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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
CARRERA DE QUÍMICA Y FARMACIA
Modalidad: Investigación
“DESARROLLO DE MICROEMULSIONES ESTABILIZADAS CON TWEEN 80
PARA LA INCORPORACIÓN DE LOSARTÁN”
TRABAJO DE TITULACIÓN PRESENTADO COMO REQUISITO PREVIO PARA
OPTAR POR EL GRADO DE QUIMICAS Y FARMACÉUTICAS
AUTORAS:
María Solange Vargas Salvatierra
Karla Allison Villegas Romero
TUTORA:
Lcda. CAROLINA DEL ROSARIO SANTIAGO DUGARTE PhD.
COTUTORA:
FERNANDA KOLENYAK DOS SANTOS PhD.
GUAYAQUIL – ECUADOR
2019
VIII
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos a Dios por habernos guiado a lo largo de esta carrera.
A nuestros padres, hijos y demás familiares que han sido de gran ayuda y
apoyo constante, ya que fueron parte fundamental para así poder llegar a
nuestras metas y poder obtener nuestro título de tercer nivel.
Agradecemos a nuestra tutora y co-tutora que Dios nos puso en el camino
para guiarnos, ayudarnos y así poder realizar nuestro trabajo de titulación,
gracias por la dedicación y sus conocimientos que fueron impartidos y
aplicados. Gracias por su sincera amistad que DIOS las Bendiga.
A la “Universidad Estadual Paulista (UNESP- Araraquara, Brasil) donde se
realizaron diferentes análisis la cual sin ellos no hubiésemos avanzado
nuestro proyecto .
Así mismo, a la Facultad de Ciencias Químicas, autoridades, docentes y
personal administrativo, por darnos la confianza necesaria para seguir
adelante y ayudarnos con los laboratorios de medicamentos y de tecnología
farmaeutica para asi realizar nuestro análisis in-vitro.
MARIA VARGAS Y KARLA VILLEGAS.
IX
ÍNDICE
AGRADECIMIENTOS ..................................................................................................... VIII
RESUMEN .................................................................................................................... XVI
ABSTRACT ................................................................................................................... XVII
INTRODUCCIÓN............................................................................................................... 1
CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................ 3
1.1. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA .................................................................... 3
1.2. HIPÓTESIS ............................................................................................................. 3
1.3 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA ..................................................................................... 4
1.4 OBJETIVOS ....................................................................................................................... 5
1.4.1 Objetivo general ....................................................................................................... 5
1.4.2 Objetivos específicos................................................................................................ 5
VARIABLES ...................................................................................................................... 6
Variable Dependiente ........................................................................................................... 6
Variable Independiente ........................................................................................................ 6
2.1. ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES .......................................................................... 7
2.1.1. PREVENCIÓN Y TRATAMIENTOS ............................................................................. 9
2.2 LOSARTÁN ..................................................................................................................... 10
2.3 MICROEMULSIONES ...................................................................................................... 12
2.4 DIAGRAMA DE FASES .................................................................................................... 13
CAPITULO III .................................................................................................................. 15
METODOLOGÍA ............................................................................................................. 15
3.1 Revisión Bibliográfica .................................................................................................... 15
3.2 Construcción de diagramas de fase pseudo-ternarios ................................................. 15
3.3 Estudio de estabilidad ...................................................................................... 18
3.4 Microscopía de luz polarizada ....................................................................................... 19
3.5 Calorimetría diferencial de barrido (DSC) ..................................................................... 19
3.6 Perfil de liberación in vitro ............................................................................................ 19
CAPITULO IV: RESULTADOS Y DISCUSIÓN ....................................................................... 20
4.1 Construcción de diagramas de fase pseudo-ternarios ................................................. 20
4.2 ESTUDIO ESTABILIDAD DE LA MUESTRA DE MEs 60 ................................. 21
X
4.3 Microscopía de luz polarizada ....................................................................................... 23
4.4 Calorimetría de barrido diferencial (DSC) ..................................................................... 24
4.5 Estudio del perfil de liberación in vitro ......................................................................... 27
CONCLUSIONES ................................................................................................................... 30
RECOMENDACIONES ........................................................................................................... 31
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ...................................................................................... 32
XI
INDICE DE FIGURAS
Figura 1. Cascada Renina –Angiotensina-Aldosterona .................................. 9
Figura 2. Estructura química del losartán .................................................... 11
Figura 3. Estructura de las MEs donde A representa una ME aceite en agua y
B representa agua en aceite. Fuente: Adaptada de (Leng et al., 2018) ........ 13
Figura 4. Representación gráfica de un diagrama de fase. Fuente: Autoras
2018 .............................................................................................................. 14
Figura 5. Diagrama de fases para la obtención de las microemulsiones.
