorganismos anaerobios Gram positivos:
Peptostreptococcus, Clostridium perfringes, Clostridium difficile (Bendesky & Menéndez,
2001) (Freeman et al., 1997).
Tabla 3. Constantes Farmacocinéticas de Metronidazol
Dosis/Vía
(mg/12h)
F
(%)
T1/2
(h)
Cmax
(mg/l)
Vd
(l/kg)
Tmax
(h)
Fijación
Proteica
(%)
AUC (mg/l
h)
Eliminación
renal
(%)
Metronidazol
500 vo
2000 vo
o i.v.
99
8.3
6.9-11.2
1.1
2.2
11
81.6
10
VO: vía oral. IV: vía intravenosa. Adaptado de Freeman et al., 1997)
2.2.4. Sistemas de Entrega de Fármacos (SEF)
Un sistema de entrega de fármacos o DDS por sus siglas en inglés (Drug Delivery System)
se define, según Jain (2008) como “Una formulación o un dispositivo que permite la
introducción de una sustancia terapéutica en el cuerpo y mejora su eficacia y seguridad
controlando la velocidad, el tiempo y el lugar de liberación de fármacos en el cuerpo.” (p.1)
Es decir, es la conexión entre el paciente y el fármaco. Este proceso incluye la administración
del medicamento, la liberación del, o los principios activos desde el medicamento y el
posterior transporte de estos principios activos a través de las membranas biológicas hacia el
sitio de acción requerido. Los fármacos ingresan al organismo por varias vías anatómicas
(Tabla 4) y la elección de estas vías depende de la patología a tratarse, del efecto deseado y el
tipo de fármaco disponible. Los fármacos pueden ser administrados directamente al órgano
afectado o de forma sistemática y dirigida hacia el órgano en específico. (Jain, 2008)
12
Tabla 4. Rutas anatómicas para la administración sistémica de fármacos
a) Sistema gastrointestinal
Oral, Rectal
b) Parenteral
Subcutánea, Intramuscular, Intravenosa, Intraarterial
c) Transmucosa
Mucosa bucal
Mucosa que recubre el resto del tracto gastrointestinal
d) Transnasal
Pulmonar: Entrega de fármacos por inhalación
e) Administración transdérmica
f) Infusión intraósea
Fuente: Jain, 2008
2.2.4.1. Sistemas de entrega oral de fármacos.
La administración de fármacos por vía oral ha sido la más usada y predilecta tanto por el
paciente como por el tratante debido a la facilidad de administración y la amplia aceptación
por parte de los pacientes, aunque presenta varias limitaciones tales como la irritación del
tracto gastrointestinal, metabolización del primer paso de varios fármacos, degradación o
insolubilidad a pH gástrico e intestinal, especialmente proteínas y péptidos, (Shojaei, 1998)
además, la vía oral resulta inespecífica y las tasas de absorción y concentraciones séricas
resultan variables e impredecibles. Esto ha llevado a la investigación y consecuentemente el
desarrollo de SEF para administración oral para que mejoren su acción, entre los que
destacan los sistemas de liberación sostenida y de liberación controlada (Jain, 2008).
Los sistemas y dispositivos mucoadhesivos de liberación controlada mejoran la eficacia de
la administración transmucosa de un fármaco manteniendo la concentración de fármaco entre
los niveles efectivo y tóxico, inhibiendo la dilución del fármaco en los fluidos corporales,
permitiendo la selección y localización de un fármaco en un sitio específico. (Patel, Liu, &
Brown, 2011)
2.2.4.1.1. Sistemas Liberación Sostenida.
Denominados también “sistemas de acción prolongada o retardada" y disminuyen la
frecuencia de dosificación además de las fluctuaciones de las concentraciones plasmáticas,
mejorando la utilización del fármaco al ampliar su acción (Collins & Garnett, 2000).
2.2.4.1.2. Sistemas de Liberación controlada.
La liberación controlada implica alcanzar la biodisponibilidad del agente activo en el
momento requerido y en el lugar adecuado; es usado para prolongar el tiempo acción de una
dosis terapéutica disminuyendo los efectos adversos. En estos sistemas el fármaco se
13
encuentra acoplado a un soporte que generalmente es de naturaleza polimérica. (Sáez,
Hernáez, & Angulo, 2002)
2.2.4.1.3. Sistemas de entrega selectiva.
La falla de las terapias tradicionales utilizadas en el tratamiento de enfermedades
localizadas en órganos específicos ha motivado la investigación para el desarrollo de sistemas
alternativos que aumenten la especificidad del tratamiento con una distribución sistémica
mínima del fármaco. Involucran sistemas portadores y dispositivos de localización que se
depositan en el sitio requerido durante periodos prolongados y garantizan la especificidad del
tratamiento (Jain, 2008)
Polímeros no degradables. Se utilizan como componentes de dispositivos implantables
para la entrega de fármacos. Son estables en sistemas biológicos. (Lastres García, 2002)
Polímeros conjugados con fármacos. El fármaco se une a un portador polimérico
hidrosoluble mediante enlaces débiles y se usan para direccionar fármacos por
administración sistémica o implantándolos directamente en el sitio de acción. (Jain, 2008)
Polímeros biodegradables. en el organismo, el polímero y sus subproductos no deben
ser tóxicos y deben eliminarse en condiciones normales. (Sáez, et al., 2002)
2.2.5. Sistemas de partículas para la entrega de entrega de fármacos
Los sistemas partículados poliméricos proporciona varios beneficios sobre formulaciones
tradicionales al proteger fármaco de la degradación o metabolización hasta su liberación y
esta puede mantenerse durante días a meses, manteniendo de ese modo las concentraciones
plasmáticas en niveles terapéuticos adecuados durante períodos de tiempo más largos Estos
sistemas pueden usarse para administrar fármacos por vía oral, directamente a la circulación
sistémica o en un determinado compartimento del organismo debido principalmente a su
tamaño (Tabla 5), (Champion, Katare, & Mitragotri, 2007)
Tabla 5. Sistemas de partículas portadores de fármacos
a) Micropartículas: tamaños usualmente entre 1-100 μm
b) Nanopartículas: tamaño entre 10 y 1000 nm.
Partículas coloidales
c) Matrices de azúcar de tipo vidrio
d) Partículas celulares rellenadas
Eritrocitos, leucocitos, plaquetas, bacterias y levaduras
Fuente: Jain, 2008
Entre los varios parámetros que influyen en la liberación del fármaco de estos sistemas
están la naturaleza del fármaco, la elección del polímero, tamaño de partícula, química de la
superficie y características del medio que las rodea. (Champion, et al., 2007) (Jain, 2008).
14
2.2.6. Microencapsulación
La microencapsulación es el recubrimiento de un núcleo de materiales sólidos, líquidos o
gaseosos con una película de material polimérico o graso, que origina partículas
micrométricas de flujo libre (Agnihotri, Mishra, Goda, & Arora, 2012). El producto
resultante ha recibido diferentes denominaciones; micropartícula, microcápsula o microesfera
y estos son sistemas que se diferencian en su morfología y estructura interna, pero existiendo
como factor común el tamaño micrométrico y de igual forma cuando las partículas son
menores que 1 µm, se denominan; nanoesferas, nanopartículas o nanocápsulas. Generalmente
presentan una forma irregular, debido a que el material de cubierta se deposita en la
superficie de las partículas que se encapsularán y adopta su forma original. (Saez, Hernández,
& Peniche, 2007)
Actualmente la microencapsulación ha tomado gran importancia en varias industrias como
la farmacéutica, cosmética, química, agrícola, construcción naval, alimentaria entre otras
(Saez, et al., 2007). Las micropartículas pueden constituir por sí mismas una forma
farmacéutica o bien ser acondicionadas en una forma farmacéutica secundaria (Jain, 2008).
Las microesferas contienen al fármaco disperso en la totalidad de la partícula mientras que
las microcápsulas tienen una membrana de barrera que rodea un núcleo sólido o líquido, lo
que es una ventaja en el caso de péptidos y proteínas. Estas micropartículas son preparadas a
partir de proteínas biodegradables reticuladas, polisacáridos (almidón) y varios polímeros
naturales y sintéticos (Jain, 2008).
Se han descrito numerosos tipos de microesferas
Microesferas bioadhesivas
Microesferas magnéticas
Microsferas flotantes
Microesferas radiactivas
Microesferas poliméricas
Microesferas poliméricas biodegradables
Microesferas poliméricas sintéticas (Prasanth, Moy, Mathew, & Mathapan, 2011)
(Ramteke, Jadhav, & Dhole, 2012).
2.2.6.1. Métodos de Preparación
En general, se dividen en tres grupos: (Tabla 6)
15
Tabla 6. Métodos de microencapsulación
a) Procesos físico mecánicos
Secado por atomización
Extracción/Evaporación del solvente
Recubrimiento en Lecho Fluido
Extrusión
b) Procesos químicos
Polimerización interfacial
Polimerización heterogénea
Polimerización por radicales libres
c) Procesos fisicoquímicos
Coacervación simple
Coacervación Compleja
Gelificación iónica
Adaptado de Saez et al., 2007, Lam & Gambari, 2014 y Malleswari, Desi Reddy, & and Swathi, 2016
2.2.6.1.1. Extracción/Evaporación del solvente
Se forman a partir de una emulsión aceite-en-agua (O/W) o agua-en-aceite (W/O) donde
se disuelve o dispersa el fármaco en la fase interna formada por el polímero de revestimiento
(Fig. 4) (Saez et al., 2007). Las microesferas se obtienen después de que el material de
revestimiento se encoge alrededor del fármaco contenido en el núcleo para producir las
microcápsulas mediante la eliminación de las gotitas del disolvente del polímero ya sea por
evaporación del disolvente (por calor o presión reducida), o por extracción de un tercer
disolvente. (Lam & Gambari, 2014)
Figura 4. Microencapsulación por emulsificación. Descripción: Diagramas esquemáticos de (a) un sistema o/w y (b) un sistema w/o (Fuente: Lam & Gambari, 2014).
También se usan emulsiones múltiples del tipo W/O/O o W/O/O/O (O'Donnell &
McGinity, 1997)
16
2.2.6.1.2. Gelificación iónica
La gelificación ionotrópica depende de la capacidad de los polielectrolitos de reticularse
en la existencia de contraiones (Tabla 7) para producir las perlas de hidrogel reticuladas
esféricas. (Lam & Gambari, 2014)
Gelificación externa: La sal de calcio soluble es agregada en el seno de una emulsión
W/O. El tamaño de partícula no puede ser bien controlado (400μm y 1mm) y las
partículas tienden sedimentar y formar cúmulos antes de adquirir la consistencia deseada.
(Patil, Chavanke, & Wagh, 2012)
Gelificación interna: El ion calcio se libera desde un complejo insoluble (carbonato de
calcio) en una solución de alginato por acción del ácido que se encuentra en la fase
dispersa (ácido acético – aceite), se obtienen micropartículas de un tamaño de aprox. 50
μm. (Patil et al., 2012).
Se describen varias modificaciones de estos métodos, al igual que combinaciones de los
mismos, entre los que destacan; Emulsión-Gelificación Externa (Md et al., 2011), Emulsión-
Gelificación Interna (Heng, Chan, & Wong, 2003) Emulsión-Extracción de solvente
(O'Donnell & McGinity, 1997)
Tabla 7. Polielectrolitos utilizados en la gelificación ionotrópica
Polímeros naturales Monómeros/polímeros sintéticos Cationes multivalentes
Quitosano
Alginato
Fibrina
Colágeno
Gelatina
Ácido hialurónico
Dextrano
Metacrilato de hidroxietilo (HEMA)
Metacrilato de N-(2-hidroxipropilo) (HPMA)
N-vinil-2-pirrolidona (NVP)
N-Isopropilacrilamida (NIPAMM)
El acetato de vinilo (VAc)
Ácido acrílico (AA)
Ácido metacrílico (MAA)
Acrilato/metacrilato de polietilenglicol
(PEGA / PEGMA)
Diacrilato/dimetacrilato de polietilenglicol (PEGDA /
PEGDMA)
Sodio (Na +)
Potasio (K +)
Calcio (Ca + 2)
Férrico (Fe + 2)
Bario (BA + 2)
Zinc (Zn +2)
Magnesio (Mg + 2)
Aluminio (Al + 3)
Fuente: Patil et al., 2012
2.2.7. Liberación de fármacos desde las micropartículas
2.2.7.1. Sistema monolítico controlado por degradación.
El fármaco se disuelve y distribuye en toda la matriz polimérica donde se une fuertemente
y solo se libera cuando se degrada la matriz. La difusión del fármaco es lenta en comparación
con la degradación de la matriz (Lastres García, 2002) (Malleswari et al., 2016).
17
2.2.7.2. Sistema monolítico controlado por difusión.
El fármaco se libera por difusión antes o simultáneamente con la degradación de la matriz
polimérica. La velocidad de liberación también depende si el polímero se degrada por
mecanismo homogéneo o heterogéneo (Lastres García, 2002) (Malleswari et al., 2016).
2.2.7.3. Sistema de depósito controlado por difusión.
El fármaco está encapsulado por una membrana controladora de la velocidad a través de la
cual difunde y la membrana se erosiona sólo después de que se haya completado la entrega.
La liberación del fármaco no se ve afectada por la degradación de la matriz. (Malleswari et
al., 2016)
2.2.7.4. Erosión.
El revestimiento se desgasta debido al pH y la hidrólisis enzimática en el tracto intestinal,
esto desencadena la liberación del fármaco junto con cierto material de revestimiento
(Malleswari et al., 2016).
2.2.8. Alginatos
El alginato es un polímero polisacárido aniónico de origen natural que se obtiene como
ácido algínico típicamente de algas pardas (Phaeophyceae) o también se lo encuentra como
un polisacárido de la pared bacteriana. El ácido algínico se extrae con una solución alcalina
diluida y se aísla al tratar con ácidos minerales para posteriormente formar una sal del mismo.
La sal sódica del alginato es la más utilizada actualmente. (Tønnesen & Karlsen, 2002)
Su estructura consta de residuos de ácido D-mannurónico (M) y ácido L-gulurónico (G)
que están unidos por enlaces 1-4 y dispuestos en la cadena polimérica en bloques. Los
bloques homogéneos están compuestos por bloques consecutivos (MMM o GGG) y
separados por bloques formados por unidades al azar o alternadas de ácidos manurónico y
gulurónico (GMGMGM) (Fig. 5) (Draget, 2009).
18
Figura 5. Características estructurales del alginato.
Descripción: a) Monómeros, b) Cadena, c) Fracciones o bloques (Fuente: Draget, 2009)
El peso molecular de los alginatos comercializados se encuentran entre 32000 y 400000
g/mol (Lee & Mooney, 2012) y este peso varía mucho de acuerdo al tipo de alga de donde se
ha obtenido, la viscosidad de una solución de alginato es proporcional al peso molecular
(Draget, 2009).
Un alginato con alto contenido de ácido gulurónico es más soluble en agua que el alginato
que contenga alta proporción de ácido mannurónico y al solubilizarse forma una solución
coloidal viscosa, es prácticamente insoluble en soluciones hidroalcohólicas superiores al
30%, solventes orgánicos y soluciones acidas de pH inferior a 3. (Rowe, Sheskey, & Weller,
2009)
Se usa en comprimidos y cápsulas como aglutinantes, también es usado en formulaciones
de liberación sostenida por vía oral y además, por las propiedades adhesivas de los geles que
se forman con alginato permite investigar la liberación de fármacos desde sistemas que se
adhieren a la mucosa del tracto gastrointestinal, mucosa vaginal, nasal, pulmonar, etc. (Rowe,
Sheskey, & Weller, 2009). También se usa para la microencapsulación de fármacos, como
una alternativa a otras técnicas de microencapsulación que utilizan disolventes orgánicos,
disminuyendo el riesgo a la salud (Agnihotri, Mishra, Goda, & Arora, 2012).
2.2.8.1. Reticulación del alginato.
Los hidrogeles son estructuras tridimensionales reticuladas compuestas por polímeros
hidrófilos con un elevado contenido de agua, alrededor del 95%. (Lee & Mooney, 2012)
La reticulación química y/o física de polímeros hidrofílicos es la forma más usada para
formar hidrogeles. (Lee & Mooney, 2012) La formación de un hidrogel de alginato depende
19
de la naturaleza y propiedades de la cadena polimérica, del tipo de reticulador y del tipo de
modulador o agente auxiliar reticulador. (Draget, 2009)
2.2.8.1.1. Reticulación iónica
Los alginatos muestran propiedades características de unión a iones, y su afinidad por los
cationes multivalentes depende de su composición, consistiendo esta propiedad como base
fundamental para la preparación de hidrogeles de alginato con diferentes propiedades físico-
químicas y estabilidad (Lee & Mooney, 2012). La afinidad de los alginato por los metales
alcalinotérreos disminuye en el orden Ba>Sr>Ca>>Mg, siendo prácticamente nula con Mg e
iones monovalentes (Draget, 2009).
El bloque G de un polímero se une con el bloque G de otro polímero formando una
estructura característica en forma de caja de huevos (“egg-box model”) (Fig. 6) basado en la
conformación de enlace (diaxial) entre los residuos de guluronato. (Grant, Morris, Rees,
Smith, & Thom, 1973) por esto, un alginato con una elevada proporción de bloques G
formará un gel mucho más rígido que con otro alginato con baja proporción de guluronato
(Lee, 2012).
Figura 6. Reticulación del alginato modelo “Egg-box”
(Fuente: Lee, 2012)
20
El alginato también puede reticular por:
Reticulación covalente
Foto-reticulación
Reticulación celular (Draget, 2009)
2.2.9. Micropartículas mucoadhesivas
Constituyen un SEF vectorizado que usa la propiedad de la bioadhesión que tienen ciertos
polímeros que se aumentan su viscosidad cuando se hidratan. (Carvalho, Bruschi,
Evangelista, & Gremião, 2010)
El término bioadhesión fue introducido por Robinson, Longer, & Veillard (1987) como
“el estado en el que dos materiales, al menos uno de los cuales es de naturaleza biológica, se
mantienen unidos durante un período de tiempo prolongado por fuerzas interfaciales” (p.
307).
La capa mucosa recubre varias regiones del cuerpo incluyendo un tracto gastrointestinal,
tracto urogenital, las vías respiratorias, las orejas, la nariz y el ojo y estos representan sitios
potenciales para la unión de sistemas (Parmar, Bakliwal, Gujarathi, & Pawar, 2010).