Fuente: Autoras 2018 ................................................................................... 20
Figura 6. Microscopía de luz polarizada de las MEs sin losartán.................. 23
Figura 7. Microscopía de luz polarizada de las MEs con losartán ............. 23
FIGURA 8.Comportamiento térmico de las ME sin losartán (A) y con losartán
(B).Fuente: autoras 2018 .............................................................................. 27
Figura 9 .Perfil de liberación del losartán libre e incorporado a las MEs. Fuente:
Autoras 2018................................................................................................. 28
XII
INDICE DE TABLAS
Tabla 1. Valores de referencia para la presión arterial ................................... 7
Tabla 2.Diagrama de fases pseudoternario Tensoactivo 10% ...................... 15
Tabla 3. Diagrama de fases pseudoternario Tensoactivo 20% ..................... 16
Tabla 4. Diagrama de fases pseudoternario Tensoactivo 30% ..................... 16
Tabla 5 .Diagrama de fases pseudoternario Tensoactivo 40% ..................... 16
Tabla 6.Diagrama de fases pseudoternario Tensoactivo 50% ...................... 17
Tabla 7. Diagrama de fases pseudoternario Tensoactivo 60% ..................... 17
Tabla 8. Diagrama de fases pseudoternario Tensoactivo 70% ..................... 17
Tabla 9.Diagrama de fases pseudoternario Tensoactivo 80% ...................... 17
Tabla 10.Composición de microemulsiones ................................................. 18
Tabla 11.Estudio de estabilidad .................................................................... 18
Tabla 12. Estudio de estabilidad de las MEs ................................................ 21
Tabla 13. DSC de los componentes de la formulación ................................ 25
Tabla 14. Temperatura de formación de picos de ME con y sin losartán ..... 26
XIII
INDICE DE ANEXOS
Anexo1. Equipo permeador utilizado para el estudio de liberación in vitro .......................... 39
Anexo2. Microscopio de luz polarizada ................................................................................. 40
Anexo3. Diagrama de fases ..................................................................................................... 40
XIV
INDICE DE ABREVIATURAS
AngI: Angiotensina I
AngII: Angiotensina II
ECA: Enzima Convertidora de Angiotensina
ECV: Enfermedades Cardiovasculares
ENSANUT: Encuesta Nacional de Nutrición
GFZ: Gemfibrozilo
HTA: Hipertensión arterial
IECA: Inhibidores de la Enzima Convertidora de Angiotensina
INEC: Instituto Nacional de Estadística y Censos
LOS: Losartán
MEs: Microemulsiones
ME: Microemulsión
OMS: Organización Mundial de la Salud
PA: Presión arterial
SRAA: Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona
XV
GLOSARIO DE TÉRMINOS
Anfifílica: Cuando posee una doble afinidad polar-no polar; es decir, la
presencia en una misma molécula de dos o más grupos con propiedades
antagónicas respecto de un mismo disolvente.
Biodisponibilidad: Es un término que hace referencia a la velocidad y a la
cantidad a la cual un fármaco es absorbido y alcanza su punto de acción en el
organismo.
Cristal líquido: Es un tipo especial de estado de agregación de la materia que
tiene propiedades de las fases líquida y sólida.
Diagrama de fases: Son representaciones graficas de las fases que están
presentes en un sistema de materiales a varias temperaturas, presiones y
composiciones.
Estabilidad: Propiedad de un cuerpo de mantenerse en equilibrio estable o
de volver ha dicho estado tras sufrir una perturbación.
Microemulsiones: Sistemas formados por gotas extremadamente pequeñas
y estabilizadas por tensoactivos y, en cuyo interior se encuentra el principio
activo.
Tensoactivos: Sustancias que modifican la tensión superficial del líquido en
el que se halla disuelta.
XVI
FACULTAD: CIENCIAS QUÍMICAS CARRERA: QUÍMICA Y FARMACIA
UNIDAD DE TITULACIÓN
RESUMEN
En el presente trabajo se desarrollaron microemulsiones estabilizadas con
tween 80 para la incorporación de losartán. Inicialmente se construyó un
diagrama de fases para identificar la región de formación de microemulsiones,
la cual fue utilizada para la caracterización fisicoquímica mediante un estudio
de estabilidad, microscopía luz polarizada y calorimetría diferencial de barrido.
El análisis de las muestras demostró que el punto 60.2, el sistema se mantuvo
estable durante tres meses. Por otro lado, en la microscopía de luz polarizada
se observó un campo oscuro, lo que sugiere la formación de microemulsiones.
En los análisis de calorimetría diferencial de barrido, fue posible identificar la
formación de un nuevo material cristalino cuando se agregó losartán,
indicando una interacción del fármaco con la matriz del sistema. Finalmente,
el perfil farmacocinético in vitro presentó un burst effect, para el fármaco
incorporado a las microemulsiones siendo una liberación de 65% contra 29%
del losartán libre en 30 minutos. Asimismo el fármaco encapsulado a las 12
horas alcanzó el 98% frente al 60% del losartán libre. Los resultados obtenidos
señalan que las microemulsiones presentan un alto potencial como sistemas
transportadores de losartán.
Palabras claves: Microemulsiones, Losartán, Sistema de liberación controlada,
Perfil Farmacocinético.
“DESARROLLO DE MICROEMULSIONES ESTABILIZADAS CON
TWEEN 80 PARA LA INCORPORACIÓN DE LOSARTÁN”
Autoras:
María Solange Vargas Karla Allison Villegas
Tutora:
Carolina del Rosario Santiago PhD.
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XVII
FACULTAD: CIENCIAS QUÍMICAS
CARRERA: QUÍMICA Y FARMACIA UNIDAD DE TITULACIÓN
ABSTRACT
In the present work, microemulsions stabilized with tween 80 were developed
for the incorporation of losartan, first a diagram phase was constructed to
identify the region of microemulsion formation, which was later used for the
physicochemical characterization using a stability study, polarized light
microscopy and differential scanning calorimetry. The results showed that at
60.2 of the region, the systems remained stable for the period of five months.
The polarized light microscopy showed a dark field, which suggests the
microemulsions formation. In the differential scanning calorimetry analysis, it
was possible to identify the formation of a new crystalline material when the
losartan was added, which may indicate an interaction of the drug with the
matrix of the system. The in-vitro pharmacokinetics profile presented a burst
effect, for the drug incorporated into the microemulsions, with a release of 65%
against 29% of free losartan during the 30-minute period; In addition to
maintaining its effectiveness for 12 hours following with a 98% release of
losartan. The results suggest that microemulsions are promising systems for
the release of the drug.
Keywords: Microemulsions, Losartan, Controlled release system, Pharmacokinetics profile.
“DEVELOPMENT OF MICROEMULSIONS STABILIZED WITH TWEEN 80 FOR THE INCORPORATION OF LOSARTAN” Authors:
María Solange Vargas Karla Allison Villegas
Adivisor:
Carolina del Rosario Santiago PhD.
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1
INTRODUCCIÓN
Las enfermedades cardiovasculares (ECV) son consideradas como una afección
al corazón siendo responsables por más de 17 millones de muertes en el 2008, las
cuales tres millones ocurrieron en la población menor de 60 años de edad. Las ECV
se pueden clasificar en: Infartos, Enfermedad Cerebrovascular (Apoplejía),
Enfermedad Coronaria, Insuficiencia Cardíaca, Arritmia Cardiaca e Hipertensión
Arterial (De-Hua et al., 2017).
La hipertensión arterial es el factor principal de riesgo de las enfermedades
cardiovasculares a nivel mundial, aunque puede diagnosticarse y tratarse de forma
satisfactoria, solo una de cada siete personas hipertensas tiene la presión arterial
controlada (Osorio & Amariles, 2018). El rango de la presión arterial considerada alta
es de 140-159 mm/Hg para la sistólica 90-99 mm/Hg diastólica. Existen algunos
factores de riesgo en esta enfermedad los cuales son: la ingesta de alto consumo
de sal, grasas, y esta puede contribuir a una enfermedad secundaria como
problemas renales y hormonales, diabetes mellitus e hipercolesterolemia, falta de
actividad física, edad (prevalencia en mayores de edad), obesidad, estrés y
consumo excesivo de tabaco o alcohol (Barber & Barber, 2003).
El losartán potásico es un antihipertensivo oral señalado como antagonista de los
receptores de angiotensina II (Ang II). Tanto el losartán como su metabolito activo
son antagonistas selectivos del receptor AT1. En comparación con el captopril
(fármaco que bloquea la Enzima de Conversión de la Angiotensina), el losartán
produce menos efectos adversos tales como tos y alteraciones del gusto. Una de
las desventajas es su alta solubilidad y baja permeabilidad, esto puede ocurrir
debido a la acción de la glicoproteína P (Pg-P), responsable por el mecanismo de
eflujo, lo que impide la permeación hacia la sangre (Tamargo et al., 2006). La
tecnología ha avanzado de manera considerable que permite la industria
farmacéutica un acceso a nuevos sistemas de liberación, entre ellos se encuentra
la microemulsión.
2
Las microemulsiones son nuevos sistemas para la liberación de fármacos, ya que
debido a su reducido tamaño y características anfifílicas, presenta algunas ventajas
importantes que actúan como transportadores de moléculas de distinta naturaleza
y protectores contra la degradación física (Nilanjan et al., 2019). El uso de las MEs
puede ser una alternativa para mejorar la permeabilidad del losartán, debido a la
facilidad en cruzar los enterocitos hasta llegar a la sangre. Las MEs son preparadas
con aceites y tensoactivos, estos últimos pueden ser una alternativa en el auxilio del
transporte del fármaco. Estudios han demostrado que el tween 80 es capaz de
inhibir la acción de la Pg-P, de esta manera, facilitar la absorción de fármacos. En
vista de lo anteriormente mencionado, el presente proyecto propone desarrollar
microemulsiones estabilizadas con tween 80 para la incorporación del losartán.