2.2.9.1. Teorías de Mucoadhesión
Teoría electrónica: las transferencias de electrones ocurren al contacto del polímero
adhesivo con una red de glucoproteína de moco debido a la diferencia en sus estructuras
electrónicas. Esto da como resultado la formación de doble capa eléctrica en la interfaz.
Teoría de la absorción: después de un contacto inicial entre dos superficies, el material
se adhiere debido a la fuerza superficial que actúa entre los átomos en dos superficies. Se
unen por enlaces químicos primarios (covalente) y enlaces químicos secundarios (fuerzas
electrostáticas, fuerzas de Vander Walls, puentes de hidrógeno y enlaces hidrófobos)
Teoría de la difusión: las cadenas de polímero y el moco se mezclan a una profundidad
suficiente para crear un enlace adhesivo semipermanente dependiente del coeficiente de
difusión y del tiempo de contacto.
Teoría de humectación: cuando dos superficies de sustrato se ponen en contacto una con
otra en presencia del líquido, el líquido puede actuar como un adhesivo entre la superficie
del sustrato.
Teoría cohesiva: la bioadhesión se deben a la interacción intermolecular entre moléculas
similares (Carvalho et al., 2010) (Parmar et al, 2010).
21
El mecanismo de mucoadhesión consta de dos etapas consecutivas (Fig. 7), la de contacto
que se caracteriza por el contacto físico del mucoadhesivo con la mucosa y la de
consolidación caracterizada por una interacción química del polímero, que al sufrir una
gelificación inicia un íntimo contacto con la mucosa. (Carvalho et al., 2010)
Figura 7. Etapas de la mucoadhesión
(Fuente: Carvalho et al., 2010)
2.2.9.2. Polímeros bioadhesivos
La aplicación de estos materiales en la industria farmacéutica radican en la alta
biocompatibilidad y seguridad con el sistema biológico, pudiéndose obtener de fuentes
naturales como algas y crustáceos o de fuentes sintéticas. (Rodríguez, Cerezo, & Salem,
2000)
Todo sistema bioadhesivo debe sus propiedades a la inclusión de uno o varios tipos de
moléculas poliméricas que en condiciones apropiadas son capaces de establecer interacciones
con la superficie biológica, reteniendo así la forma farmacéutica que contiene al fármaco. Las
moléculas estudiadas como mucoadhesivas son numerosas y con distintas características.
(Tabla 8) (Harding, Davis, Deacon, & Fiebrig, 1999)
22
Tabla 8. Polímeros bioadhesivos
BUENO O EXCELENTE
Ácido poliacrílico
Alginato
Carbopol
Carboximetilcelulosa sódica
Carragenato
Goma guar
Hidroxietilcelulosa
Metilcelulosa 10 cPs
PEG de peso molecular muy alto
Poliacrilamida
Policarbofil
Tragacanto
MEDIA
Ácido poliacrílico – sacarosa
Ácido polimetacrílico
Carbopol - vaselina/parafina hidrofílica
Goma de karaya
Hidroxipropilcelulosa
Gelatina
POBRE
Acacia
Ácido algínico
Agar-agar
Amilopectina
Carboximetilcelulosa cálcica
Polihidroxietilmetacrilato (PHEMA)
Metilcelulosa, mayor de 100 cPs
Pectina
Polietilenglicol
Polivinilpirrolidona
Carragenato degradado
Dextranos
Fuente: Carvalho et al., 2010 & Parmar et al, 2010
2.2.10. Modelos para el ajuste de cinéticas de liberación.
Para que un fármaco pueda ser absorbido es necesario que se encuentre en solución y para
esto dependerá de la forma cristalina, solubilidad cantidad y tamaño de partícula del fármaco,
del medio donde se libera, de la forma farmacéutica, componentes y el método de
elaboración, (Viserras Iborra, 2008) por lo que la cinética de liberación de principios activos
resulta un fenómeno difícil de modelizar, pero en general se mide la cantidad de principio
activo que se libera desde la matriz en función del tiempo. (Fernández, Santos, & Estévez,
2009)
Los varios modelos cinéticos que describen liberación del fármaco desde las diferentes
unidades de dosificación se dividen generalmente en 2 grupos, modelos reales o mecanicistas,
y modelos empíricos, también se describen modelos nuevos matemáticos aún en estudio.
(Costa & Lobo, 2001)
23
Modelos reales o mecanicistas: basados en el modelo de la capa de difusión de Noyes y
Whitney, son modelos en los que la etapa limitante para la transferencia del fármaco hacia el
medio de disolución es la difusión de las moléculas a través de esa capa, donde rigen las leyes
cinéticas y las de difusión (2da Ley de Fick) (Viserras Iborra, 2008)
Modelos empíricos: son modelos basados en ecuaciones matemáticas sin fundamento
cinético que no caracterizan de manera adecuada las propiedades de disolución del fármaco,
el más usado es el modelo de Weibull que inicialmente fue desarrollado para el estudio
estadístico de poblaciones de datos de distinto origen. (Viserras Iborra, 2008).
2.2.10.1. Modelos reales o mecanicistas
2.2.10.1.1. Modelo de orden cero
La velocidad permanece constante durante todo el tiempo e independiente de la
concentración del fármaco. Este modelo describe la liberación del fármaco desde
formulaciones de liberación controlada que no se desagregan. (Dash, Murthy, Nath, &
Chowdhury, 2010) (Costa & Lobo, 2001)
𝑑𝐶
𝑑𝑡= − 𝑘0
𝐶 = 𝐶𝑜 – 𝑘𝑡 Ecuación 1
2.2.10.1.2. Modelo de primer orden
La velocidad de está en función de la concentración del fármaco disuelto en el medio en
ese momento. Este modelo también describe procesos de absorción y eliminación de varios
fármacos solubles que se encuentran en matrices porosas. (Dash, y cols. 2010) (Costa &
Lobo, 2001)
𝑑𝐶
𝑑𝑡= − 𝑘1𝐶
ln 𝐶 = ln 𝐶0 – 𝑘1𝑡 Ecuación 2
Donde
C → concentración del principio activo en un tiempo t
Co→ concentración inicial de principio activo
t→ tiempo
k1 → constante de velocidad que depende de las condiciones experimentales.
24
2.2.10.1.3. Modelo de Higuchi
El modelo matemático propuesto por Higuchi en 1963, que describe la liberación del
fármaco a partir de una de las caras de la matriz en condiciones de sumidero. En este modelo,
la fracción de medicamento liberado está en función de la raíz cuadrada del tiempo. (Higuchi,
1963)
𝑀𝑡
𝑀∞= 𝑘 √𝑡
2 Ecuación 3
Dónde:
Mt →es la cantidad absoluta de fármaco liberado en un tiempo 𝑡,
M∞ →la cantidad de fármaco liberado en tiempo infinito, el cual correspondería a la
cantidad total incorporada dentro del sistema.
k →es una constante que tiene en cuenta las variables del diseño del sistema.
t → el tiempo transcurrido desde el inicio de la liberación de principio activo.
Además, la relación 𝑀𝑡/𝑀∞ puede también ser expresada como porcentaje de liberación
de fármaco, Q.
𝑄 = 𝑘 √𝑡2
Ecuación 4
Inicialmente, usado para describir la liberación del fármaco desde sistemas planares, pero
actualmente se ha extendido su uso para describir el proceso en diferentes sistemas
geométricos y porosos (Andreetta, 2003)
2.2.10.1.4. Modelo de Hixson-Crowell
Propuesto por Hixson & Crowell en 1931, describe la velocidad de liberación del fármaco
tomando en cuenta la velocidad de disolución de las partículas del fármaco y mas no, la
posible difusión desde de la matriz polimérica, (Costa & Lobo, 2001) es decir, desde sistemas
en los que hay un cambio en el área superficial y el diámetro. (Dash, y cols. 2010)
De acuerdo con este modelo, se reconoce que el área regular de la partícula es
proporcional a la raíz cúbica de su volumen. (Hixson & Crowell, 1931)
𝑊0
13⁄
− 𝑊𝑡
13⁄
= 𝐾𝑠𝑡 Ecuación 5
Donde
W0 →es la cantidad inicial de fármaco en la forma de dosificación farmacéutica,
Wt →es la cantidad restante de fármaco en la forma farmacéutica en el momento t
ks →es una constante que incorpora la relación superficie-volumen.
25
Se aplica a formas farmacéuticas donde la disolución se produce en planos que son
paralelos a la superficie del fármaco, si las dimensiones del comprimido disminuyen
proporcionalmente de tal manera que la forma geométrica inicial permanece constante todo el
tiempo. (Dash, y cols. 2010)
2.2.10.1.5. Modelo de Korsmeyer-Peppas
Modelo propuesto por Korsmeyer y colaboradores en 1983, que describe el mecanismo de
liberación del fármaco a partir de sistemas poliméricos que presentan hinchamiento.
(Korsmeyer, Gurny, Doelker, Buri, & Peppas, 1983)
𝑀𝑡
𝑀∞= 𝑘𝑡𝑛 Ecuación 6
Donde
Mt / M∞ →Es una fracción del fármaco liberado en el instante t,
k →es la constante de velocidad de liberación
n →es el exponente de liberación.
El valor n caracteriza diferentes liberaciones para matrices poliméricas.
n ≤ 0,45 la cinética de liberación sigue un mecanismo de "Difusión de Fickian"
0,45 < n < 0,89 la cinética de liberación sigue un mecanismo “no Fickian”
n = 0,89 la cinética de liberación sigue un mecanismo “no Fickian” con transporte de
caso II, “orden cero”
n > 0,89 el mecanismo de liberación del fármaco sigue un mecanismo “no Fickian”
con transporte de super caso II. (Dash, y cols. 2010)
2.2.11. Criterios de aceptación para modelos cinéticos.
Varios criterios se han desarrollado para inferir de manera eficiente y objetiva los
parámetros de un modelo, para esto se toma en cuenta la especificación, estimación de los
parámetros , y la precisión del modelo. Basándose en el principio de parsimonia “En igualdad
de condiciones, la explicación más sencilla suele ser la más probable”, el modelo ideal sería
relativamente simple con un intervalo de confianza cerca del nivel nominal (0,95). (Burnham
& Anderson, 2003)
26
2.2.11.1. Coeficiente de correlación de Pearson y Coeficiente de determinación
R, R2
El coeficiente de correlación es una herramienta estadística que proporciona información
sobre la relación lineal que existe entre dos variables, determina la calidad del modelo para
replicar los resultados. El coeficiente de determinación es el cuadrado del coeficiente de
correlación y se usa para predecir resultados de un ensayo o para validar una hipótesis,
refleja la bondad del ajuste de un modelo a la variable que pretender explicar. Estas
herramientas solo son aplicables a modelos lineales, y para otros modelos solo dan
información de no linealidad. (Steel & Torrie, 1960)
2.2.11.2. Coeficiente ajustado de determinación, R2 ajustado
Es una herramienta de bondad de ajuste corregida para modelos lineales que corrige la
estimación excesiva del ajuste de la regresión lineal obtenida de R2, que tiende a aumentar
tanto mayor es el número de parámetros (efectos) que tiene el modelo. Es siempre menor a
R2 y se encuentra entre valores de 0 a 1, cuando tienden a 1 indica que el modelo predice los
valores objetivos. (Burnham & Anderson, 2003)
𝑅2𝑎𝑗𝑢𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 = 1 −(𝑛−1)
(𝑛−𝑝) (1 − 𝑅2) Ecuación 7
Dónde:
n → número de valores experimentales en el modelo.
P → número de parámetros en el modelo.
R2→ Coeficiente de correlación.
2.2.11.3. Criterio de información de Akaike. AIC
Es una medida de calidad de un modelo estadístico, sirve para comparar la calidad relativa
de un conjunto de modelos construidos con los mismos datos según su verosimilitud. Este
criterio informativo involucra el ajuste del modelo y su complejidad, es decir proporciona la
aproximación más cercana al modelo verdadero, por lo que cuanto menor es el valor, más
acertado es el modelo. AIC no identifica el modelo verdadero sino que indica la bondad de
ajuste de los datos hacia el modelo. (Burnham & Anderson, 2003)
𝐴𝐼𝐶 = 𝑀 ∗ 𝐿𝑛 (𝑆𝑄𝐷𝐴) + 2𝑃 Ecuación 8
Dónde:
M → número de valores experimentales
P → número de parámetros del modelo
SQDA → suma de cuadrados de las desviaciones ajustadas. (da Costa, 2002)
27
2.3. Fundamento Legal
Constitución de la República del Ecuador
Expedida por la Asamblea Constituyente-Montecristi 2008
Publicada: Registro Oficial No. 440
Fecha de publicación: 20-oct-2008
Art. 363.- Será responsabilidad del Estado, entre otros:
7. Garantizar la disponibilidad y acceso a medicamentos de calidad, seguros y
eficaces, regular su comercialización y promover la producción nacional y la utilización de
medicamentos genéricos que respondan a las necesidades epidemiológicas de la
población. En el acceso a medicamentos, los intereses de la salud pública prevalecerán
sobre los económicos y comerciales
Art. 387.- Será responsabilidad del Estado, entre otros:
2. Promover la generación y producción de conocimiento, fomentar la investigación
científica y tecnológica, y potenciar los saberes ancestrales, para así contribuir a la
realización del buen vivir, al sumak kawsay.
Objetivos del Plan Nacional del Buen Vivir
4.6. Promover la interacción recíproca entre la educación, el sector productivo y la
investigación científica y tecnológica, para la transformación de la matriz productiva y la
satisfacción de necesidades.
Ley Orgánica de Educación Superior.
Suplemento del Registro Oficial No. 298
Publicada: 12 de octubre del 2010.
Art. 8.- Serán fines de la Educación Superior, entre otros:
f) Fomentar y ejecutar programas de investigación de carácter científico, tecnológico y
pedagógico que coadyuven al mejoramiento y protección del ambiente y promuevan el
desarrollo sustentable nacional.
2.4. Hipótesis
Hi: “Las micropartículas mucoadhesivas de alginato con claritromicina y metronidazol
formuladas constituyen un sistema de liberación controlada y tiene buenas propiedades
mucoadherentes”.
Ho: “Las micropartículas mucoadhesivas de alginato con claritromicina y metronidazol
formuladas no constituyen un sistema de liberación controlada y no tiene buenas propiedades
mucoadherentes”.
28
2.5. Sistema de Variables
Fase 1: Elección de las parámetros para el desarrollo del sistema: Estudio documental
y ensayos preliminares de la elaboración de las micropartículas mucoadhesivas.
Tabla 9. Elección de los parámetros para el desarrollo del sistema
Variables dependientes Variables independientes
Tamaño de Partícula
Forma de la Partícula
Capacidad mucoadhesiva
Cantidad de principios activos encapsulados
Concentración de la Fase Acuosa.
Concentración de la Fase Oleosa.
Concentración de Tensioactivo.
Cantidad de HPMC
Cantidad de ALG.
Cantidad de los principios activos.
Fase 2 Elaboración y evaluación de las micropartículas mucoadhesivas: evaluación de
las micropartículas, perfiles de disolución estudio de la cinética de disolución
Tabla 10. Elaboración y evaluación de las micropartículas mucoadhesivas
Variables dependientes Variables independientes
Cantidad de principio activo liberado a las 8 h
(Q8)
Porcentaje de adhesión a las 8h (M8)
Tamaño de partícula (T)
Grado de hinchamiento a las 8 h (H8)
Eficiencia de encapsulación metronidazol (EE
MT)
Eficacia de encapsulación claritromicina (EE
CL)
Concentración de ALG (X1)
Concentración de HPMC (X2)
29
CAPÍTULO III
3. Metodología De Investigación
3.1. Diseño de la Investigación
La presente investigación hace referencia al paradigma cuantitativo basado en la
recolección y análisis estadístico de datos con el fin de probar la hipótesis planteada producto
de las preguntas de investigación; se efectúa a un nivel explicativo ya que es un estudio
causa-efecto que utilizó un proceso emulsión-gelificación donde se analizó el
comportamiento de una variable en función de otras para la obtención de un sistema de
liberación controlada de fármacos; el proceso es de tipo experimental y se realizó en el
Laboratorio de Nanoestructuras de la Facultad de Ciencias Químicas – Universidad Central
del Ecuador.
3.2. Población y Muestra
Al ser una investigación de tipo experimental que tiene como objetivo desarrollar un
sistema de liberación controlada de fármacos que se realizó en un ambiente donde se pueden
controlar las condiciones del ensayo como lo es el Laboratorio de Nanoestructuras de la
Facultad de Ciencias Químicas - Universidad Central del Ecuador no involucra una población
o muestra.
3.3. Materiales
8 balones aforados de 10 ml
3 balones aforados de 25 ml
3 balones aforados de 50 ml
10 balones aforados de 100 ml
1 balón aforado de 1 l
1 bisturí
1 espátula metálica
15 frascos de vidrio 10 ml
3 filtros PVDF 0,45 μm
42 filtros PTFE 0,22 μm
hilo de alambre de cobre
micropipeta 0,1 - 1 ml
papel empaque
placa de vidrio (7,5 x 2,5 cm)
10 pipetas pasteur plásticas
2 pipetas volumétricas de 5 ml
30
1 pipeta volumétrica de 10 ml
2 pisetas de 250 ml
1 probeta de vidrio de 50 ml
regla 10 cm
80 tubos de ensayo pequeños
20 tubos de ensayo con tapa
5 vasos de precipitación de 50 ml
5 vasos de precipitación de 100 ml
8 vasos de precipitación de 250 ml
5 cajas petri
3.4. Reactivos
Ácido Sulfúrico (c) 800 mililitros
Agua purificada 40 litros
Alginato de sodio 100 gramos
Claritromicina en polvo 100 gramos
Claritromicina estándar secundario 1 gramo
Cloruro cálcico monohidratado 250 gramos
HCl 0,1 N 10 litros
Hidróxido de sodio 50 gramos
HPMC K200M, 150 gramos
Metanol absoluto 3 litros
Metronidazol base 100 gramos
Metronidazol estándar secundario1 gramo
Parafina liquida 2 litros
Potasio fosfato dibásico dihidratado 100 gramos
Sorbitan monooleato, 400 gramos
Polisorbato 80, 100 gramos
3.5. Material Biológico
Mucosa Gástrica de cerdo
3.6. Equipos
Agitador magnético IKA Werke RT 5
Agitador mecánico Precision Scientific 65748
Analizador halógeno de humedad HX204
Balanza analítica Mettler Toledo ML204
Baño térmico IKA HB 10.