3
CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El losartán es un fármaco antihipertensivo, antagonista de los receptores de
angiotensina II, En Ecuador, es el fármaco de elección para el tratamiento de esta
enfermedad, por esta razón se encuentra presente en el Cuadro Nacional de
Medicamentos Básicos de Ecuador. Adicionalmente se encuentra en la clase III del
Sistema de Clasificación Biofarmacéutica, es decir, posee alta solubilidad en agua
y baja permeabilidad. Debido al uso prolongado, el losartán puede presentar otras
limitaciones como la tolerancia y como consecuencia el consumo de dosis elevadas
para mantener el efecto terapéutico, lo cual puede surgir posibles efectos
secundarios, entre ellas la hipercalcemia e insuficiencia renal. Una alternativa para
mejorar las limitaciones del losartán es el desarrollo de nuevos sistemas que sean
capaces de proteger el fármaco y disminuir el número de dosis administradas.
1.1. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿El tensoactivo tween 80 podrá estabilizar microemulsiones para la incorporación
de losartán?
1.2. HIPÓTESIS
Las Microemulsiones son capaces de estabilizarse con tween 80 en la incorporación
de losartán.
4
1.3 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA
El losartán es un fármaco que se encuentra en la clase III en el Sistema de
Clasificación Biofarmacéutica, lo que indica que es soluble en agua, sin embargo,
este presenta baja absorción. Esto puede ser debido a la acción de la glicoproteína
P (Pg-P) que actúa en la bomba de eflujo en el intestino e hígado. Se han
demostrado que el tween 80 es un adyuvante que puede presentar actividad en el
bloqueo de la P-gP, lo que puede favorecer a la absorción del losartán. Las MEs
han sido ampliamente utilizadas como sistemas transportadores de fármacos
debido a su característica anfifílicas y como consecuencia la capacidad de
incorporar moléculas hidrofílicas y lipofílicas.
5
1.4 OBJETIVOS
1.4.1 Objetivo general
Desarrollar microemulsiones estabilizadas con tween 80 para la
incorporación de losartán.
1.4.2 Objetivos específicos
Identificar la región de microemulsión con la construcción un diagrama
de fases.
Evaluar las características fisicoquímicas de las microemulsiones.
Establecer in vitro el perfil farmacocinético de losartán incorporado en
las microemulsiones.
6
VARIABLES
Variable Dependiente
Solubilidad del fármaco (Losartán)
Variable Independiente
Concentración de surfactantes
o Tensoactivo (T80)
Tipos de sistema de liberación prolongado
o Microemulsión
VARIABLE CONCEPTUALIZACIÓN
INDICADOR ÍNDICE
INDEPENDIENTE Tipos de sistema de liberación prolongado Concentración de surfactantes
Son sistemas que tienen la capacidad de mantener el fármaco por un tiempo mayor en el organismo. Son componentes de acción emulsionante.
Microemulsión Tipo de surfactante
Concentración De Losartán
DEPENDIENTE Solubilidad del fármaco
Es la capacidad que tiene una sustancia de disolverse en un medio determinado
Modelo In Vitro Naturaleza química Presión
7
CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO
2.1. ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES
Las enfermedades cardiovasculares (ECV) son causadas por problemas del
corazón y vasos sanguíneos, son la principal causa de mortalidad en los
países occidentales. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), las
causas principales de las enfermedades cardiovasculares son los factores
genéticos, consumo de tabaco, la inactividad física, los malos regímenes
alimentarios (Hwang, 2016).
Entre las ECV se encuentra la hipertensión arterial (HTA) que constituye
una de las enfermedades crónicas no transmisibles causando un factor de
riesgo trascendental para la enfermedad renal y cardiovascular. Es clasificada
como HTA cuando la presión sistólica es mayor de 140 mmHg y la diastólica
es mayor de 90 mmHg. Los valores de referencia de la presión arterial
mostrados por la Pan American Health Organization están exhibidos en la
Tabla 1 (Hatipoglu et al., 2018).
Tabla 1. Valores de referencia para la presión arterial
Sistólica (mmHg) Diastólica (mmHg)
Hipotensión arterial 80 60
Presión arterial normal. 80-120 60-80
Pre hipertensión 120-139 80-89
Hipertensión arterial 140-159 90-99
Fuente American Heart Association (2016)
8
De acuerdo con la OMS (2015), se estima una prevalencia mundial de 30-
40 % en la población adulta y 60-80 % en la población anciana (OMS, 2015;
Bhagani et al., 2018). Este incremento de la prevalencia asociado a la edad se
explica por los cambios estructurales y vasculares mencionados
anteriormente, que conllevan a una mayor rigidez arterial (Portilla et al., 2017).