Desintegrador Erweka ZT 2
Disolutor Copley Scientific DIS 6000
31
Equipo de filtración al vacío
Espectrofotómetro UV-VIS 50 Bio Varian
Estufa
Homogeneizador Ultra Turrax IKA T10Basic
Microscopio invertido IN200TB AmScope
Potenciómetro WTW inoLab pH 72
Ultrasonido
Vortex Mixer-Fischer Scientific
3.7. Diseño Experimental
Fase 1: Elección de los parámetros para el desarrollo del sistema
En base a revisiones bibliográficas de investigaciones anteriores y con el fin de
estandarizar el proceso de obtención de las micropartículas se realizaron pruebas aleatorias
donde se tomó en cuenta: proporción de los componentes de la emulsión, concentraciónes de
alginato (ALG), hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), principios activos, agente reticulante,
tipo y velocidad de agitación, condiciones de secado para obtener el sistema de
micropartículas mucoadhesivas. Los parámetros se establecieron en base a la forma y tamaño
de partícula, capacidad mucoadhesiva, cantidad de principios activos encapsulados.
Fase 2: Elaboración y evaluación de las micropartículas mucoadhesivas
Diseño factorial completo aleatorizado 22.
Se estudió cómo influye la concentración de ALG (2,0 y 3,0 %) y la concentración de
HPMC (0,75 y 1,00%) sobre la cantidad de principio activo liberado a las 8 horas, el
porcentaje de mucoadhesión a las 8 horas, tamaño de micropartícula, grado de hinchamiento
y eficiencia de encapsulación de los principios activos, elegidos como variables respuesta
para el desarrollo de un sistema de liberación controlada de fármacos, y para esto se empleó
un diseño factorial completo aleatorizado 22 con un punto central. El análisis estadístico que
se empleó es un análisis de varianza multifactorial (ANOVA)
Factores Niveles
Concentración:
X1 = ALG = Concentración de alginato +1 = Nivel Alto
X2 = HPMC = Concentración de
hidroxipropilmetilcelulosa
0 = Nivel medio (Punto central)
-1 = Nivel Bajo
Variables Dependientes
Q8 = Cantidad de principio activo liberado a las 8 horas.
M8 = Porcentaje de mucoadhesión a las 8 horas.
T = Tamaño de micropartícula (T)
32
H8 = Grado de hinchamiento a las 8 horas (H)
EE MT = Eficiencia de encapsulación metronidazol
EE CL = Eficacia de encapsulación claritromicina
El modelo que siguen las variables en este diseño es:
𝑦𝑖𝑗 = 𝜇 + 𝛼𝑖 + 𝛽𝑗 + (𝛼𝛽)𝑖𝑗 + 𝜇𝑖𝑗 i, j = 1, 2
Tabla 11. Diseño factorial completo 22 con un punto central
Código de
Formulación
Variable Independiente Repeticiones Variable Dependiente
ALG HPMC Q8 M8 T H8 EE
MC1 -1 -1 3 n1, n2, n1, n2, n1, n2, n1, n2, n1, n2,
n3 n3 n3 n3 n3
MC2 1 -1 3 n1, n2, n1, n2, n1, n2, n1, n2, n1, n2,
n3 n3 n3 n3 n3
MC3 -1 1 3 n1, n2 n1, n2 n1, n2 n1, n2 n1, n2
, n3 , n3 , n3 , n3 , n3
MC4 1 1 3 n1, n2 n1, n2 n1, n2 n1, n2 n1, n2
, n3 , n3 , n3 , n3 , n3
MC5 0 0 3 n1, n2, n1, n2, n1, n2, n1, n2, n1, n2,
n3 n3 n3 n3 n3
Nota: Q8 y EE para cada principio activo,
Diseño factorial completo
Factores: 2 Diseño de la base: 2; 4
Corridas: 15 Réplicas: 3
Bloques: 1 Puntos centrales (total): 3
Tabla 12. Traducción de niveles codificados en cantidades reales
Valor Real (%)
Variable Independiente Alto Medio Bajo
+1 0 -1
ALG *
(X1) 3,00 2,50 2,00
HPMC * (X2)
1,00 0,87 0,75
* Solución acuosa (w/w)
33
3.8. Matriz de Operacionalización de las Variables
Tabla 13. Matriz de Operacionalización de las Variables
Variable Dimensión Indicador
Variables Independientes
nivel alto 3,00%
Concentración de alginato (X1) nivel medio 2,50%
nivel bajo 2,00%
nivel alto 1,00%
Concentración de HPMC (X2) nivel medio 0,87%
nivel bajo 0,75%
Variables Dependientes
Cantidad de principio activo liberado
a las 8 h.
% Claritromicina
% Metronidazol > 80%
Porcentaje de mucoadhesión a las
8 h.
Micropartículas
adheridas > 50%
Eficacia de entrampamiento de los
principios activos
% Claritromicina
% Metronidazol > 50%
Tamaño de micropartícula Diametro < 1,0 mm
Grado de hinchamiento a las 8 h. Absorción de medio
acuoso %
3.9. Técnicas e instrumentos de recolección y procesamiento de Datos
Para el desarrollo del presente trabajo de investigación se realizó una revisión
bibliográfica de artículos científicos de los últimos 8 años y tesis de pregrado desarrolladas
en el país que estén relacionados con el tema como fuente principal, además del apoyo
bibliográfico de la USP 39.
Una vez recolectados todos los datos producto de la investigación se procesaron usando el
software estadístico Minitab 17 donde se obtienen tablas de ANOVA multifactorial, la
curvatura, ajuste del modelo y ecuación de regresión para cada caso y con el correspondiente
análisis se identificó las interacciones existentes entre de las variables independientes y los
resultados se presentaron a manera de Gráficos de Interacción para cada variable
independiente. También se analizaron los datos obtenidos en el programa Excel 2010 con el
cual se generó gráficos de dispersión con valores de media y desviación estándar que se
presentaron como datos ilustrativos e informativos.
34
3.9.1. Hipótesis para el diseño factorial
Según la estructura del diseño se estimaron tres efectos. Por lo que se plantean tres
hipótesis de nulidad relativas a; la variable X1, variable X2 e interacción entre las variables.
Por hipótesis experimental, se espera que los efectos principales y el de la interacción sean
significativos.
𝐻0 ∶ 𝛼1 = 𝛼2 = ⋯ = 𝛼𝐼 = 0 La variable X1 no influye
𝐻1 ∶ 𝐴𝑙𝑔ú𝑛 𝛼𝑖 ≠ 0
𝐻0 ∶ 𝛽1 = 𝛽2 = ⋯ = 𝛽𝐽 = 0 La variable X2 no influye
𝐻1 ∶ 𝐴𝑙𝑔ú𝑛 𝛽𝑗 ≠ 0
𝐻0 ∶ (𝛼𝛽)𝑖𝑗 = 0 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑡𝑜𝑑𝑜𝑠 𝑖, 𝑗 No hay interacción entre las variable X1 y X2
𝐻1 ∶ 𝑎𝑙𝑔ú𝑛 (𝛼𝛽)𝑖𝑗 ≠ 0
3.10. Procedimientos
3.10.1. Fase 1. Elección de los parámetros para el desarrollo del sistema
3.10.1.1. Diseño de la emulsión W/O
Se prepararon 10 g de cada formulación constituida por: agua desionizada como fase
interna, un tensioactivo de HLB bajo (sorbitan monooleato, HLB: 4,3) y parafina liquida
como fase continua (HLB: 12), por el método de adiciones sucesivas. El HLB requerido para
la elaboración de emulsiones W/O que contienen parafina liquida es 4,0. (Gennaro, 2003)
La relación agua:aceite:tensioactivo para todas las pruebas se trabajó de acuerdo al área
donde se obtuvieron microemulsiones directas como resultado de la investigación
“Formación de microemulsiones inversas de acrilamida” (Hernández, Gómez, & Sánchez,
2005), la agitación fue del tipo mecánica durante 25 minutos a 1000 rpm a temperatura
ambiente. (Heng, Chan, & Wong, 2003)
35
Figura 8. Diagrama ternario
(Fuente: Hernández et al., 2005)
Las proporciones de los componentes de las microemulsiones se describen en la Tabla 15.
En un tubo de ensayo se mezcló 0,46 g de sorbitan monooleato, (SPAN 80) con 7,52 g de
parafina liquida con agitación por 2 minutos a 1000 rpm en Vortex hasta completa
homogenización, posteriormente se adicionó sobre la mezcla pequeñas cantidades (0,02 g) de
la fase interna con agitación por 5 segundos después de cada adición hasta completar 2,02 g
de fase; se trasvasó la emulsión obtenida a un vaso de precipitación de 25 ml y se continuó
con agitación magnética a 1000 rpm durante 25 minutos.
El tamaño de gota de la fase interna fue evaluado usando el microscopio invertido
AmScope y la estabilidad de las formulaciones fue evaluada mediante:
Centrifugación a 3000 rpm durante 30 minutos.
Volumen de sedimentación (F) tras 24 h en reposo de 5 g de cada formulación en
un tubo de ensayo con tapa.
Volumen de sedimentación (F) tras una semana en reposo a 40ºC.
3.10.2. Fase 2: Elaboración y caracterización de las micropartículas mucoadhesivas
3.10.2.1. Elaboración de las micropartículas
Se elaboraron 5 formulaciones con 3 lotes cada una de acuerdo a las fórmulas porcentuales
presentadas en la Tabla 14.
36
Tabla 14. Composición porcentual de la fase interna de las emulsiones.
MC1 MC2 MC3 MC4 MC5
ALG 53,3 63,2 50,0 60,0 57,1
HPMC 20,0 15,8 25,0 20,0 20,0
CLARITROMICINA 13,3 10,5 12,5 10,0 11,4
METRONIDAZOL 13,3 10,5 12,5 10,0 11,4
En un vaso de precipitación de 50 ml se disolvió 1,2 g de Alginato (Manucol XLX) en
38,6 g de agua purificada con agitación en Ultra Turrax IKA T10Basic a 11500 rpm durante
5 minutos hasta completa disolución, a continuación se incorporó 0,4 g de
hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC K200M -Hypromellose) con agitación en Ultra Turrax a
11500 rpm durante 7 minutos hasta completa dispersión (mezcla polimérica), se cubrió el
vaso con plástico Stretch y dejó en reposo durante 24 horas. Transcurrido el tiempo de reposo
se añadió 0,2 g de claritromicina y 0,2 g de metronidazol con agitación manual durante 3
minutos evitando la formación de burbujas y se dejó reposar durante 15 minutos.
En un vaso de precipitación de 250 ml se mezcló 9,1 g de sorbitan monooleato (SPAN 80)
con 149,9 g de parafina liquida en un agitador mecánico equipado con una hélice con 4 aspas
Precision Scientific 65748 a 800 rpm durante 5 minutos hasta completa homogenización,
sobre esta mezcla se agregó la solución polimérica manteniendo la agitación y una vez
agregado el total se continuó con agitación a 800 rpm durante 25 minutos, se adicionó 20 ml
de una solución metanólica de cloruro de calcio (10 %w/v) desde una jeringuilla de 20 ml sin
aguja a una velocidad de 2,5 ml/min y se continuó con agitación a 800 rpm durante 15
minutos y a 400 rpm durante 15 minutos; posteriormente las micropartículas fueron recogidas
por centrifugación a 3000 rpm durante 3 min, seguida de filtración al vacío realizando
lavados con una solución acuosa de Polisorbato 80 al 2% (TWEEN 80) (3 x 10ml), metanol
(1 x 10 ml) y agua purificada (2 x 40 ml); se trasladó las micropartículas a una caja hecha con
papel empaque evitando que estas formen acúmulos.
Finalmente, las micropartículas obtenidas se secaron cubiertas al ambiente durante 48
horas hasta una humedad residual entre 3,5 a 5,0 % medida en Balanza halógena Mettler
Toledo HX204 y posteriormente se tamizaron por malla manual No 12. Se pesó el producto
seco para determinar el porcentaje de rendimiento del proceso.
3.10.2.2. Caracterización de las micropartículas
Tamaño de micropartícula, índice de polidispersión y distribución de tamaños
El tamaño de micropartícula se determinó en el microscopio óptico inverso AmScope
tomando medidas del diámetro de 80 micropartículas seleccionadas al azar de cada lote y
fijadas en una placa portaobjetos.
37
Eficacia de entrampamiento y porcentaje de carga de los principios activos
Se trituró y pesó 100 mg de las micropartículas en un balón de 100 ml, se añadió 25 ml de
solución buffer fosfato pH 7,4 y llevó a ultrasonido por 30 minutos; se agregó 20 ml de
metanol y llevó a ultrasonido por 15 minutos, a continuación se añadió 50 ml de solución
buffer fosfato pH 7,4 y se agitó manualmente durante 5 minutos, se aforó a volumen usando
metanol y centrifugó por 5 minutos a 3000 rpm.
Del sobrenadante se tomó una alícuota de 2 ml y se añadió 2 ml de H2SO4 (c), se dejó
reposar durante 75 minutos y se aforó a 10 ml con ácido clorhídrico 0,1 N, la lectura se
realizó en el espectrofotómetro UV Bio Varian 50 mediante un barrido entre 240 y 520 nm,
detectándose:
Metronidazol: 277 nm
Claritromicina: 481 nm
Curvas de calibración.
Se preparó una solución madre pesando un equivalente de 30 mg de claritromicina, se
disolvió en 10 ml de una mezcla buffer fosfato pH 7,4 – metanol (75:25) y se aforó a 100 ml
con la misma mezcla; de esta solución se tomaron alícuotas entre 0,05 a 1,6 ml y se añadieron
2 ml H2SO4 (c), se dejaron reposar durante 75 minutos y aforaron a 10 ml con ácido
clorhídrico 0,1 N, la lectura se realizó en el espectrofotómetro a 481 nm.
La curva de calibración para metronidazol se preparó siguiendo el mismo procedimiento
descrito anteriormente y la lectura se realizó a 277 nm.
Para la solución blanco se procedió de igual forma sin incluir los principios activos, se
tomó en cuenta que los espectros de absorción de los principios activos y los solventes no se
superpongan y den resultados erróneos.
Metronidazol: 2, 4, 8, 12, 16, y 22 ppm.
Claritromicina: 2, 8, 16, 24, 32 y 40 ppm.
Medición del hinchamiento
El grado de hinchamiento de las micropartículas en medio fisiológico (Fluido gástrico
simulado sin enzinas; HCl 0,1N; pH 1,2) se determinó midiendo la capacidad que estas
presentan de absorber medio que las rodea, adaptando la metodología descrita por Nayak y
colaboradores, 2010.
En una caja petri se pesaron 100 mg de micropartículas y se agregaron 20 ml de solución
HCl 0,1N y se mantuvieron a 37 ºC durante 8 horas, transcurrido este tiempo se retiraron del
38
medio de hinchamiento por filtración, se quitó el exceso de humedad con papel absorbente e
inmediatamente se pesó en balanza analítica
Ensayo de mucoadhesión in vitro - Wash off Test
La propiedad mucoadhesiva de las micropartículas se evaluó mediante un ensayo de
adhesión in vitro conocido como wash-off test, usando una porción de mucosa gástrica de
cerdo obtenida de un camal local en fluido gástrico simulado (HCl 0,1 N, pH 1,2) de acuerdo
a la metodología descrita por Garud & Garud (2015)
Usando pegamento de cianocrilato se fijó una porción fresca de mucosa gástrica de cerdo
(5 x 2 cm) a una placa de vidrio (7,5 x 2,5 cm) y se adaptó al brazo del aparato de
desintegración de tabletas USP; se colocaron sobre la mucosa 50 micropartículas y se
humectaron con solución de ácido clorhídrico 0,1 N a 37 ºC. En el vaso del desintegrador de
tabletas se añadió 500 ml de solución de ácido clorhídrico 0,1 N a 37 ºC e inmediatamente se
encendió y mantuvo el movimiento ascendente y descendente durante 8 horas; al final de
cada hora los movimientos de la maquina se detuvieron y se contaron el número de
micropartículas que se mantenían adheridas a la muestra de tejido.
3.10.2.3. Perfiles de Liberación de los principios activos
El estudio de liberación para la asociación de metronidazol y claritromicina no se
encuentra especificado en la USP 39, por lo que se llevó a cabo en el Aparato 2 a 50 rpm
durante 12 horas cambiando el medio por fluido gástrico simulado (HCl 0,1 N; pH 1,2) como
se describe en la bibliografía para pruebas de disolución de formulaciones de liberación
controladas para liberación gástrica; se analizó 2 muestras (2 vasos) a 10 puntos de cada
formulación.
Tiempos: 5, 15, 30, 45, 60, 120, 240, 360, 480, 720 min.
El ensayo se realizó en el equipo de disolución COPLEY DIS 6000 con 6 vasos que
fueron llenados con 100 ml de una solución de ácido clorhídrico 0,1 N a 37 ºC; se colocaron
100 mg de micropartículas, en cada tiempo se tomó 2 ml de muestra que fueron filtrados a
través de una membrana de PTFE 0,22 µm, después de cada muestreo se repuso el medio de
prueba con una solución mantenida bajo las mismas condiciones; se añadió 2 ml de H2SO4
(c) se homogenizó y dejó reposar durante 75 minutos, se aforó a 10 ml con HCl 0,1 N y se
leyó en espectrofotómetro realizando un barrido entre 240 a 520 nm, detectándose:
277 nm: Metronidazol
481 nm: Claritromicina
39
Curvas de calibración.
Se preparó una solución madre pesando un equivalente de 30 mg de claritromicina; se
disolvió y aforó a 100 ml con HCl 0,1 N, de esta solución se tomaron alícuotas entre 0,05 a
1,6 ml y se añadieron 2 ml H2SO4 (c), se dejaron reposar durante 75 minutos y aforaron a 10
ml con ácido clorhídrico 0,1 N, la lectura se realizó en el espectrofotómetro a 481 nm. De
igual forma se procedió para preparar la curva de calibración de metronidazol y la lectura se
realizó a 277 nm.
Para la solución blanco se procedió de igual forma sin incluir los principios activos.
Blanco: 2 ml H2SO4 (c) + 8 ml HCl 0,1 N.
40
CAPÍTULO IV
4. Análisis y Discusión de Resultados
4.1. Fase 1: Elección de los parámetros para el desarrollo del sistema
4.1.1. Diseño de la emulsión W/O
Se buscó estabilizar una emulsión con la finalidad de homogenizar el tamaño de gota, ya
que esta constituyó el molde para las micropartículas y por lo tanto debía resistir durante todo
el proceso de obtención de las mismas sin que sedimente o colisionen entre si aumentando el
tamaño, de igual forma se buscó reducir la cantidad de fase oleosa generada como desecho y
disminuir en lo posible la cantidad de tensoactivo.