En Ecuador, según la Encuesta Nacional de Nutrición (ENSANUT, 2013)
realizada por el Instituto Nacional de Estadística y Censos (INEC) durante los
años 2011-2013 había 7.8% de personas pre-hipertensas con edad de 10 a
13 años, ya para la hipertensión se registró alrededor de 2.9 a 22.7% para las
personas con 19-59 años respectivamente
Las causas de la HTA aún no están claramente establecidas, sin embargo,
existen algunos factores que pueden ser considerados de riesgo para esta
enfermedad, tales como: ingesta de alto consumo de sal, grasa, además
puede ser considerada una enfermedad secundaria para problemas renales y
hormonales, diabetes mellitus e hipercolesterolemia, falta de actividad física,
edad (prevalencia en mayores de edad), obesidad, estrés y consumo excesivo
de tabaco o alcohol (Cai et al., 2018).
La literatura científica ha reportado que la fisiopatología de la hipertensión
está relacionada con la formación de Angiotensina II a partir del sistema
renina-angiotensina-aldosterona (SRAA). El SRAA está fundamentalmente
implicado en la producción y mantenimiento de la presión vascular y renal
(Almajed et al., 2015).
El SRAA engloba un conjunto de reacciones químicas, en forma de cascada
enzimática, que es desencadenada por la liberación de una proteasa,
producida en el complejo yuxtaglomerular del riñón Huber y colaboradores
(2017). Este inicia a través del angiotensinógeno producido por el hígado, es
metabolizado por la actividad de la renina, la cual la convierte en Angiotensina
I (AngI) y es transformada en Angiotensina II (AngII) por medio de la Enzima
9
Convertidora de Angiotensina (ECA) presente en la membrana de las células
endoteliales (Serna & Bruno, 2018).
Está determinado que la Ang II, actúa en receptores AT1 y a través de la
aldosterona, ejerce una variedad de efectos entre los que se encuentran:
inducción de la vasoconstricción, aumento de la reabsorción tubular de Na+, y
promueve secreción cardiovascular y renal de citocinas fibrogénicas e
inflamatorias (Gamboa, 2017). La cascada Renina-Angiotensina-Aldosterona
se detalla en la Figura 1.
Figura 1. Cascada Renina –Angiotensina-Aldosterona
Fuente: (Gamboa, 2017).
2.1.1. PREVENCIÓN Y TRATAMIENTOS
La HTA es uno de los principales factores que tiene influencia en la
enfermedad cardiovascular, llevando a elevación en la morbilidad y la
mortalidad por eventos cardio y cerebrovasculares. El control de la presión
arterial (PA) es un aspecto importante en la prevención de enfermedades
10
cardiovasculares. Sin embargo, su gestión eficaz sigue siendo deficiente,
debido algunas dificultades en cumplir con el tratamiento por parte del paciente
(Diniz et al., 2018).
El uso combinado de múltiples estrategias de fármacos no puede regular la
PA y el uso prolongado de ellos pueden provocar efectos secundarios graves.
A pesar de la extensa disponibilidad de medicamentos, sólo el 25% de los
pacientes hipertensos tienen su presión arterial controlada (Bhagani, Kapil &
D Lobo, 2018).
Para su tratamiento existen diferentes clases de antihipertensivos, siendo
el losartán perteneciente al grupo de los Antagonistas de Receptores de
Angiotensina II (ARAII), el cual inhibe el Sistema Renina-Angiotensina-
Aldosterona, de forma parecida a los inhibidores de la enzima convertidora de
angiotensina (IECA). Estos fármacos han demostrado su amplia efectividad
para controlar la tensión arterial elevada, además, aportan beneficios frente a
la protección del daño renal y cardiovascular (Lee et al., 2018).
2.2 LOSARTÁN
El losartán potásico es antihipertensivo (tipo AT1), antagonista de los
receptores de angiotensina II, se une a los receptores AT1 al igual que su
metabolito ácido carboxílico farmacológicamente activo, bloqueando todas las
acciones de importancia fisiológica de la angiotensina II, independientemente
del origen o de la vía de síntesis de ésta, consecuentemente reduce el efecto
sobre la presión (López & Valencia, 2017).
11
Figura 2. Estructura química del losartán
El losartán es absorbido por el tracto digestivo, pero la metabolización
ocurre en el hígado por la actividad de las enzimas citocromo P450 (CYP2C9),
lo convierte en su metabolito activo carboxílosartan también denominado EXP-
3174. El metabolito formado puede ser de 10 a 40 veces más potente que el
losartán, además de presentar una vida útil más prolongada (seis a nueve
horas) y la biodisponibilidad es alrededor de 33%. Las concentraciones
máximas (AUC) son disminuidas en la presencia de alimentos (Nguyen et al.,
2017).