Figura 9. Diagrama ternario de fases
De las formulaciones ensayadas se eligió la denominada E4 (Figura 9) que es estable a
través del tiempo y además incrementó su estabilidad al ser sometida a centrifugación durante
30 minutos, por lo que constituyó una buena opción para continuar con el proceso (Tabla 15).
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
1
0,8
0,6
0,4
0,2
01
0,8
0,6
0,4
0,2
0
E1
E2 E3
E4
E5E6
E7
E8E9
E10
E11 E12
% Parafina
Diagrama Ternario
41
Tabla 15. Proporciones de componentes de las emulsiones y resultados de análisis.
Volumen de sedimentación (F)
CODIGO W,
%
O,
%
S,
%
Tamaño,
μm IdP
24 h /
25º C
1 semana /
40º C
3000 rpm /
30 min
E1 30,1 39,7 30,2 8,47 0,446 0,97 0,69 0,65
E2 39,9 49,9 10,2 3,35 0,569 0,98 0,94 0,91
E3 10,5 84,2 5,2 3,01 0,305 0,70 0,55 0,92
E4 20,2 75,2 4,6 1,12 0,681 0,93 0,71 0,94
E5 20,7 59,6 19,6 1,82 0,573 1,00 0,54 0,50
E6 10,5 71,5 18,0 1,81 0,413 1,00 0,29 0,30
E7 34,6 59,4 6,0 3,58 0,779 1,00 0,68 0,64
E8 22,3 63,4 14,3 3,63 0,142 0,91 0,75 0,70
E9 38,3 49,7 12,0 3,55 0,688 0,98 0,92 0,87
E10 20,0 71,6 8,4 1,85 0,533 0,66 0,66 0,61
E11 11,1 86,6 2,3 2,018 0,266 0,35 0,03 0,90
E12 9,3 88,5 2,3 2,01 0,559 0,92 0,20 0,94
4.1.2. Diseño de la matriz mucoadhesiva
De acuerdo a revisiones bibliográficas se realizaron ensayos con las concentraciones de
ALG y HPMC que se detallan en la Tabla 16. Tras varias pruebas se determinó que resulta
mejor disolver totalmente el ALG y sobre esta solución se dispersaba de mejor forma el
HPMC, ya que tenía más acceso al agua de la solución; se eligió utilizar un homogeneizador
Ultraturrax a baja velocidad con el fin de obtener soluciones más homogéneas.
Tabla 16. Pruebas de cantidad de polímeros a usarse.
ALG,
%
HPMC,
% Aspecto
0,75 Solución de alta fluidez
0,5 1,0 Solución de alta fluidez
2,0 Solución de alta fluidez
0,75 Gel fluido homogéneo
2,0 1,0 Gel fluido homogéneo
2,0 Gel fluido homogéneo
0,75 Gel fluido homogéneo
3,0 1,0 Gel fluido homogéneo
2,0 Aspecto de gel solido
0,75 Aspecto de gel solido
5,0 1,0 De aspecto grumoso
2,0 Heterogéneo
De las soluciones preparadas se descartó las de baja viscosidad, aspecto de gel sólido y
aspecto heterogéneo, con lo que se estableció un rango de trabajo para ALG entre 2,0 a 3,0 %
y para HPMC entre 0,75 y 1,0% que presentaron aspecto homogéneo y fluido.
42
4.1.3. Incorporación de los principios activos
Los principios activos, metronidazol (25,7 µg/ml) y claritromicina (0,33 g/l) que se usaron
son de baja solubilidad por lo que se optó por suspenderlos en la solución polimérica en lugar
de solubilizarlos de esta manera también se evitó una posible interacción entre estos al estar
en solución. La cantidad de principios activos ensayados por cada 40 g de solución
polimérica se resumen en la Tabla 17.
Tabla 17. Pruebas de cantidad de principios activos incorporados.
Metronidazol, mg Claritromicina, mg Observaciones
50 50 Partículas se mantienen en suspensión
100 100 Partículas se mantienen en suspensión
200 200 Sedimenta mínima cantidad de partículas
300 300 Partículas sedimentan, forman acúmulos
Se determinó que la máxima cantidad total adecuada de los principios activos a incluirse
en la formulación es de 400 mg (200 mg c/u), en una proporción 1:2 con respecto al alginato.
Con las soluciones poliméricas obtenidas que contenían suspendidos a los principios se
procedió a elaborar las micropartículas usando esta como fase interna de la emulsión.
4.2. Fase 2: Elaboración y caracterización de las micropartículas mucoadhesivas
4.2.1. Elaboración de las micropartículas
De acuerdo a pruebas preliminares e información bibliográfica disponible se procedió a
manufacturar las micropartículas tomando en cuenta los factores descritos en la Tabla 18.
Tabla 18. Parámetros para el desarrollo del sistema.
Factor Condición Referencia
Tipo de agitación Magnética
Mecánica con aspa de 3
hélices
Durante el ensayo
Garud, N., & Garud, A. (2012)
Velocidad de agitación 800 rpm
1000 rpm
1200 rpm
Durante el ensayo
Garud, N., & Garud, A. (2012)
Garud, N., & Garud, A. (2012)
Tiempo de agitación 5 min
20 min
30 min
Durante el ensayo
Nayak, Hasnain, Beg, & Alam, (2010)
Rajesh, Narayanan, & Chacko, (2012)
Concentración de CaCl2 *2 % *5 %
10 %
Nayak, Hasnain, Beg, & Alam, (2010)
Condiciones de secado Desecador a 30 ºC
Al ambiente
Estufa a 45 ºC
Durante el ensayo
Shadab, Md y cols (2011)
Bhanja, y cols, (2010)
*: No ensayado
43
4.2.1.1. Tipo y velocidad de agitación.
La agitación magnética a 1000 rpm utilizada inicialmente para la obtención de las
emulsiones resultó insatisfactoria durante el escalamiento del lote a 1,2 g de sólidos con el fin
de obtener una muestra representativa para los análisis correspondientes, ya que disminuyó la
velocidad y homogeneidad de agitación, por consiguiente se evidenció alta polidispersión de
los tamaños y formas cilíndricas, siendo especialmente evidente en la formulación MC4 por
la alta carga polimérica. Al no contar con un agitador de hélice con tres aspas como lo
describe la literatura, se adaptó al agitador mecánico un aspa en forma de cruz a 2,5 cm del
fondo del vaso y se disminuyó la velocidad de agitación con la finalidad de disminuir la
fuerza de cizalla producida por la misma evitando la ruptura de las micropartículas; se
realizaron pruebas que se describen en la Tabla 19.
Tabla 19. Pruebas de tipo y velocidad de agitación.
Tipo Velocidad, rpm Resultado Observaciones
Magnética
1000 Tamaño ≥2,0 mm
IdP > 5,0
Partículas con forma cilíndrica
1500 No se obtienen
micropartículas
No hay homogeneidad de
agitación
600 Tamaño ≤1,5 mm
IdP > 2,0
Alta dispersión de tamaños
Mecánica 800 Tamaño 150 a 1000 µm Homogeneidad de tamaños
1000 Tamaño ≤100 µm Partículas se rompen, principio
activo no se encapsula IdP: índice de polidispersión.
Se escogió continuar el proceso con agitación mecánica a 800 rpm con un aspa en forma
de cruz, lo cual conllevó a una optimización del tiempo de manufactura al permitir agregar en
su totalidad la fase interna hacia la fase externa, contrario a cuando se ocupaba agitación
magnética que involucraba adicionar gota a gota la fase interna desde una jeringuilla sin
aguja.
4.2.1.2. Tiempo de emulsificación
Con la finalidad de optimizar el tiempo de manufactura se efectuó ensayos en cuanto al
tiempo de emulsificación que se describen en la Tabla 20.
Tabla 20. Pruebas de tiempo de emulsificación.
Tiempo, min Observaciones
5 Principios activos sin encapsular, no hay homogeneidad de tamaño.
15 Altos porcentajes de principios activos no se encapsulan
25 Los principios activos se encapsulan en su mayoría
Se observó que a menor tiempo de emulsificación los principios activos permanecían
adheridos en la superficie de las micropartículas pudiéndose observar como partículas de
44
color blanquecino y al aumentar el tiempo de emulsificación la cantidad de principios activos
migraron hacia el interior de la micropartícula fue considerablemente mayor. El desarrollo
del sistema continuó usando el mayor tiempo de emulsificación ensayado de 25 minutos, que
paralelamente disminuía el índice de polidispersión de las partículas.
4.2.1.3. Agente reticulante, gelificante
En base a la investigación “Gastroretentive drug delivery system of acyclovir-loaded
alginate mucoadhesive microspheres: Formulation and evaluation” (Shadab, Md y cols 2011)
donde indican que 5 ml de una solución alcohólica de cloruro cálcico 10% w/v se empleaban
para gelificar 10 ml de una solución de ALG 3,0 %, se determinó por cálculo que para 40 ml
de una solución de igual concentración era necesario 20 ml de la solución de cloruro cálcico,
dejando como constante este factor en el desarrollo del sistema después de considerar un
exceso del 5,0 % de solución de cloruro de calcio 10,0 % w/v.
4.2.1.4. Equipo y condiciones de secado.
Las diferentes condiciones de secado ensayadas se exponen en la Tabla 21.
Tabla 21. Tabla de equipo y condiciones de secado.
Equipo Condiciones Temperatura Observaciones
Lecho estático * 8 horas 45ºC Partículas de color marrón
Lecho estático* 12 horas 35 ºC Partículas de color amarillo intenso
Desecador Sílica/ 12 horas 30 ºC Deformación de las partículas
- Cubierto/ > 48 horas Temp. ambiente Partículas ligeramente esféricas de color
blanquecino *: Sin extracción de aire
El secado en lecho estático provocó el ligero quemado de las partículas a las dos
temperaturas ensayadas en diferente grado siendo evidentemente mayor a 45 ºC, esto
probablemente debido al metanol residual proveniente de la solución de cloruro cálcico y los
lavados. El secado en desecador con sílica a 30 ºC provocó una ligera deformación de las
micropartículas por la rápida salida de agua de las mismas dejándolas rugosas y de aspecto
poroso. Con el secado al ambiente se observó que la salida de agua de las partículas fue más
controlada manteniendo la forma original, aunque elevó el tiempo de obtención.
45
4.2.2. Caracterización de las micropartículas mucoadhesivas
4.2.2.1. Rendimiento del proceso.
El rendimiento del proceso de manufactura se calculó relacionando el peso del producto
seco con el peso total de todos los sólidos que lo componen (polímeros y principios activos).
Los resultados de media y desviación estándar del rendimiento de la producción de las
micropartículas se muestran en la Tabla 22, así como el valor de la humedad residual de las
mismas.
Tabla 22. Rendimiento y humedad residual de los lotes elaborados.
Humedad, % Rendimiento seco, %
MC1 4,7 66,2 ± 1,1
MC2 4,0 89,0 ± 4,6
MC3 3,9 83,1 ± 3,9
MC4 3,5 86,5 ± 3,5
MC5 3,7 82,1 ± 3,7
Se observó que a menor concentración de polímeros en la formulación es menor el
rendimiento de la producción y aumenta gradualmente al aumentar la concentración de los
mismos, los rendimientos bajos se debieron probablemente a los remanentes de las soluciones
poliméricas en los utensilios usados para disolverlos y en la etapa de recolección ya que
varias partículas retuvieron aire en su interior y no sedimentaron después de la centrifugación
siendo desechadas antes de la filtración al vacío.
La humedad residual para micropartículas no se encuentra especificada en las
Farmacopeas o descrita en bibliografía usada como referencia, pero al ser forma farmacéutica
desarrollada para administración por vía oral cuya humedad esta descrita entre 1,0 y 5,0 %, se
determinó experimentalmente que el secado de las mismas se debe realizar hasta una
humedad final entre 3,5 a 5,0 %.
4.2.2.2. Tamaño de micropartícula, índice de polidispersión y distribución de
tamaños
Se obtuvieron 5 formulaciones con 3 lotes cada una cuyo análisis estadístico descriptivo
se presenta en la Tabla 23, los tamaños de micropartícula variaron entre 162,81 µm a 1043,39
µm, la cantidad de solidos encapsulados influyó directamente en esta variable y al tratarse de
micropartículas poliméricas solidas presentaron alta variación de tamaños que se evidenció el
rango entre 435,26 µm de MC1 hasta 805,14 µm de MC5 y por consiguiente altos valores de
índices de polidispersión. Como tendencia general se observó que la formulación que
contiene una menor cantidad de polímeros presentó menor dispersión de tamaño y aumento
46
progresivamente hasta la formulación con mayor cantidad de polímeros disueltos de la
siguiente manera MC1<MC2<MC3<MC4.
Tabla 23. Estadística descriptiva del tamaño de partícula de las formulaciones.
MC1 MC2 MC3 MC4 MC5
No. Datos 240 240 240 240 240
Promedio 399,64 415,03 534,12 684,10 494,96
Mediana 400,06 393,45 524,28 708,43 486,78
Moda 461,13 356,23 371,17 408,10 484,26
Max 598,07 789,48 815,49 1043,39 988,35
Min 162,81 202,33 269,86 318,15 183,21
Rango 435,26 587,15 545,62 725,24 805,14
Desv.est 6,75 19,36 21,86 11,73 18,33
IdP 24,91 39,28 33,49 48,15 44,55
El análisis de distribución de tamaños de micropartícula (T) de las 5 formulaciones se
realizó en el software Minitab 17.1 y cuyos histogramas de frecuencia se muestran en la
Figura 10, donde se observa que los tamaños de MC1 siguieron una distribución normal,
mientras que MC2 y MC5 siguieron una distribución que se ajusta al modelo de Weibull de 3
parámetros con asimetría hacia la derecha y para las formulaciones MC3 y MC4 el análisis de
distribución de tamaños requeriría una transformación de Jhonson la cual no se considera en
este estudio y se mostró en forma de distribución normal del cual se observa que la mayor
cantidad de micropartículas se encuentran bajo la media en el caso de MC3 y en el caso de
MC4 se encuentran sobre la media.
47
Figura 10. Distribución de tamaños de micropartícula
En la gráfica de interacciones para tamaño de micropartícula (Figura 11), se observa que
existe interacción entre los factores de estudio ALG y HPMC esta variable, de la misma
forma se observa que la magnitud de esta variable aumenta a niveles altos de los dos factores
de estudio llegando a obtenerse diámetros superiores a 1 mm.
573,
96
525,5
9
477,22
428,8
4
380,
47
332,1
0
283,73
235,3
5
186,98
60
50
40
30
20
10
0
Media 399,6
Desv.Est. 99,78
N 240
MC1
Fre
cu
en
cia
Histograma de MC1Normal
800640480320160
70
60
50
40
30
20
10
0
Forma 1,773
Escala 246,6
Valor umbral 195,5
N 240
MC2
Fre
cu
en
cia
Histograma de MC2Weibull de 3 parámetros
800640480320
60
50
40
30
20
10
0
Media 534,1
Desv.Est. 133,7
N 240
MC3
Fre
cu
en
cia
Histograma de MC3Normal
1000800600400
60
50
40
30
20
10
0
Media 684,1
Desv.Est. 181,5
N 240
MC4
Fre
cu
en
cia
Histograma de MC4Normal
1000800600400200
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Forma 2,454
Escala 384,9
Valor umbral 153,4
N 240
MC5
Fre
cu
en
cia
Histograma de MC5Weibull de 3 parámetros
48
Figura 11. Grafica de interacción para tamaño de micropartícula.
En el análisis de varianza que se muestra en la Tabla 24, los valores- P son menores que el
inicial (α=0,05) e indican que los factores de estudio ALG y HPMC así como la interacción
ALG*HPMC, tienen un efecto estadísticamente significativo sobre T con un 95,0 % de nivel
confianza y el efecto más importante es el del factor HPMC. Se rechaza la hipótesis nula para
los tres efectos ALG, HPMC y ALG*HPMC.
Tabla 24. Análisis de Varianza para tamaño de micropartícula
Fuente GL SC Ajust. MC Ajust. Valor F Valor p
Modelo 4 153621 38405 145,15 0,000
Lineal 2 140227 70114 264,98 0,000
ALG 1 19809 19809 74,86 0,000
HPMC 1 120418 120418 455,10 0,000
ALG*HPMC 1 13016 13016 49,19 0,000
Error 10 2646 265
Total 14 156267
Ecuación de regresión
T = 507,51 + 40,63 ALG + 100,17 HPMC + 32,93 ALG*HPMC - 12,5 Pt Ctral
Resumen del modelo
R-cuad. R-cuad.
S R-cuad. (ajustado) (pred)
16,2664 98,31% 97,63% 96,19%
4.2.2.3. Eficacia de entrampamiento (EE) y porcentaje de carga de los
principios activos
La eficacia de entrampamiento es la relación entre la cantidad de principio activo añadido
y la cantidad de principio activo retenido dentro de las macropartículas al final del proceso, y
el porcentaje de carga es la relación entre la cantidad de principio activo encapsulado con el
total de producto seco obtenido, estos valores se indican en la Tabla 25, para claritromicina y
metronidazol.
49
Tabla 25. Eficacia de entrampamiento y porcentaje de carga de claritromicina y metronidazol.
Claritromicina Metronidazol
% EE % Carga % EE % Carga % Carga Total
MC1 51,4 ± 2,5 10,6 ± 0,90 60,4 ± 3,9 11,43 ± 0,79 22,0
MC2 68,6 ± 2,0 9,1± 0,76 83,3 ± 2,6 11,1 ± 1,08 20,2
MC3 64,1 ± 1,6 9,2 ± 0,64 62,6 ± 1,3 9,5 ± 0,95 18,7
MC4 69,4 ± 2,1 7,9 ± 0,45 86,1 ± 2,1 9,8 ± 0,66 17,7
MC5 71,3 ± 1,2 9,8 ± 0,60 63,4 ± 4,5 8,4 ± 0,89 18,2
Para claritromicina y metronidazol se observó una menor eficacia de entrampamiento en la
formulación MC1 con niveles bajos de ALG y HPMC donde los principios activos quedaron
adheridos a la superficie externa de las micropartículas en contraste con MC4 que tiene
niveles altos de ALG y HPMC y no se observaron los principios activos adheridos a la
superficie externa, en general EE está relacionada probablemente de forma directa con la
viscosidad de las soluciones poliméricas. Para claritromicina no se pudo observar una
tendencia en los resultados, donde el punto central MC5 presentó mayor EE que MC4 que se
esperaría sea mayor; mientras que para metronidazol se observó que las formulaciones MC1
y MC3 con niveles bajos de ALG el valor de EE fue menor en comparación con MC2 y MC4
que contenían un nivel alto de ALG. Se observa que la eficacia de encapsulación de
metronidazol es ligeramente superior a la eficacia de encapsulación de claritromicina en 3 de
las 5 formulaciones debido probablemente a la mejor permeabilidad (Clase I) y se humecta en
mayor grado dentro de la solución polimérica que conforma la matriz.
Figura 12. Eficacia de encapsulación de claritromicina y metronidazol.
La interacción de ALG y HPMC sobre eficiencia de encapsulación de claritromicina (EE
CL) y eficiencia de encapsulación de metronidazol (EE MT) se presentan de forma gráfica en
la Figura 12, donde se observa que para EE CL hay interacción entre los dos factores y para
EE MT no hay interacción visible, y en ambos casos para aumentar la eficiencia de
encapsulación de los principios activos es necesario ensayar con niveles altos de los dos
factores.
50
Tabla 26. Análisis de Varianza para la eficacia de encapsulación de claritromicina.
Fuente GL SC Ajust. MC Ajust. Valor F Valor p
Modelo 4 775,86 193,964 51,64 0,000
Lineal 2 517,28 258,642 68,86 0,000
ALG 1 378,56 378,563 100,79 0,000
HPMC 1 138,72 138,720 36,93 0,000
ALG*HPMC 1 105,61 105,613 28,12 0,000
Error 10 37,56 3,756
Total 14 813,42
Ecuación de regresión
EE CL = 507,51 + 40,63 ALG + 100,17 HPMC + 32,93 ALG*HPMC - 12,5 Pt Ctral
Resumen del modelo
R-cuad. R-cuad.
S R-cuad. (ajustado) (pred)
1,93804 95,38% 93,54% 89,61%
En el análisis de varianza para EE CL (Tabla 26), los valores- P son menores que 0,05 e
indica que los factores de estudio ALG, HPMC y la interacción ALG*HPMC tienen un
efecto estadísticamente significativo sobre EE CL con un 95,0 % de nivel confianza y el
efecto más importante es el de ALG. Se rechaza la hipótesis nula para los tres efectos.
Tabla 27. Análisis de Varianza para la eficacia de encapsulación de metronidazol.
Fuente GL SC Ajust. MC Ajust. Valor F Valor p
Modelo 4 1946,01 486,50 73,39 0,000
Lineal 2 1628,34 814,17 122,81 0,000
ALG 1 1610,08 1610,08 242,87 0,000
HPMC 1 18,25 18,25 2,75 0,128
ALG*HPMC 1 0,27 0,27 0,04 0,844
Error 10 66,29 6,63
Total 14 2012,30
Ecuación de regresión
EE MT = 73,100 + 11,583 ALG + 1,233 HPMC + 0,150 ALG*HPMC - 11,50 Pt Ctral
Resumen del modelo
R-cuad. R-cuad.
S R-cuad. (ajustado) (pred)
2,57475 96,71% 95,39% 92,59%
En el análisis de varianza para EE MT (Tabla 27), los valores- P de los factores HPMC y
ALG*HPMC son mayores que 0,05 e indica que estos factores no tienen un efecto
estadísticamente significativo sobre EE MT y solo el factor ALG tiene un efecto
estadísticamente significativo, con un 95,0 % de nivel confianza y es el único factor que tiene
efecto sobre EE MT. Se acepta la hipótesis alternativa para ALG, mientras que para HPMC y
ALG*HPMC acepta la hipótesis nula.
Todas las formulaciones presentaron dispersión en los resultados, justificado en parte por
el amplio rango de tamaño de micropartícula obtenido.
51
4.2.2.4. Grado de hinchamiento.
Como se muestra en la Tabla 28, las 5 formulaciones presentaron la capacidad de absorber
el medio que las rodea en diferente grado; MC1 presentó el menor grado de hinchamiento a
los dos tiempos analizados, mientras que MC4 presentó el grado de hinchamiento más alto
absorbiendo hasta un 109,2 ± 3,1 % de su peso inicial a las 8 horas de ensayo.
Tabla 28. Grado de hinchamiento de las micropartículas.
Hinchamiento, %
1 H 8 H Variación, %
MC1 18,6 ± 2,9 71,2 ± 2,4 52,6
MC2 22,3 ± 0,8 75,2 ± 3,4 52,9
MC3 22,2 ± 1,6 81,7 ± 2,0 59,5
MC4 29,5 ± 1,2 109,2 ± 3,1 79,7
MC5 23,7 ± 1,1 94,6 ± 2,6 70,9
Se realizó un perfil de grado de hinchamiento (H8) durante 8 horas tomando datos a la 1,
2, 4 y 8 horas de ensayo cuya representación gráfica se presenta en la Figura 13, de este perfil
se observó que a la primera hora de ensayo no hay una marcada diferencia grafica en cuanto a
la influencia de cada uno de los factores de estudio como en el caso de MC2 y MC3 donde se
obtuvo resultados similares de 22,3 ± 0,8 % y 22,2 ± 1,6 % de hinchamiento respectivamente,
pero a la octava hora de ensayo ya es apreciable una diferencia entre los valores obtenidos.
Figura 13. Perfil de grado de hinchamiento de las micropartículas durante 8 horas
En la gráfica de interacciones para grado de hinchamiento (Figura 14), se observa que
existe interacción entre los factores de estudio ALG y HPMC sobre esta variable, de la misma
forma se observa que la magnitud de esta variable aumenta a niveles altos de los dos factores
de estudio con marcada superioridad en HPMC por ser un polímero sensible a la humedad.
0
20
40
60
80
100
120
0 1 2 4 8
%
Tiempo, h
Grado de hinchamiento
MC1 MC2 MC3 MC4 MC5
52
Figura 14. Grafica de interacción para grado de hinchamiento de las micropartículas a las 8 horas
En el análisis de varianza para H 8 (Tabla 29), los valores- P son menores que 0,05 lo que
indica que los factores de estudio ALG, HPMC y la interacción ALG*HPMC tienen un
efecto estadísticamente significativo sobre esta variable con un 95,0 % de nivel confianza y el
efecto más importante es el de HPMC. Se rechaza la hipótesis nula para ALG, HPMC y
ALG*HPMC.
Tabla 29. Análisis de Varianza para el grado de hinchamiento a las 8 horas.
Fuente GL SC Ajust. MC Ajust. Valor F Valor p
Modelo 4 2909,83 727,46 96,75 0,000
Lineal 2 2241,44 1120,72 149,06 0,000
ALG 1 747,34 747,34 99,40 0,000
HPMC 1 1494,10 1494,10 198,72 0,000
ALG*HPMC 1 414,19 414,19 55,09 0,000
Error 10 75,19 7,52
Total 14 2985,02
Ecuación de regresión
H 8 = 84,342 + 7,892 ALG + 11,158 HPMC + 5,875 ALG*HPMC + 10,29 Pt Ctral
Resumen del modelo
R-cuad. R-cuad.
S R-cuad. (ajustado) (pred)
2,74202 97,48% 96,47% 94,33%
4.2.2.5. Propiedad mucoadhesiva.
Las 5 formulaciones al contener polímeros mucoadhesivos presentaron la propiedad de
adherirse en diferentes grados a un tejido mucoso y cuyos resultados se presentan en la Tabla
30, el rango de aceptación establecido durante el ensayo fue de mínimo 50 % a las 8 horas y
para definir este tiempo se tomó en cuenta el intervalo entre comidas.
53
MC1 presentó el menor grado de mucoadhesión a los dos tiempos analizados, mientras
que MC4 presentó el mayor grado de mucoadhesión permaneciendo adheridas al tejido
mucosa hasta en un 55,0 ± 4,0 % a las 8 horas de ensayo, en comparación con MC1 donde se
observó un mínimo remanente de micropartículas adheridas al final del ensayo 2,0 ± 2,7%.
Tabla 30. Porcentaje de mucoadhesión de las micropartículas a la 1 y 8 horas
Mucoadhesión, %
1 H 8 H Variación, %
MC1 60,3 ± 5,0 2,0 ± 2,6 40,3
MC2 76,0 ± 3,6 31,3 ± 3,5 44,7
MC3 70,3 ± 4,7 10,0 ± 5,0 60,3
MC4 84,7 ± 5,0 55,0 ± 4,0 29,7
MC5 77,3 ± 1,5 38,3 ± 7,6 39,0
Se realizó un perfil del grado de mucoadhesión (M8) durante 8 horas tomando datos a la 1,
2, 4 y 8 horas de ensayo cuya representación gráfica se muestra en la Figura 15, en este perfil
se observa que no existe diferencia grafica apreciable entre las formulaciones MC2, MC3 y
MC5, mientras que a la segunda hora de ensayo ya existe una tendencia definida en cuanto a
la influencia de cada uno de los factores de estudio como en el caso de MC1 y MC3 con un
bajo nivel de ALG donde permanecen adheridas menores cantidades de micropartículas al
tejido mucoso en comparación con MC2 y MC5 con niveles altos de ALG y esta tendencia es
más notable a la octava hora de estudio.
Figura 15. Perfil de grado de mucoadhesioón de las micropartículas durante 8 horas.
En la gráfica de interacciones para grado de mucoadhesión (Figura 16), se observa que
existe interacción entre los factores de estudio ALG y HPMC sobre esta variable, de la misma
forma se observa que la magnitud aumenta a niveles altos de los dos factores de estudio con
marcada superioridad en HPMC por ser un polímero con propiedades adhesivas.
0
20
40
60
80
100
0 1 2 4 8
%
Tiempo, h
Grado de mucoadhesión
MC1 MC2 MC3 MC4 MC5
54
Figura 16. Grafica de interacción para capacidad mucoadhesiva de las micropartículas a las 8 horas
En el análisis de varianza para M8 (Tabla 31), los valores- P son menores que 0,05 lo que
indica que los factores de estudio ALG, HPMC y la interacción ALG*HPMC tienen un
efecto estadísticamente significativo sobre esta variable con un 95,0 % de nivel confianza y el
efecto más importante es la interacción ALG*HPMC, es decir actúan de manera sinérgica
sobre esta propiedad y esto concuerda con la teoría que estos dos polímeros tienen altas
propiedades mucoadhesivas. Se rechaza la hipótesis nula para ALG, HPMC y ALG*HPMC.
Tabla 31. Análisis de Varianza para mucoadhesión a las 8 horas.
Fuente GL SC Ajust. MC Ajust. Valor F Valor p
Modelo 4 5650,7 1412,67 44,05 0,000
Lineal 2 4896,2 2448,08 76,34 0,000
ALG 1 752,1 752,08 23,45 0,001
HPMC 1 4144,1 4144,08 129,23 0,000
ALG*HPMC 1 184,1 184,08 5,74 0,038
Error 10 320,7 32,07
Total 14 5971,3
Ecuación de regresión
M 8 = 24,58 + 7,92 ALG + 18,58 HPMC + 3,92 ALG*HPMC + 15,42 Pt Ctral
Resumen del modelo
R-cuad. R-cuad.
S R-cuad. (ajustado) (pred)
5,66274 94,63% 92,48% 87,92%
55
4.2.3. Perfiles de liberación de claritromicina y metronidazol desde las
micropartículas mucoadhesivas.
Se realizó el ensayo de disolución hasta las 12 horas cuyos resultados se representan en las
Figuras 17 para claritromicina y 18 para metronidazol, mientras que para el análisis de los
datos se toma en cuenta solo hasta la octava hora de ensayo donde todas las formulaciones
manufacturadas liberan más del 80% del contenido encapsulado de los principios activos,
siendo ligeramente inferior la cantidad de claritromicina que de metronidazol, esto debido
probablemente a la baja permeabilidad (Clase III) de la claritromicina.
Figura 17. Perfil de liberacion de claritromicina desde las microparticulas mucoadhesivas.
Figura 18. Perfil de liberacion de metronidazol desde las microparticulas mucoadhesivas.
0
20
40
60
80
100
0 15 30 45 60 120 180 240 300 360 480 720
Liberación de claritromicina
MC1 MC2 MC3 MC4 MC5
0
20
40
60
80
100
0 15 30 45 60 120 180 240 300 360 480 720
Liberación de metronidazol
MC1 MC2 MC3 MC4 MC5
56
Los resultados de los perfiles de disolución de CL y MT desde las micropartículas
mucoadhesivas expresados como media y desviación estándar relativa se muestran en las
Tablas 32 y 33 respectivamente, en los cuales la formulación MC1 libera más del 90% del
total encapsulado de los principios activos (CL = 91,4 ± 2,7 %; MT = 95,1 ± 1,1 %) a las 3
horas y de manera similar sucede con MC3 con valores cercanos a 90% (CL = 89,1 ± 2,6 %;
MT = 88,2 ± 4,1 %) a las 6 horas, las formulaciones MC2 y MC5 liberan valores cercanos a
90% de CL a las 8 horas (MC2 = 89,0 ± 5,9 %; MC5 = 85,9 ± 1,5 %) y de MT libera
valores superiores a 80% (MC2 = 85,7 ± 1,3 %; MC5 = 83,0 ± 2,1 %) y MC4 libera menores
cantidades de los principios activos a las 8 horas, aunque estas cantidades son ligeramente
superiores a 80% (CL = 81,2 ± 1,6 %; MT = 82,1 ± 1,9 %).
Tabla 32. Perfil de liberación de claritromicina desde las microparticulas mucoadhesivas.
MC1 MC2 MC3 MC4 MC5
t, min Ẋ RSD Ẋ RSD Ẋ RSD Ẋ RSD Ẋ RSD
15 45,1 18,1 16,8 11,4 26,1 16,4 9,9 14,6 14,2 15,8
30 58,8 13,3 27,4 3,7 43,6 10,7 14,7 8,5 17,6 9,6
45 68,1 9,1 34,8 4,6 50,5 8,5 28,5 9,1 26,1 6,4
60 80,4 7,7 43,2 3,0 56,9 7,6 34,1 5,2 35,3 5,0
120 86,6 3,8 49,6 3,9 67,2 5,0 40,7 5,6 45,8 3,9
180 91,4 2,7 55,3 4,2 78,3 7,5 44,5 2,8 57,8 2,4
240 93,2 2,3 61,6 6,3 89,1 2,6 53,1 3,3 68,9 2,0
300 95,0 1,2 71,8 4,4 92,9 3,4 59,9 1,6 74,7 1,2
360 95,9 1,0 78,9 2,0 97,1 1,8 71,9 2,4 81,8 1,6
480 96,2 0,7 89,0 5,9 99,5 0,8 81,2 1,6 85,9 1,5
720 96,2 0,7 97,2 2,5 99,6 0,8 88,4 1,4 94,4 1,8
Tabla 33. Perfil de liberación de metronidazol desde las microparticulas mucoadhesivas.
MC1 MC2 MC3 MC4 MC5
t, min Ẋ RSD Ẋ RSD Ẋ RSD Ẋ RSD Ẋ RSD
15 30,7 9,5 15,6 5,5 18,8 10,9 12,3 14,6 18,3 20,8
30 45,7 6,6 23,8 5,4 30,1 9,0 17,6 9,0 24,1 5,7
45 56,8 3,4 29,7 4,4 42,3 9,1 24,2 11,1 27,7 6,3
60 72,5 4,3 35,5 4,2 62,8 3,0 30,8 7,9 33,0 4,5
120 82,3 3,5 41,8 2,5 72,9 3,5 37,0 5,3 49,1 3,1
180 95,1 1,1 48,4 2,6 80,6 2,0 43,9 3,3 60,0 3,6
240 99,8 0,4 55,1 1,0 88,2 4,1 52,7 3,7 70,1 3,3
300 100,0 0,2 70,1 5,1 96,7 1,5 65,6 3,2 75,1 2,5
360 100,1 0,2 78,0 1,2 99,4 0,7 74,6 1,9 79,7 1,6
480 100,2 0,3 85,7 1,3 100,0 0,8 82,1 1,9 83,0 2,1
720 100,7 0,7 95,2 1,1 100,1 0,7 85,3 2,1 92,1 1,5
57
La interacción de ALG y HPMC sobre la cantidad de claritromicina (Q8 CL) y cantidad de
metronidazol (Q8 MT) liberadas a las 8 horas se presentan de forma gráfica en la Figura 19,
donde se puede observar que hay total interacción entre los dos factores sobre estas variables,
y en ambos casos para disminuir la liberación de los principios activos desde la matriz es
necesario ensayar con niveles altos de los dos factores.
Figura 19. Grafica de interacción para cantidad de claritromicina y metronidazol desde las micropartículas a las 8 horas.
En el análisis de varianza para Q8 CL (Tabla 34), el valor- P para HPMC es mayor que
0,05 lo que indica que este factor de estudio no tiene un efecto estadísticamente significativo
sobre Q8 CL y mientras que los factores ALG y ALG*HPMC tienen un efecto
estadísticamente significativo, con un 95,0 % de nivel confianza y el efecto más importante
es el de ALG. Se acepta la hipótesis alternativa para ALG y ALG*HPMC, mientras que para
HPMC acepta la hipótesis nula.
Tabla 34. Análisis de Varianza para la cantidad de claritromicina liberada a las 8 horas
Fuente GL SC Ajust. MC Ajust. Valor F Valor p
Modelo 4 678,264 169,566 45,03 0,000
Lineal 2 518,307 259,153 68,83 0,000
ALG 1 517,453 517,453 137,43 0,000
HPMC 1 0,853 0,853 0,23 0,644
ALG*HPMC 1 61,653 61,653 16,37 0,002
Error 10 37,653 3,765
Total 14 715,917
Ecuación de regresión
Q8 CL = 91,133 - 6,567 ALG - 0,267 HPMC - 2,267 ALG*HPMC - 6,40 Pt Ctral
Resumen del modelo
R-cuad. R-cuad.
S R-cuad. (ajustado) (pred)
1,94045 94,74% 92,64% 88,17%
58
En el análisis de varianza para Q8 MT (Tabla 35), los valores- P son menores que 0,05 lo
que indica que los factores de estudio ALG, HPMC y la interacción ALG*HPMC tienen un
efecto estadísticamente significativo sobre Q8 MT con un 95,0 % de nivel confianza y el
efecto más importante es el de ALG y el efecto de los otros factores es no significativamente
estadístico. Se rechaza la hipótesis nula para ALG, HPMC y ALG*HPMC.