Considerando que la mayor concentración del losartán y su metabolito
activo de ser eliminada por las heces (58%), este conlleva a una excreción
alrededor de 35% en la orina, siendo 6% del carboxilosartán y 4% del losartán
no metabolizados; el clearence renal de ambos son de 74 y 26 ml/minuto
respectivamente.
A pesar de que el losartán está presente en el Cuadro Nacional de
Medicamentos Básicos de Ecuador, este presenta limitaciones
farmacocinéticas como la baja permeabilidad lo que compromete la
biodisponibilidad del fármaco. En la actualidad la ciencia ha desarrollado
nuevas estrategias para mejorar los problemas de los fármacos, entre estos
sistemas se destacan las dispersiones sólidas, cristales líquidos,
nanopartículas, sistemas matriciales y MEs.
12
En un estudio realizado por (Djekic et al.,2017), evaluaron el perfil
farmacocinético de aciclovir incorporado en microemulsiones. Los resultados
mostraron que el aciclovir encapsulado en las MEs presenta mayor absorción
en un tiempo menor que el fármaco en suspensión.
Por otro lado, Baque & Reyes (2018), desarrollaron MEs y cristales líquidos
(CL) para la incorporación del gemfibrozilo (GFZ) utilizando como tensoactivo
el tween 80 (T80), ácido oleico como aceite y agua. Los resultados revelaron
la presencia de cruces de malta y estrías, las cuales son indicativas de cristales
líquidos. La adición del fármaco condujo a la formación de un campo oscuro,
el que sugiere la formación de MEs. Los sistemas fueron estables por un
periodo de seis meses, además, los análisis de DSC confirman la interacción
del GFZ con la matriz.
2.3 MICROEMULSIONES
Según Jing et al (2018) la mezcla líquida de un compuesto orgánico y un
tensoactivo hidrofílico, por lo general formará una emulsión lechosa después
de un determinado tiempo se separa en dos fases basado en este concepto y
con los avances de sus estudios, los científicos propusieron que las MEs son
sistemas de liberación prolongada micelares, ópticamente transparente,
termodinámicamente estable y baja viscosidad isotrópica. El tamaño de las
partículas puede variar de 20 nm a 200 nm dispersados en una fase continua
del sistema. Las MEs normalmente son compuestas por agua y aceite,
estabilizados por tensoactivos y en algunos casos con cotensoactivos
(Kleynhans et al., 2018).
Debido a la presencia de tensoactivo, estos sistemas poseen baja tensión
interfacial entre las fases dispersante y dispersa, esto favorece a la
solubilización de compuestos hidrofílicos y lipofílicos (Tiwari ,2018). Semejante
a las emulsiones, las MEs pueden ser clasificadas como aceite-en-agua (O/W)
agua-en-aceite (W/O) y múltiples (Zarandi ,2018).
13
Las MEs O/W son las que presentan agua como fase continua y aceite
como dispersa. Mientras las MEs W/O, estas presentan aceite como fase
continua y agua como dispersa tal y como se muestra en la Figura 3. La
preparación es sencilla, se requiere la construcción de un diagrama de fases
que auxilia en el reconocimiento de la región de los sistemas.
2.4 DIAGRAMA DE FASES
Los diagramas de fases son representaciones graficas las cuales presentan
tres variables en forma de un triángulo equilátero que se muestra en la (Figura
4), los vértices representan cada componente y en cada lado las variaciones
de las concentraciones de los componentes (0 a 100%). A través de ellos, se
puede identificar las proporciones relativas para obtener sistemas estables
(Díaz & Ferrín 2018).
Figura 3. Estructura de las MEs donde A representa una ME aceite en agua y B representa
agua en aceite. Fuente: Adaptada de (Leng et al., 2018)
14
Figura 4. Representación gráfica de un diagrama de fase. Fuente: Autoras 2018
Su análisis permite encontrar las regiones como emulsiones, transición de
fases, separación de fases, cristales líquidos y microemulsiones se usa el
modelo de solución ideal para obtener los diagramas de equilibrio líquido-
sólido de algunos sistemas binarios, utilizando datos termodinámicos (Ning et
al., 2016).
En un diagrama de fases pueden aparecer reacciones invariantes que se
producen a una temperatura fija, provocando una transformación en su
estructura. Las reacciones más comunes que se originan en los diagramas de
fase es durante el enfriamiento (Froelich et al., 2017).
15
CAPITULO III
METODOLOGÍA
El presente trabajo de investigación se ejecutó en un plazo de seis meses.
En cumplimiento con los objetivos propuestos, se realizaron las siguientes
etapas:
3.1 Revisión Bibliográfica
Se realizó una revisión bibliográfica empleando las siguientes bases web:
sciencedirect.com; pubmed.com; scielo.com; también se consultaron en libros
sobre temas de enfermedades cardiovasculares.