Tabla 35. Análisis de Varianza para cantidad de metronidazol liberado a las 8 horas
Fuente GL SC Ajust. MC Ajust. Valor F Valor p
Modelo 4 1038,97 259,742 150,08 0,000
Lineal 2 784,87 392,433 226,75 0,000
ALG 1 774,41 774,413 447,47 0,000
HPMC 1 10,45 10,453 6,04 0,034
ALG*HPMC 1 10,08 10,083 5,83 0,036
Error 10 17,31 1,731
Total 14 1056,27
Ecuación de regresión
Q8 MT = 92,150 - 8,033 ALG - 0,933 HPMC - 0,917 ALG*HPMC - 10,083 Pt Ctral
Resumen del modelo
R-cuad. R-cuad.
S R-cuad. (ajustado) (pred)
1,31555 98,36% 97,71% 96,31%
Los valores de R2 y R2ajustado cercanos a 100% indican que los factores de estudio ALG
y HPMC explican un alto porcentaje de la variabilidad que presentan las variables
dependientes y que el efecto de factores no estudiados como, los que se dejaron constantes y
los debidos a errores experimentales representan un bajo efecto sobre la variable.
La ecuación de regresión permite predecir el valor de las variables respuestas en diferentes
niveles de los factores ALG y HPMC que se requiera dentro de la región experimental, y esta
predicción depende de la calidad de ajuste del modelo.
4.2.3.1. Análisis de la cinética de disolución de claritromicina y metronidazol
desde las micropartículas mucoadhesivas.
Se realizó el estudio de la cinética de la disolución de los principios activos desde las
micropartículas mucoadhesivas usando estimación lineal en Excel 2010 de acuerdo a los
modelos de Orden Cero (Ecuación 1), Primero Orden (Ecuación 2), Higuchi (Ecuación 3),
Hixson-Crowell (Ecuación 5) y Korsmeyer-Peppas (Ecuación 6), para este análisis se usó 5
pares de valores elegidos a conveniencia del total de obtenidos de los perfiles de disolución
para cada formulación.
Del análisis de regresión se obtienen valores de coeficientes de correlación y a partir de
este valor se calculó R2 ajustado con la Ecuación 7 y el valor de AIC con la Ecuación 8 y los
59
resultados se presentan en las Tablas 36 y 37 para CL y MT respectivamente, sombreados
rojo los valores de R2 y R2 ajustado mayores de cada formulación y aceptados como el
modelo cinético que más se ajusta la recta, mientras que sombreados de amarillo se
encuentran los valores de AIC menores que expresan el ajuste de bondad de los datos del
perfil de disolución que más se aproximan al modelo considerado como real.
Para la liberación de CL (Tabla 36) los valores de R2 y R2ajustado mayores indican que
las formulaciones MC2, MC3, MC4 y MC5 se ajustan a la recta que describe modelo de
primer orden y que MC1 se ajusta a la recta que describe el modelo Korsmeyer-Peppas. El
valor AIC menor corresponde al modelo Korsmeyer-Peppas en las formulaciones MC2-MC5
y para MC1 corresponde al modelo de primer orden.
Tabla 36. Modelos cinéticos de disolución de claritromicina desde las micropartículas mucoadhesivas.
ORDEN CERO PRIMER
ORDEN HIGUCHI
HIXSON-
CROWELL
KORSMEYER-
PEPPAS
MC1
R2 0,546 0,845 0,835 0,741 0,861
R2 ajustado 0,395 0,793 0,780 0,655 0,815
AIC 17,591 0,368 15,390 0,889 2,243
MC2
R2 0,834 0,983 0,973 0,975 0,975
R2 ajustado 0,779 0,978 0,963 0,966 0,967
AIC 15,525 3,804 11,623 3,375 0,615
MC3
R2 0,682 0,986 0,925 0,962 0,975
R2 ajustado 0,576 0,982 0,900 0,949 0,967
AIC 16,921 2,571 13,792 1,942 1,480
MC4
R2 0,871 0,986 0,984 0,959 0,979
R2 ajustado 0,828 0,982 0,979 0,945 0,972
AIC 14,641 2,571 10,053 3,516 0,386
MC5
R2 0,823 0,986 0,975 0,959 0,983
R2 ajustado 0,764 0,982 0,967 0,945 0,977
AIC 15,665 2,571 11,422 2,779 0,221
En el caso de las formulaciones MC2-MC4 con valor AIC menor para el modelo
Korsmeyer-Peppas se caracterizan por ser un sistema hinchable y la disolución del CL
depende de la naturaleza de la matriz polimérica y no de las características fisicoquímicas del
fármaco; este resultado aumenta su validez por los valores obtenidos del análisis del grado de
hinchamiento. MC1 cuyo valor AIC menor la describe como un sistema donde la disolución
de CL depende de su concentración, resultado sustentado al encontrar partículas del principio
activo a la superficie externa de las micropartículas que no se encapsularon correctamente.
Para la liberación de MT (Tabla 37) los valores de R2 y R2ajustado mayores indican que
MC1 corresponde al recta que describe el modelo de Hixson-Crowell, MC2 a la recta del
modelo de Higuchi, MC3 y MC4 se ajustan a la recta que describe el modelo Korsmeyer-
Peppas y que MC5 se ajusta a la recta que describe el modelo de primer orden. El valor AIC
60
menor corresponde al modelo de primer orden en las formulaciones MC1 y MC2, para MC3
y MC5 corresponde al modelo Hixson-Crowell y para MC4 la describe de mejor forma con el
modelo Korsmeyer-Peppas.
Tabla 37. Modelos cinéticos de disolución de metronidazol desde las micropartículas mucoadhesivas.
ORDEN CERO PRIMER
ORDEN HIGUCHI
HIXSON-
CROWELL
KORSMEYER-
PEPPAS
MC1
R2 0,721 0,941 0,941 0,973 0,922
R2 ajustado 0,628 0,921 0,922 0,963 0,895
AIC 16,640 1,481 13,261 2,410 5,820
MC2
R2 0,885 0,972 0,987 0,982 0,977
R2 ajustado 0,847 0,962 0,983 0,976 0,966
AIC 14,685 3,123 9,904 4,417 3,935
MC3
R2 0,627 0,943 0,891 0,973 0,994
R2 ajustado 0,503 0,924 0,855 0,964 0,992
AIC 17,275 2,425 14,605 1,686 7,849
MC4
R2 0,864 0,952 0,980 0,933 0,981
R2 ajustado 0,819 0,936 0,974 0,911 0,974
AIC 14,724 3,851 10,526 2,620 2,465
MC5
R2 0,811 0,980 0,968 0,938 0,967
R2 ajustado 0,749 0,973 0,957 0,918 0,955
AIC 15,735 4,847 11,916 2,203 3,588
En el caso de las formulaciones MC1 y MC2 con valor AIC menor para el modelo de
primer orden se caracterizan por que la disolución depende de la concentración del principio
activo, esto sucede de forma similar con CL por las partículas de principio activo observadas
en MC1 aunque estas partículas no se evidencian en MC2; para MC3 y MC5 con valores de
AIC menores que las describen de mejor forma como un modelo de Hixson-Crowell es decir
que la liberación de MT avanzará conforme la disolución de la matriz, lo cual no se evidenció
ya que al final del proceso se recogieron las micropartículas hinchadas; MC4 con valor de
AIC menor para el caso del modelo Korsmeyer-Peppas describe la liberación de MT
conforme el hinchamiento de la matriz de la micropartícula.
Adicionalmente, del análisis de regresión lineal de la Ecuación 6 se puede obtener el valor
de n que describe el mecanismo de liberación de los principios activos desde el sistema y se
muestra en la Tabla 38. Todos los valores obtenidos son menores a 0,45, lo que indica que la
de liberación de claritromicina y metronidazol siguen un mecanismo de "Difusión de
Fickian”, es decir de zonas de alta concentración a zonas de baja concentración y su salida
desde la matriz polimérica es a través de los canales formados durante el proceso de
manufactura.
61
Tabla 38. Valor n para la liberación de claritromicina y metronidazol desde las microparticulas mucoadhesivas.
n
CL MT
MC1 0,210 0,356
MC2 0,337 0,409
MC3 0,283 0,229
MC4 0,389 0,432
MC5 0,404 0,418
62
CAPÍTULO V
5. Conclusiones y Recomendaciones
5.1. Conclusiones
Se establecieron los parámetros de componentes, velocidad, tipo y tiempo de agitación,
cantidad de agente reticulante, y condiciones de secado para el proceso de obtención de las
micropartículas mucoadhesivas a escala magistral de forma reproducible y en cantidades
representativas para realizar la respectiva caracterización; siendo estos, componentes se
describen en la Tabla 14, velocidad de 800 rpm en agitador mecánico durante 25 minutos y el
secado en caja de papel empaque al ambiente por tiempo mayor a 48 horas hasta una
humedad residual entre 3,5 a 5,0%.
Se elaboraron micropartículas mucoadhesivas por el método emulsión-gelificación externa
de acuerdo a las formulas porcentuales que se describen en la Tabla 14, donde variaron las
concentraciones ALG y HPMC con un diseño factorial completo 22 con 3 puntos intermedios
y tres replicas por formulación con lo que se obtuvo un total de 15 lotes (3 cada formulación)
con la finalidad de determinar la influencia de estos factores sobre el tamaño de partícula (T),
grado de hinchamiento a las 8 horas (H8), capacidad mucoadhesiva a las 8 horas (M8),
eficacia de encapsulación de cada principio (EE) y cantidad de principios activos liberados a
las 8 horas (Q8).
Se determinó que la variable alginato influye significativamente sobre T, EE CL, EE MT,
H8, M8, Q8 CL, Q8 MT y la variable HPMC influye significativamente sobre T, EE CL, H8,
M8, Q8 MT, mientras que la interacción alginato*HPMC sobre T, EE CL, H8, M8, Q8 CL,
Q8 MT.
Se tomó la formulación MC4 como lote control y representativo del estudio, por presentar
un tamaño de micropartícula 684,10 ± 11,73 μm, grado de hinchamiento a las 8 horas de
109,2 ± 3,1 % su peso inicial, capacidad mucoadhesiva de 55,0 ± 4,0 %, encapsula la
claritromicina con una eficiencia del 69,4 ± 2,1 %, y al metronidazol con 86,1 ± 2,1 % de
eficiencia y libera 81,2 ± 1,6 % de claritromicina y 82,1 ± 1,9 % de metronidazol a las 8
horas y cumple con lo planteado de liberar más del 80% de los principios activos
encapsulados y permanecer adherido a la mucosa gástrica (in vitro) más del 50 % de la carga
inicial a las 8 horas por ser una formulación mucoadhesiva destinada para que ejerza su
efecto a nivel gástrico.
La cinética de disolución de claritromicina y metronidazol de la formulación MC4 se
ajusta al modelo de Korsmeyer-Peppas característico de sistemas poliméricos hinchables
donde la salida de estos principios activos desde la matriz se da por un mecanismo Fickiano
sin afectar la estructura polimérica.
63
5.2. Recomendaciones
Evaluar las características de superficie de las micropartículas con la ayuda de
Microscopia Diferencial de Barrido.
Validar el método de extracción de claritromicina y metronidazol desde las
micropartículas mucoadhesivas formuladas para garantizar la recuperación total de los
principios activos.
Realizar estudios in-vitro e in-vivo con Helicobacter pylori para determinar MIC del
sistema formulado y posteriormente establecer una unidad de dosificación dentro de capsulas
duras de gelatina.
Realizar ensayos de estabilidad acelerada y a tiempo real implementando el uso de DSC,
HPTLC y FT-IR con la finalidad de evaluar posibles degradaciones, interacciones fármaco-
fármaco o interacciones fármaco-excipientes y así establecer un periodo de vida útil y
condiciones de almacenamiento del sistema desarrollado.
Realizar un escalamiento y trasferencia tecnológica del proceso de manufactura a lecho
fluido evaluando granulometría y una posible industrialización del sistema desarrollado.
Considerando los mismos parámetros de obtención de las micropartículas mucoadhesivas,
evaluar la cinética de liberación de claritromicina y metronidazol en distintas formulaciones.
Como alternativa, realizar el estudio a concentraciones superiores de las variables
independientes llevando el proceso a mayores temperaturas y usando una solución Buffer pH
5,5 para dispersar los principios activos y polímeros, a la vez eliminando la condición de
diámetro de micropartícula de 1mm como máximo aceptable.
64
Bibliografía
Agnihotri, N., Mishra, R., Goda, C., & Arora, M. (2012). Microencapsulation–a novel
approach in drug delivery: a review. Indo Global Journal of Pharmaceutical Sciences,
2(1), 1-20.
Aiache, J. M., Aoyagi, N., Blume, H., Dressman, J., Friedel, H., Grady, L., & Krämer, J.
(1997). FIP guidelines for dissolution testing of solid oral products. Dissolution
Technologies, 4(4), 1-12.
Alarcón Ochoa, F. A., & Pasato Alvarez, J. F. (2013). Prevalencia de helicobacter Pylori por
microelisa en materia fecal y factores de riesgo en universitarios de la Ciudad de
Cuenca 2013.(Tesis de Pregrado). Universidad de Cuenca: Cuenca, Ecuador.
Andreetta, H. A. (2003). Fármacos de acción prolongada: mecanismos de liberación. Usos de
distintos modelos. Acta Farmaceutica Bonaerense, 22(4), 355-364.
Arora, S., & Budhiraja, R. D. (2012). Chitosan-alginate microcapsules of amoxicillin for
gastric stability and mucoadhesion. Journal of advanced pharmaceutical technology
& research, 3(1), 68, 3(1), 68-74.
Arora, S., Bisen, G., & Budhiraja, R. (2012). Mucoadhesive and muco-penetrating delivery
systems for eradication of Helicobacter pylori. Asian Journal of Pharmaceutics, 6(1),
18-30.
Bhanja, S., Ellaiah, P., Martha, S., Murthy, K., Panigrahi, B., & Das, D. (2010). Preparation
and in-vitro evaluation of mucoadhesive microcapsules of acyclovir. International
Journal Of Pharmacy&Technology, 2(4), 907-923.
Beltrán Espinosa, P. A. (2014). Prevalencia de Helicobacter Pylori en usuarios atendidos en
la consulta externa de gastroenterología del Hospital general Teófilo Dávila del
cantón Machala segundo trimestre 2014 (Tesis de Pregrado). Universidad Tecnica de
Machala: Machala, Ecuador.
Bendesky, A., & Menéndez, D. (2001). Metronidazol: una visión integral. Revista de la
Facultad de Medicina UNAM, 44(6), 255-259.
Burnham, K., & Anderson, D. (2003). Model selection and multimodel inference: a practical
information-theoretic approach (Segunda ed., Vol. Springer Science & Business
Media). Colorado.
Carvalho, F. C., Bruschi, M. L., Evangelista, R. C., & Gremião, M. P. (2010). Mucoadhesive
drug delivery systems. Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences, 46(1), 1-17.
Champion, J., Katare, Y., & Mitragotri, S. (2007). Particle shape: a new design parameter for
micro-and nanoscale drug delivery carriers. Journal of Controlled Release, 121(1-2),
3-9.
Cobos-Trigueros, N., Ateka, O., Pitart, C., & Vila, J. (2009). Macrólidos y cetólidos.
Enfermedades infecciosas y microbiologia clinica, 27(7), 412-418.
Collins, R., & Garnett, W. (2000). Formulaciones de Liberación Prolongada de
Medicamentos Anticonvulsivantes - Ventajas Farmacocinéticas Clínicas y
Terapéuticas. CNS Drugs, 14(3), 203-212.
da Costa, P. (2002). Avaliação in vitro da lioequivalência de formulações farmacêuticas.
Revista Brasileira de Ciências Farmacêuticas, 32(8), 141-153.
65
Costa, P., & Lobo, J. M. (2001). Modeling and comparison of dissolution profiles. European
journal of pharmaceutical sciences, 13(2), 123-133.
Dash, S., Murthy, P. N., Nath, L., & Chowdhury, P. (2010). Kinetic modeling on drug release
from controlled drug delivery systems. Acta Poloniae Pharmaceutica - Drug
Research, 67(3), 217-223.
Debets-Ossenkopp, Y. J., Reyes, G., Mulder, J., Birgit, M., Peters, J. T., Savelkoul, P. H., . . .
Vandenbroucke-Grauls, C. M. (2003). Characteristics of clinical Helicobacter pylori
strains from Ecuador. Journal of antimicrobial chemotherapy, 51(1), 141-145.
Draget, K. (2009). Alginates: Handbook of Hydrocolloids. Woodhead. Cambridge.
Erah, P. O., Goddard, A. F., Barrett, D. A., Shaw, P. N., & Spiller, R. C. (1997). The stability
of amoxycillin, clarithromycin and metronidazole in gastric juice: relevance to the
treatment of Helicobacter pylori infection. Journal of Antimicrobial Chemotherapy,
39(1), 5-12.
Fanger, G. O. (1974). Microencapsulation: a brief history and introduction. En
Microencapsulation: Processes and Applications (págs. 1-20). Chicago-USA:
Springer US.
Fernández, J. A., Santos, R. G., & Estévez, G. F. (2009). Cinética de liberación de
cefalexiana desde un biomaterial compuesto por HAP-200/POVIAC/CaCO3. Anales
de la Real Academia Nacional de Farmacia, 75(3), 345-363.
Freeman, C., Klutman, N., & Lamp, K. (1997). Metronidazole–A therapeutic Rewie and
Update. Drugs, 54(5), 679-708.
Garud, A., & Garud, N. (2015). Formulation of mucoadhesive microspheres of rosiglitazone
maleate and its in vitro evaluation using ionotropic gelation technique. Ars Pharm,
56(2), 101-107.
Garud, N., & Garud, A. (2012). Preparation and In-vitro Evaluation of Metformin
Microspheres Using Non-Aqueous Solvent Evaporation Technique. Tropical Journal
of Pharmaceutical Research, 11(4), 577-583.
Gennaro, A. (2003). Remington Farmacia (Vigesima ed., Vol. 1). Buenos Aires, Argentina:
Editorial Médica Panamericana.
Goh, K. L., Chan, W. K., Shiota, S., & Yamaoka, Y. (2011). Epidemiology of Helicobacter
pylori infection and public health implications. Helicobacter, 16(s 1), 1-9.
Gombotz, W. R. (2012). Protein release from alginate matrices. Advanced drug delivery
reviews, 64, 194-205.
Gonzáles Ochoa, F. N., & Sanchez Román, M. J. (2012). Correlación de la endoscopia
digestiva alta en el diagnóstico de H. pylori demostrado con el estudio
histopatológico en pacientes que acuden por primera vez al servicio de
videoendoscopía del Hospital de Especialidades Eugenio Espejo en el período de
dici. Pontificia Universidad Católica del Ecuador: Quti, Ecuador.
Goodwin, S., Armstrong, J., Chilvers, T., Peters, M., Collins, D., Sly, L., . . . Harper, W.
(1989). Transfer of Campylobacter pylori and Campylobacter mustelae to
Helicobacter gen. nov. as Helicobacter pylori comb. nov. and Helicobacter mustelae
comb. nov., respectively. International Journal of Systematic and Evolutionary
Microbiology, 39(4), 397-405.
66
Grant, G. T., Morris, E. R., Rees, D. A., Smith, P. J., & Thom, D. (1973). Biological
interactions between polysaccharides and divalent cations: the egg-box model. FEBS
letters, 32(1), 195-198.
Gregoriadis, G., & Florence, A. T. (1993). Liposomes in drug delivery. Drugs, 45(1), 15-28.
Guevara Aguirre, M. C., & Guthemberg Morillo, A. A. (2010). Correlación del tratamiento
farmacológico erradicador del helicobacter pylori respecto a los cambios
histopatológicos de la mucosa gástrica (Tesis de pregrado). Pontificia Universidad
Católica del Ecuador: Quito, Ecuador.
Guzmán Campoverde, N. R., Merchán Reyes, J. J., & Pomaquiza Lema, M. C. (2012).
Prevalencia de helicobacter pylori por microelisa en materias fecales y factores de
riesgo en escolares de la ciudad de Cuenca 2011 (Tesis de Pregrado). Universidad de
Cuenca: Cuenca, Ecuador.
Harding, S. E., Davis, S. B., Deacon, M. P., & Fiebrig, I. (1999). Biopolymer mucoadhesives.
Biotechnology and genetic engineering reviews, 16(1), 41-86.
Heng, P. W., Chan, L. W., & Wong, T. W. (2003). Formation of alginate microspheres
produced using emulsification technique. Journal of microencapsulation, 20(3), 401-
413.
Hernández, M. M., Gómez, J. R., & Sánchez, C. F. (2005). Formación de microemulsiones
inversas de acrilamida. Tecnología y desarrollo(3), 102-131.
Higuchi, T. (1963). Mechanism of sustained‐action medication. Theoretical analysis of rate
of release of solid drugs dispersed in solid matrices. Journal of pharmaceutical
sciences, 52(12), 1145-1149.
Hixson, A. W., & Crowell, J. H. (1931). Dependence of reaction velocity upon surface and
agitation. Industrial & Engineering Chemistry, 23(10), 1160-1168.
Hunt, R. H. (2010). Helicobacter pylori en los países en desarrollo. Guías prácticas de la
Organización Mundial de Gastroenterología (en línea).
Jain, K. K. (2008). Drug delivery systems - An Overview. En Drug delivery systems (págs. 1-
50). Totowa, NJ: Humana press.
Korsmeyer, R. W., Gurny, R., Doelker, E., Buri, P., & Peppas, N. A. (1983). Mechanisms of
solute release from porous hydrophilic polymers. International journal of
pharmaceutics, 25(1), 25-35.
Kusters, J. G., van Vliet, A. H., & Kuipers, E. J. (2006). Pathogenesis of Helicobacter pylori
infection. Clinical microbiology reviews, 19(3), 449-490.
Lam, P. L., & Gambari, R. (2014). Advanced progress of microencapsulation technologies:
In vivo and in vitro models for studying oral and transdermal drug deliveries. Journal
of Controlled Release, 178, 25-45.
Lastres García, J. L. (2002). Nuevos sistemas orales de liberación modificada. Schironia, 1,
63-71.
Lee, K. Y., & Mooney, D. J. (2012). Alginate: properties and biomedical applications.
Progress in polymer science, 37(1), 106-126.
Lin, E., Saxon, A., & Riedl, M. (2010). Penicillin allergy: value of including amoxicillin as a
determinant in penicillin skin testing. International archives of allergy and
immunology, 152(4), 313-318.
67
Luzuriaga, D., & Luzuriaga, I. (2009). Prevalencia del Helicobacter Pylori en pacientes con
diagnóstico de Cáncer Gástrico de la ciudad de Loja Período 2003-2008 (Tesis de
Pregrado). Universidad Nacional de Loja: Loja, Ecuador.
Malleswari, K., Desi Reddy, R. B., & and Swathi, M. (2016). Microencapsulation: A Review
A Novel Approach In Drug Delivery. European Journal of Pharmaceutical and
Medical Research, 3(6), 186-194.
Marovac, J. (2001). Investigación y desarrollo de nuevos medicamentos: de la molécula al
fármaco. Revista médica de Chile, 129(1), 99-106. https://dx.doi.org/10.4067/S0034-
98872001000100015.
Marshall, B. J., & Goodwin, C. S. (1987). Notes: Revised Nomenclature of Campylobacter
pyloridis. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 37(1),
68.
Marshall, B., & Warren, J. R. (1984). Unidentified curved bacilli in the stomach of patients
with gastritis and peptic ulceration. The Lancet, 323(8390), 1311-1315.
McColl, K. E. (2010). Helicobacter pylori infection. New England Journal of Medicine,
362(17), 1597-1604.
Md, S., Ahuja, A., K. R., Baboota, S., Chuttani, K., Mishra, A. K., & Ali, J. (2011).
Gastroretentive drug delivery system of acyclovir-loaded alginate mucoadhesive
microspheres: Formulation and evaluation. Drug delivery, 18(4), 255-264.
Meurer, L. N., & Bower, D. J. (2002). Management of Helicobacter pylori infection.
American family physician, 65(7), 1327-1336.
Nayak, A. K., Hasnain, M. S., Beg, S., & Alam, M. I. (2010). Mucoadhesive beads of
gliclazide: Design, development, and evaluation. Sci Asia, 36(1), 319-325.
Núñez Arias, M. (2008). Tratamiento de rescate de la infección. Galicia Clin, 69(1), 15-19.
O'Donnell, P. B., & McGinity, J. W. (1997). Preparation of microspheres by the solvent
evaporation technique. Advanced drug delivery reviews, 28(1), 25-42.
Parmar, H., Bakliwal, S., Gujarathi, N. R., & Pawar, S. (2010). Different methods of
formulation and evaluation of mucoadhesive microsphere. IJABPT, 1(3), 1157-1167.
Patel, K. S., & Patel, M. B. (2014). Preparation and evaluation of chitosan microspheres
containing nicorandil. International journal of pharmaceutical investigation, 4(1), 32-
37.
Patel, R., Dadhani, B., Ladani, R., Baria, A., & Patel, J. (2010). Formulation, evaluation and
optimization of stomach specific in situ gel of clarithromycin and metronidazole
benzoate. International Journal of Drug Delivery, 2(2), 141-153.
Patel, V. F., Liu, F., & Brown, M. B. (2011). Advances in oral transmucosal drug delivery.
Journal of controlled release, 153(2), 106-116.
Patil, P., Chavanke, D., & Wagh, M. (2012). A review on ionotropic gelation method: novel
approach for controlled gastroretentive gelispheres. Int J Pharm Pharm Sci, 4(4), 27-
32.
Porras, A. M. (2000). Estadística para ciencias biológicas y ciencias ambientales: problemas
y exámenes resueltos. Granada: Proyecto Sur de Ediciones.
Prasanth, V. V., Moy, A. C., Mathew, S. T., & Mathapan, R. (2011). Microspheres-an
overview. International journal of research in pharmaceutical and biomedical
sciences, 2(2), 332-338.
68
Prieto, J., & Alou, C. (2002). Macrólidos, lincosamidas y estreptograminas. Medicine -
Programa de Formación Médica Continuada Acreditado, 8(69), 3707–3714.
Rajesh, M., Narayanan, N., & Chacko, A. (2012). Formulation and evaluation of
mucoadhesive microcapsules of aceclofenac using methyl cellulose and carbopol as
mucoadhesive polymers. Int. J. Pharm. Pharm. Sci,, 4(4), 362-366.
Ramteke, K. H., Jadhav, V. B., & Dhole, S. N. (2012). Microspheres: as carrieres used for
novel drug delivery system. IOSR Journal of Pharmacy, 2(4), 44-48.
Robinson, J. R., Longer, M. A., & Veillard, M. (1987). Bioadhesive polymers for controlled
drug delivery. Annals of the New York Academy of Sciences, 507(1), 307-314.
Rodríguez, I. C., Cerezo, A., & Salem, I. I. (2000). Sistemas de liberación bioadhesivos. Ars
Pharmaceutica, 41(1), 115-128.
Rodvold, K. A. (1999). Clinical pharmacokinetics of clarithromycin. Clinical
pharmacokinetics, 37(5), 385-398.
Rowe, R. C., Sheskey, P. J., & Weller, P. J. (2009). Handbook of pharmaceutical excipients.
London: Pharmaceutical Press.
Saez, V., Hernández, J. R., & Peniche, C. (2007). Las Microesferas como sistemas de
liberación controlada de péptidos y proteínas. Biotecnología Aplicada, 24, 98-107.
Sáez, V., Hernáez, E., & Angulo, L. (2002). Sistemas de liberación controlada de
medicamentos. Rev Iberoam Polím, 3, 1-17.
Salazar Díaz, G. C. (2013). Análisis de patrones alimentarios, hábitos de consumo, y estilos
de vida en pacientes diagnosticados gastritis crónica atrófica, durante el período de
enero a diciembre del año 2012, en el Hospital General Enrique Garcés (Tesis de
Pregrado). Pontificia Universidad Católica del Ecuador: Quito, Ecuador.
Salomon, H. (1896). Über das Spirillum des Säugetiermagens und sein Verhalten zu den
Belegzellen. Zentralbl. Bacteriol, Mikrobiol G. Fischer., 1, 433.
Sampieri, R. H., Collado, C. F., & Lucio, P. B. (2010). Metodologia de la investigación.
Mexico: McGraw-Hill.
Shojaei, A. H. (1998). Buccal mucosa as a route for systemic drug delivery: a review. J
Pharm Pharm Sci, 1(1), 15-30.
Sierra, F., Forero, J. D., & Rey, M. (2014). Tratamiento ideal del Helicobacter pylori: una
revisión sistemática. Revista de Gastroenterología de México, 79(1), 28-49.
Solís, M. M., Montes, P. R., & Quezada, O. E. (2010). Formulación y Optimización de
Sistemas Flotantes de Metronidazol, mediante el Diseño de Experimentos. (Tesis de
Pregrado). Universidad Nacional Autonoma de Nicaraugua-León: León, Nicaragua.
Soria Tipse, A. (2001). Incidencia del Helicobacter pylori en la población pediátrica.
Medicina (Guayaquil), 7(1), 54-58.
Steel, R., & Torrie, J. (1960). Principles and Procedures of Statistics, With Special Reference
to the Biological Sciences. New York: McGraw Hil.
Tønnesen, H. H., & Karlsen, J. (2002). Alginate in drug delivery systems. Drug development
and industrial pharmacy, 28(6), 621-630.
Villarroel Ortiz, L. (2015). Elaboración y Evaluación de Microesferas Mucoadhesivas
preparadas a través de la técnica de Gelificación Iónica utilizando Alginato Sódico y
Quitosano (Tesis de Pregrado). Escuela Politecnica del Chimborazo: Riobamba,
Ecuador.
69
Viserras Iborra, M. T. (2008 ). Desarrollo Galénico de preparados obtenidos por interacción
del Ácido 5-amino salicílico con Halloysita (Tesis Doctoral). Universidad de
Granada: Granada - España.
Wotherspoon, A. C., Ortiz-Hidalgo, C., Falzon, M. R., & Isaacson, P. G. (1991). Helicobacter
pylori-associated gastritis and primary B-cell gastric lymphoma. The Lancet,
338(8776), 1175-1176.
Wroblewski, L. E., Peek, R. M., & Wilson, K. T. (2010). Helicobacter pylori and gastric
cancer: factors that modulate disease risk. Clinical microbiology reviews, 24(3), 713-
739.
Zheng, J., Liu, C., Bao, D., Zhao, Y., & Ma, X. (2006). Preparation and evaluation of
floating‐bioadhesive microparticles containing clarithromycin for the eradication of
Helicobacter pylori. Journal of applied polymer science, 102(3), 2226-2232.
70
ANEXOS
Anexo 1. Esquema causa efecto
FRACASO DE LA TERAPIA DE ERRADICACIÓN DE
H. pilory
FORMA FARMACEÚTICA
EFECTOS ADVERSOS
DOSIFICACIÓN
Falta de selectividad en eltratamiento
Altas Dosis
Rápido vaciado gástrico
Degradación del a.p.i.Entrega incompleta
del a.p.i.Ácido labil
No hay combinaciones de antibióticos
Difícil administración
Sistemas de entrega inmediata
Varias tomas al día
Pérdida de la toma
Baja aceptación por parte del paciente
Alto numero unidades de dosificación por toma
BAJA DISPONIBILIDAD EN EL SITIO
71
Anexo 2. Diagrama de flujo
ALGINATO DE SODIOAGUA PURIFICADA
HPMC K200M
SPAN 80PARAFINA LÍQUIDA
METRONIDAZOLCLARITROMICINA
TWEEN 2%METANOL
AGUA PURIFICADA
SOLUCIÓN METANOLICA CaCl2 10%
LAVAR
DISOLVER
MEZCLAR
EMULSIONAR
DISPERSAR
DISPERSAR
PASO
ULTRA-TURRAX
3 minutos
5 min, 500 rpm
25 min, 800 rpm
2,5 ml/min
15 min, 800 rpm15 min, 400 rpm
MANUAL
AGITADOR MECÁNICO
AGITADOR MECÁNICO
JERINGUILLA
AGITADOR MECANICO
FILTRO AL VACIORECOGER
AGITAR
AÑADIR
5 min, 11500 rpm
PARÁMETRO
ULTRA-TURRAX
7 min, 11500 rpm
REPOSAR 24 horas
3 min, 3000 rpm
SECAR
CENTRIFUGASEPARAR
Tween 2%: 3 x 10mlMetanol: 1 x 10 ml
Agua purificada: 2 x 40 mlFILTRO AL VACIO
AL AMBIENTE Caja Papel Empaque, 48 horas
EQUIPO
72
Anexo 3. Prevalencia de Helicobacter pylori en las principales ciudades del Ecuador
Institución Ciudad Participantes Patología Asociada Edad (Años) Prevalencia (%) Investigadores
Hospital de Especialidades las Fuerzas Armadas
N° 1
Quito 174 Pacientes Ambulatorios Gastritis Atrófica y
Metaplasia
Intestinal
20 – 70 89,1 (Guevara Aguirre &
Guthemberg Morillo, 2010)
Hospital General Enrique Garcés Quito 149 Pacientes Ambulatorios Gastritis Crónica
Atrófica
20 - 70 68 (Salazar Díaz, 2013)
Hospital de Especialidades “Eugenio Espejo” Quito 160 Pacientes Ambulatorios 10 - 80 63,13 (Gonzáles Ochoa & Sanchez
Román, 2012)
Hospital Alejandro Mann Guayaquil 100 Pacientes pediátricos
Ambulatorios
enfermedad Acido
Péptica
0 - 12 46 (Soria Tipse, 2001)
Laboratorio Clínico del Centro de Diagnóstico de
la Facultad de Ciencias Médicas de la
Universidad de Cuenca
Cuenca 208 Estudiantes Primarios 5 - 12 89.9 (Guzmán Campoverde,
Merchán Reyes, &
Pomaquiza Lema, 2012)
Laboratorio Clínico del Centro de Diagnóstico de
la Facultad de Ciencias Médicas de la
Universidad de Cuenca
Cuenca 203 Estudiantes Universitarios 17 - 36 47 (Alarcón Ochoa & Pasato
Alvarez, 2013)
Hospital General Teófilo Dávila Machala 96 Pacientes Ambulatorios 15 – 69 63 (Beltrán Espinosa, 2014)
Hospital de SOLCA de la ciudad de Loja Loja 297 Pacientes Ambulatorios Cáncer gástrico 30 – 95 24 (Luzuriaga & Luzuriaga,
2009)
Recopilado por: Caizaluisa, A. a partir de Repositorios Digitales del Instituciones de Educación Superior del Ecuador
73
Anexo 4. Certificados Analíticos
Claritromicina, materia prima
74
75
Metronidazol, materia prima
76
Claritromicina, estándar secundario
77
Metronidazol, estándar secundario
78
Hidroxipropilmetilcelulosa
79
80
Alginato sódico
81
82
Anexo 5. Perfiles de disolución de las micropartículas mucoadhesivas
Curva de calibración, Claritromicina
V solución
madre, ml
Concentración,
mg/ml Abs
St 1 0,165 0,005 0,0655
St 2 0,335 0,011 0,1355
St 3 0,5 0,016 0,2191
St 4 0,665 0,022 0,2864
St 5 0,835 0,027 0,3703
St 6 1,0 0,033 0,4441
St 7 1,165 0,038 0,5085
Datos para el perfil de disolución de claritromicina a partir de las micropartículas
mucoadhesivas.
MC1
Vaso 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 X RSD
t, min Abs, 481 nm Porcentaje, %
15 0,0659 0,0871 0,111 0,0967 0,1135 0,0872 30,7 42,6 52,2 49,1 52,2 43,9 45,1 18,1
30 0,1184 0,1406 0,1507 0,1104 0,1224 0,1018 53,2 67,2 70,0 55,7 56,1 50,8 58,8 13,3
45 0,1584 0,1574 0,1607 0,1197 0,147 0,1254 70,4 74,9 74,5 60,2 66,9 62,0 68,1 9,1
60 0,1823 0,1737 0,1914 0,1547 0,1858 0,1431 80,6 82,4 88,2 77,0 83,9 70,3 80,4 7,7
120 0,1963 0,1877 0,1962 0,1743 0,1916 0,1653 86,7 88,9 90,4 86,4 86,4 80,8 86,6 3,8
180 0,2126 0,1953 0,2035 0,1797 0,2039 0,1802 93,7 92,3 93,6 89,0 91,8 87,9 91,4 2,7
240 0,2139 0,2011 0,2078 0,1874 0,2043 0,1842 94,2 95,0 95,6 92,7 92,0 89,8 93,2 2,3
300 0,2169 0,2025 0,2099 0,1914 0,2095 0,1915 95,5 95,7 96,5 94,6 94,2 93,2 95,0 1,2
360 0,2179 0,2033 0,2109 0,1932 0,2149 0,1939 95,9 96,0 97,0 95,5 96,6 94,4 95,9 1,0
480 0,2181 0,2035 0,2113 0,1936 0,2151 0,1959 96,0 96,1 97,1 95,7 96,7 95,3 96,2 0,7
720 0,2189 0,2036 0,2114 0,1937 0,2151 0,196 96,4 96,2 97,2 95,7 96,7 95,4 96,2 0,7
y = 13,669x - 0,0056R² = 0,9989
0,00
0,20
0,40
0,60
0,000 0,010 0,020 0,030 0,040
Abs
C (mg/ml)
Concentración vs Abs.