3.2 Construcción de diagramas de fase pseudo-ternarios
Se desarrolló el diagrama de fases con la mezcla de aceite de coco, tween
80® y agua Milli Q®. Todas las muestras se mantuvieron a 25.0 ± 0.1°C durante
24 h para completar el equilibrio del sistema. La composición de las MEs se
presenta en las (Tablas 2-9).
Tabla 2.Diagrama de fases pseudoternario Tensoactivo 10%
Agua (%) Aceite (%) Tensoactivo (%)
80 10 10
70 20 10
60 30 10
50 40 10
40 50 10
30 60 10
20 70 10
10 80 10
16
Tabla 3. Diagrama de fases pseudoternario Tensoactivo 20%
Agua (%) Aceite (%) Tensoactivo (%)
70 10 20
60 20 20
50 30 20
40 40 20
30 50 20
20 60 20
10 70 20
Tabla 4. Diagrama de fases pseudoternario Tensoactivo 30%
Agua (%) Aceite (%) Tensoactivo (%)
60 10 30
50 20 30
40 30 30
30 40 30
20 50 30
10 60 30
Tabla 5 .Diagrama de fases pseudoternario Tensoactivo 40%
Agua (%) Aceite (%) Tensoactivo (%)
50 10 40
40 20 40
30 30 40
20 40 40
10 50 40
17
Tabla 6.Diagrama de fases pseudoternario Tensoactivo 50%
Agua (%) Aceite (%) Tensoactivo (%)
40 10 50
30 20 50
20 30 50
10 40 50
Tabla 7. Diagrama de fases pseudoternario Tensoactivo 60%
Agua (%) Aceite (%) Tensoactivo (%)
30 10 60
20 20 60
10 30 60
Tabla 8. Diagrama de fases pseudoternario Tensoactivo 70%
Agua (%) Aceite (%) Tensoactivo (%)
20 10 70
10 20 70
Tabla 9.Diagrama de fases pseudoternario Tensoactivo 80%
Agua (%) Aceite (%) Tensoactivo (%)
10 10 80
Con las MEs desarrolladas, se seleccionó la región 60 el para incorporar el
losartán tal como se muestra en la tabla 10.
18
Tabla 10.Composición de microemulsiones
Muestra T80
(%)
Aceite de coco
(%)
Losartán
(mg)
Agua
(%)
ME 60 60 20 _ 20
ME-LOS 60 60 20 50 20
3.3 Estudio de estabilidad
El estudio de estabilidad de los sistemas fue realizado en una muestra de
3.0 ± 0.1g cuyas condiciones de almacenamiento fueron a una temperatura
de 25°.0 ± 0.1 °C por un período de tres meses donde los tiempos están
representados en la Tabla 11.
Tabla 11.Estudio de estabilidad
Tiempo Duración
0 24 horas
1 7 días
2 15 días
3 30 días
4 60 días
5 90 días
19
3.4 Microscopía de luz polarizada
Se observó las estructuras de los cristales líquidos por medio de un
fotomicroscopio (Microscopio Leica DMLP) el cual está equipado con una
cámara que consta; primero bajo el campo brillante y segundo bajo luz
polarizada (usando polarizadores cruzados). Se investigó la presencia de la
fase cristalina líquida en cada muestra en la que se utilizó el software Leica IM
1000 para analizar las micrografías obtenidas.
3.5 Calorimetría diferencial de barrido (DSC)
El análisis DSC se realizó en la “Universidad Estadual Paulista (UNESP-
Araraquara, Brasil)”, por medio del equipo Mettler DSC1 (Mettler Toledo,
Gieben, Suiza), con ayuda del software STARe se calculó la entalpía, la
temperatura inicial y temperatura de fusión. El análisis se realizó bajo una
purga de nitrógeno (40ml.min-1), se utilizó una bandeja estándar de aluminio
vacía (40 μL) como referencia. Se tomaron aproximadamente 4,0 mg de
muestra para el análisis. Los barridos del DSC se registraron a una velocidad
de calentamiento y enfriamiento de 10°C/min. Las muestras se congelaron de
25°C a -80°C y luego se calentaron desde -80°C hasta 120°C.
3.6 Perfil de liberación in vitro
El perfil de liberación del losartán de las formulaciones se ha evaluado
utilizando un equipo automatizado adaptado, que contiene seis células de
Franz modificadas. La membrana sintética utilizada fue de acetato de celulosa
0,45 μm (SigmaAldrich®).
20
CAPITULO IV: RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1 Construcción de diagramas de fase pseudo-ternarios
Para la identificación de las concentraciones adecuadas en la construcción de
diagramas de fase se procedió a preparar los puntos en diferentes proporciones de
tensoactivo, agua y aceite.