83
MC2
Vaso 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 X RSD
t, min Abs, 481 nm Porcentaje, %
15 0,0485 0,0763 0,0505 0,0438 0,0641 0,0534 14,6 17,0 15,4 16,2 17,8 20,0 16,8 11,4
30 0,0795 0,0963 0,1088 0,0959 0,1169 0,1106 27,2 28,7 27,7 25,6 27,8 27,2 27,4 3,7
45 0,0894 0,1169 0,1391 0,1092 0,1315 0,1323 35,5 36,4 34,7 33,0 36,3 32,8 34,8 4,6
60 0,0980 0,1345 0,1697 0,1189 0,1497 0,1507 44,7 44,8 42,0 42,2 43,3 42,1 43,2 3,0
120 0,1281 0,1692 0,1871 0,1399 0,179 0,1752 49,5 49,1 48,3 49,0 53,5 48,5 49,6 3,9
180 0,1329 0,1986 0,2370 0,1597 0,2152 0,2175 54,0 56,4 52,1 58,7 56,4 54,3 55,3 4,2
240 0,1753 0,2304 0,2548 0,1791 0,2428 0,2407 57,8 64,0 58,3 68,2 60,8 60,6 61,6 6,3
300 0,1824 0,2476 0,2656 0,1877 0,2496 0,2494 69,8 69,9 67,6 75,8 73,6 73,9 71,8 4,4
360 0,1979 0,2505 0,2894 0,1918 0,2587 0,2601 78,7 76,5 78,2 80,1 79,2 80,9 78,9 2,0
480 0,2032 0,2574 0,2959 0,1931 0,2704 0,2684 89,1 83,2 85,5 86,6 98,0 91,5 89,0 5,9
720 0,2035 0,2574 0,296 0,1933 0,2705 0,2688 99,7 94,4 93,9 98,1 98,9 98,5 97,2 2,5
MC3
Vaso 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 X RSD
t, min Abs, 481 nm Porcentaje, %
15 0,025 0,034 0,0297 0,0282 0,0345 0,0334 27,7 32,6 20,2 26,8 26,2 22,9 26,1 16,4
30 0,053 0,0624 0,0592 0,0487 0,0582 0,0482 42,1 40,1 39,2 52,2 44,6 43,2 43,6 10,7
45 0,0715 0,0812 0,0761 0,0648 0,0781 0,0597 46,7 47,8 49,1 58,7 49,7 50,9 50,5 8,5
60 0,092 0,1016 0,0937 0,085 0,0946 0,0785 50,7 54,3 59,2 63,4 56,1 57,4 56,9 7,6
120 0,1026 0,112 0,1088 0,0998 0,1185 0,0916 64,7 67,3 64,8 73,7 66,3 66,1 67,2 5,0
180 0,1126 0,1299 0,1178 0,1211 0,1255 0,1035 66,9 78,3 81,2 83,3 78,9 81,1 78,3 7,5
240 0,1211 0,1483 0,1328 0,1418 0,1358 0,1164 86,6 90,1 87,0 92,8 88,5 89,4 89,1 2,6
300 0,1476 0,1626 0,1549 0,1585 0,1658 0,1435 89,9 96,6 90,6 97,0 90,9 92,4 92,9 3,4
360 0,1674 0,1785 0,1806 0,1678 0,1789 0,1579 97,1 97,6 98,3 99,0 94,1 96,2 97,1 1,8
480 0,1904 0,1949 0,1981 0,182 0,2232 0,1794 99,6 100,2 100,4 99,7 98,2 99,2 99,5 0,8
720 0,2138 0,2219 0,2181 0,2072 0,2253 0,1937 99,7 100,2 100,5 99,8 98,2 99,3 99,6 0,8
MC4
Vaso 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 X RSD
t, min Abs, 481 nm Porcentaje, %
15 0,0355 0,0288 0,0257 0,0295 0,0248 0,0343 12,0 9,6 8,4 9,6 8,5 11,1 9,9 14,6
30 0,0438 0,0482 0,0421 0,0495 0,0503 0,0541 14,4 14,8 12,6 14,9 15,2 16,4 14,7 8,5
45 0,0824 0,1093 0,0974 0,1106 0,1085 0,0935 25,2 31,1 26,6 30,9 30,5 26,9 28,5 9,1
60 0,1255 0,1178 0,1211 0,1251 0,1205 0,1154 37,3 33,4 32,6 34,7 33,6 32,7 34,1 5,2
120 0,1355 0,1597 0,1466 0,1376 0,1495 0,1464 40,1 44,6 39,1 38,0 41,3 41,0 40,7 5,6
180 0,1557 0,1656 0,1677 0,157 0,1583 0,1566 45,8 46,2 44,5 43,0 43,6 43,7 44,5 2,8
240 0,186 0,1866 0,2077 0,1957 0,1834 0,1966 54,3 51,8 54,6 53,2 50,2 54,4 53,1 3,3
300 0,2075 0,217 0,2317 0,2199 0,2138 0,2205 60,3 59,9 60,7 59,5 58,2 60,8 59,9 1,6
360 0,2388 0,2654 0,2835 0,2704 0,2611 0,2634 69,1 72,8 73,9 72,7 70,7 72,2 71,9 2,4
480 0,2808 0,2976 0,3124 0,31 0,2930 0,2985 80,9 81,4 81,2 83,1 79,1 81,6 81,2 1,6
720 0,307 0,3276 0,3320 0,3288 0,3310 0,3285 88,3 89,4 86,2 88,0 89,1 89,6 88,4 1,4
84
MC5
Vaso 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 X RSD
t, min Abs, 481 nm Porcentaje, %
15 0,0492 0,0572 0,0539 0,0343 0,0348 0,0577 15,0 14,8 15,8 10,6 12,4 16,6 14,2 15,8
30 0,0588 0,0627 0,0707 0,0619 0,0597 0,0732 17,0 15,8 19,2 15,8 17,8 19,8 17,6 9,6
45 0,1016 0,1198 0,1077 0,1294 0,0867 0,0987 26,0 26,5 26,9 28,6 23,6 25,1 26,1 6,4
60 0,1358 0,1752 0,1561 0,1567 0,1355 0,1542 33,2 36,9 37,0 33,7 34,2 36,7 35,3 5,0
120 0,1952 0,2306 0,1975 0,2031 0,1915 0,2056 45,6 47,2 45,5 42,5 46,4 47,4 45,8 3,9
180 0,2576 0,2846 0,2552 0,272 0,2476 0,2638 58,7 57,3 57,5 55,5 58,6 59,4 57,8 2,4
240 0,3091 0,3377 0,3059 0,3398 0,3056 0,3099 69,5 67,2 68,0 68,3 71,2 69,0 68,9 2,0
300 0,3368 0,3787 0,3439 0,3685 0,3216 0,3328 75,3 74,9 75,9 73,7 74,7 73,8 74,7 1,2
360 0,3641 0,404 0,3791 0,4155 0,3548 0,3743 81,1 79,6 83,2 82,5 81,9 82,4 81,8 1,6
480 0,3942 0,4324 0,3983 0,4286 0,3755 0,3832 87,4 84,9 87,2 85,0 86,4 84,3 85,9 1,5
720 0,4356 0,4898 0,4258 0,4675 0,4196 0,4263 96,1 95,7 92,9 92,4 96,0 93,3 94,4 1,8
Curva de calibración, Metronidazol
V solución
madre, ml
Concentración,
mg/ml Abs
St 1 0,065 0,002 0,0729
St 2 0,135 0,004 0,1579
St 3 0,265 0,008 0,3067
St 4 0,4 0,012 0,4583
St 5 0,535 0,016 0,6144
St 6 0,665 0,020 0,7698
St 7 0,8 0,024 0,9367
y = 38,708x - 0,0036R² = 0,9998
-0,02
0,18
0,38
0,58
0,78
0,98
0,000 0,004 0,008 0,012 0,016 0,020 0,024 0,028
Abs
C (mg/ml)
Concentración vs Abs
85
Datos para el perfil de disolución de metronidazol a partir de las micropartículas
mucoadhesivas.
MC1
Vaso 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 X RSD
t, min Abs, 277 nm Porcentaje, %
15 0,1958 0,1923 0,2056 0,2197 0,1917 0,2123 28,0 29,4 30,6 35,0 28,0 33,4 30,7 9,5
30 0,3008 0,2916 0,3052 0,3123 0,2980 0,3155 42,7 44,3 45,2 49,6 43,2 49,3 45,7 6,6
45 0,4030 0,3611 0,3842 0,3810 0,3847 0,3611 57,0 54,8 56,8 60,4 55,6 56,4 56,8 3,4
60 0,4943 0,5067 0,4946 0,4325 0,4984 0,4836 69,8 76,7 72,9 68,4 71,9 75,3 72,5 4,3
120 0,5767 0,5696 0,5820 0,5062 0,5497 0,5240 81,4 86,1 85,7 80,0 79,2 81,6 82,3 3,5
180 0,6805 0,6315 0,6413 0,5907 0,6640 0,6172 95,9 95,4 94,4 93,3 95,6 96,0 95,1 1,1
240 0,7103 0,6632 0,6802 0,6319 0,6877 0,6433 100,1 100,2 100,1 99,7 99,0 100,0 99,8 0,4
300 0,7111 0,6638 0,6810 0,6320 0,6930 0,6435 100,2 100,3 100,2 99,7 99,8 100,0 100,0 0,2
360 0,7111 0,6642 0,6812 0,6320 0,6932 0,6435 100,2 100,3 100,2 99,7 99,8 100,0 100,1 0,2
480 0,7129 0,6661 0,6821 0,6322 0,6957 0,6438 100,5 100,6 100,3 99,8 100,1 100,1 100,2 0,3
720 0,7132 0,6679 0,6937 0,6354 0,6969 0,6438 100,5 100,9 102,0 100,3 100,3 100,1 100,7 0,7
MC2
Vaso 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 X RSD
t, min Abs, 277 nm Porcentaje, %
15 0,0935 0,1082 0,1160 0,1037 0,0987 0,0915 14,7 15,4 16,6 16,4 14,6 15,7 15,6 5,5
30 0,1630 0,1791 0,1689 0,1515 0,1642 0,1276 25,0 25,0 23,9 23,6 23,7 21,5 23,8 5,4
45 0,1998 0,2108 0,2042 0,1985 0,2198 0,168 30,4 29,2 28,7 30,6 31,5 27,9 29,7 4,4
60 0,2398 0,2677 0,2508 0,2358 0,2502 0,198 36,3 36,9 35,1 36,2 35,7 32,8 35,5 4,2
120 0,2730 0,3013 0,2908 0,2847 0,2975 0,2548 41,2 41,5 40,5 43,6 42,3 41,9 41,8 2,5
180 0,3201 0,3352 0,3543 0,3249 0,3415 0,2977 48,2 46,0 49,2 49,6 48,4 48,8 48,4 2,6
240 0,3649 0,4022 0,3970 0,3684 0,3847 0,3379 54,8 55,1 55,0 56,1 54,4 55,2 55,1 1,0
300 0,4897 0,5147 0,4805 0,4873 0,4620 0,4398 73,2 70,2 66,4 73,9 65,2 71,6 70,1 5,1
360 0,5191 0,5745 0,5575 0,5132 0,5518 0,4900 77,6 78,3 76,9 77,8 77,7 79,7 78,0 1,2
480 0,5747 0,6326 0,6188 0,5567 0,6048 0,5388 85,8 86,1 85,3 84,3 85,1 87,5 85,7 1,3
720 0,6358 0,7054 0,6830 0,6325 0,6684 0,5948 94,8 96,0 94,0 95,7 94,0 96,5 95,2 1,1
MC3
Vaso 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 X RSD
t, min Abs, 277 nm Porcentaje, %
15 0,1166 0,1277 0,1653 0,1319 0,1480 0,1396 19,0 16,7 19,0 22,6 18,2 17,4 18,8 10,9
30 0,1592 0,2327 0,2582 0,1959 0,2317 0,2570 26,0 30,6 29,8 33,7 28,5 32,2 30,1 9,0
45 0,2387 0,3034 0,3611 0,2820 0,3163 0,3598 39,1 40,0 41,8 48,6 39,0 45,1 42,3 9,1
60 0,3705 0,4961 0,5287 0,3749 0,5073 0,4959 60,9 65,5 61,2 64,7 62,6 62,2 62,8 3,0
120 0,4475 0,5803 0,6400 0,4023 0,5871 0,5659 73,5 76,6 74,1 69,4 72,5 71,1 72,9 3,5
180 0,4851 0,6276 0,7028 0,4603 0,6371 0,6508 79,7 82,9 81,4 79,5 78,6 81,7 80,6 2,0
240 0,5354 0,6942 0,7532 0,4920 0,6824 0,7423 88,0 91,7 87,3 84,9 84,2 93,2 88,2 4,1
300 0,5908 0,7417 0,8322 0,5468 0,7750 0,7823 97,2 98,0 96,4 94,4 95,7 98,3 96,7 1,5
360 0,6073 0,7559 0,8492 0,5704 0,8055 0,7966 99,9 99,9 98,4 98,5 99,5 100,1 99,4 0,7
480 0,6104 0,7588 0,8514 0,5758 0,8150 0,8027 100,4 100,3 98,6 99,4 100,6 100,8 100,0 0,8
720 0,6105 0,7590 0,8543 0,5760 0,8150 0,8028 100,4 100,3 99,0 99,5 100,6 100,9 100,1 0,7
86
MC4
Vaso 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 X RSD
t, min Abs, 277 nm Porcentaje, %
15 0,0985 0,1056 0,0845 0,1364 0,1147 0,1216 11,2 11,3 9,9 14,6 13,8 13,1 12,3 14,6
30 0,1506 0,1542 0,144 0,1777 0,1712 0,163 16,7 16,2 16,3 18,8 20,2 17,4 17,6 9,0
45 0,182 0,2147 0,2496 0,2343 0,2142 0,2427 20,1 22,3 27,8 24,5 25,2 25,6 24,2 11,1
60 0,2741 0,2696 0,2969 0,27 0,2813 0,315 29,9 27,9 32,9 28,2 32,8 33,0 30,8 7,9
120 0,3175 0,3508 0,3261 0,3547 0,3371 0,3789 34,5 36,1 36,1 36,8 39,2 39,5 37,0 5,3
180 0,3875 0,4304 0,4115 0,4155 0,3711 0,4379 42,0 44,1 45,4 43,0 43,0 45,6 43,9 3,3
240 0,4563 0,5051 0,4816 0,5298 0,4676 0,5174 49,3 51,7 53,0 54,7 54,0 53,7 52,7 3,7
300 0,5801 0,6303 0,617 0,6591 0,5616 0,639 62,5 64,4 67,7 67,9 64,8 66,2 65,6 3,2
360 0,6838 0,7283 0,6879 0,7196 0,6698 0,7093 73,6 74,3 75,4 74,0 77,1 73,4 74,6 1,9
480 0,7426 0,7992 0,747 0,8154 0,7309 0,789 79,8 81,4 81,8 83,8 84,1 81,6 82,1 1,9
720 0,7642 0,8359 0,7732 0,846 0,7562 0,8292 82,2 85,1 84,6 86,9 87,0 85,7 85,3 2,1
MC5
Vaso 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 X RSD
t, min Abs, 277 nm Porcentaje, %
15 0,1363 0,0959 0,1132 0,1056 0,1524 0,1384 20,5 13,5 17,2 14,8 23,4 20,5 18,3 20,8
30 0,1685 0,1748 0,1780 0,1818 0,1683 0,1532 24,7 22,7 25,6 23,7 25,5 22,5 24,1 5,7
45 0,1808 0,2083 0,2102 0,2204 0,1984 0,179 26,3 26,6 29,8 28,3 29,6 25,8 27,7 6,3
60 0,2416 0,2593 0,249 0,251 0,2288 0,2185 34,3 32,6 34,8 31,9 33,7 30,9 33,0 4,5
120 0,3597 0,3957 0,3751 0,4005 0,3426 0,3385 49,7 48,5 51,1 49,5 49,2 46,5 49,1 3,1
180 0,4277 0,4642 0,4531 0,5064 0,436 0,4395 58,7 56,5 61,2 62,0 61,9 59,6 60,0 3,6
240 0,5013 0,5789 0,5502 0,5765 0,5047 0,4983 68,3 69,8 73,8 70,2 71,2 67,3 70,1 3,3
300 0,5402 0,6248 0,5849 0,6166 0,5349 0,5439 73,4 75,2 78,3 74,9 75,3 73,2 75,1 2,5
360 0,5909 0,6648 0,6046 0,6354 0,5684 0,5987 80,1 79,9 80,9 77,2 79,8 80,3 79,7 1,6
480 0,6134 0,6895 0,6385 0,6585 0,5948 0,6234 83,0 82,8 85,3 79,9 83,4 83,5 83,0 2,1
720 0,6806 0,7835 0,6995 0,7708 0,6489 0,6754 91,8 93,7 93,2 93,1 90,8 90,3 92,1 1,5
87
Anexo 6. Fotografías
Equipos
Baño térmico IKA HB 10 Microscopio invertido IN200TB AmScope
Equipo de filtración al vacío Analizador halógeno de humedad HX204
Agitador mecánico Precision Scientific 65748 Disolutor Copley Scientific DIS 6000
88
Disolutor Copley Scientific DIS 6000 Balanza analítica Mettler Toledo ML204
Homogeneizador Ultra Turrax IKA
T10Basic
Agitador magnético IKA Werke RT 5
Estufa Vortex Mixer-Fischer Scientific
Potenciómetro WTW inoLab pH 72 Centrifuga T521
89
Diseño de las microemulsiones
Agitación
Estabilidad: 1 semana, 40 ºC
Proceso de manufactura
90
Emulsificación Gelificación
Filtrado-Recolección Estereoscopio:Micropartículas obtenidas
Secado Almacenamiento
91
Secado incorrecto Encapsulación de principios activos
Analisis de la micropartículas
Curva calibración, claritromicina Tamaño de microparticula
a)
b)
Equipo “Wash off” test “Wash off” test. Micropartículas
adheridas a) 1 hora; b) 8 horas
Microparticulas después de ensayo disolución o grado de hinchamiento