Figura 5. Diagrama de fases para la obtención de las microemulsiones. Fuente: Autoras 2018
En la Figura 5 se observan la formación de diferentes sistemas representado en
el diagrama de fases, donde se identifica emulsiones líquidas (azul), separación de
fase (lila), transición de fase (amarillo), microemulsiones (verde). Diferentes
diagramas de fases también fueron estudiados por (Seo & Lee 2017), los cuales
cambiaron las proporciones de los componentes en los sistemas de tween 80,
polietilenglicol 400 (PEG) y aceite de coco en los sistemas. Los resultados
21
mostraron que a mayor concentración de tween 80 se obtuvo una mayor región de
microemulsión.
Para la continuación del trabajo se seleccionó el punto que corresponde a las
concentraciones de agua al 20%, aceite de coco 20% y tween 80 a 60%.
4.2 ESTUDIO ESTABILIDAD DE LA MUESTRA DE MEs 60
La estabilidad es un estudio importante mediante el cual se puede determinar la
vida útil de un medicamento, pueden ser a largo y corto plazo. Cuando el estudio es
realizado a corto plazo es llamado estabilidad acelerada, lo cual las muestras son
sometidas a temperaturas 40.0 ± 2.0 °C y la humedad de 75 ± 5 % por un periodo
que puede ser dividido en 2, 4 y 6 meses. Mientras que en la estabilidad normal se
realiza a 30.0 ± 2.0 °C con humedad de 65 ± 5 % que pueden llegar hasta 36 meses.
Debido al reducido tiempo de ejecución del proyecto, se procedió a evaluar las
muestras por un período de tres meses donde se mantuvieron estables.
Tabla 12. Estudio de estabilidad de las MEs
Estabilidad Muestra
Características
Foto Coloración
Estabilidad visual
T0
ME 60.2 Transparente
Sistema homogéneo
estable
22
T1 ME 60.2
Leve cambio de
coloración
Sistema homogéneo
estable
T2 ME 60.2
Leve cambio de
coloración
Sistema homogéneo
estable
T3 ME 60.2
Leve cambio de
coloración
Estable
T4 ME 60.2 Transparente Sistema
homogéneo estable
T5 ME 60.2 Transparente Estable
23
4.3 Microscopía de luz polarizada
Se refiere a una técnica por la cual permite estudiar y caracterizar las propiedades
de materiales anisotrópicos. La luz se desvía del plano de polarización cuando se
encuentra en contacto con la muestra (DeBoyace et al., 2017). Las Figuras 6 y 7
muestran los resultados de microscopia de luz polarizada de las microemulsiones
con y sin fármaco.
Figura 6. Microscopía de luz polarizada de las MEs sin losartán
Figura 7. Microscopía de luz polarizada de las MEs con losartán.
24
Es posible observar un campo oscuro para las MEs con y sin losartán, lo que
sugiere la formación de microemulsiones. Resultados semejantes fueron
observados por (Dong et al., 2018), observaron la formación de un campo oscuro y
con los resultados presentados ellos sugieren la presencia la formacion de
microemulsiones. Así mismo (Tripti et al., 2018) y desarrollaron MEs donde también
observaron la presencia de un campo oscuro con los resultados presentados, los
autores sugieren la formación de microemulsiones.
4.4 Calorimetría de barrido diferencial (DSC)
La técnica de Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC), tiene como objetivo
obtener curvas de energía contra temperatura de la primera corrida para detectar
picos de liberación (exotérmicos) o absorción (endotérmicos) de energía en el
intervalo de temperaturas evaluados por (Wanguo et al., 2016).
Los estudios de DSC establecen las relaciones entre la temperatura y las
propiedades físicas del material. Se obtiene como resultados curvos que revelan el
comportamiento térmico de las muestras en estudio a través del calentamiento y
enfriamiento. Con esto es posible reconocer el estado cristalino o no cristalino,
debido a la presencia o ausencia de picos.
Para el presente estudio se utilizó el equipo Mettler DSC1 (Mettler Toledo,
Gieben, Suiza) lo cual muestra los eventos endotérmicos con picos hacia bajo y los
eventos exotérmicos hacia arriba.
En otro estudio realizado por (Nign et al., 2016) se indica que el DSC presenta
diferentes eventos, como la capacidad de absorber o liberar calor (eventos endo y
exotérmicos), la temperatura de fusión, transición vítrea y la entalpía. En la Tabla
13 se observa los valores de temperatura inicial, temperatura de fusión y la entalpía
en la Figura 8 se encuentra las curvas de los componentes de la muestra.
25
Tabla 13. DSC de los componentes de la formulación
Componentes Pico °C Inicio °C Entalpía J/g
Losartán 60.52°C 101.33°C 39.79°C 87.15°C -47.7 -98.67 J/g
Aceite de coco - - -
Tween 80 -8,43 °C -20.03 °C -42,96 J/g
Figura 8. Comportamiento térmico del losartán (a); tween 80 (b) y aceite de coco (c).
*Las curvas en rojo representan el enfriamiento y en negro se ilustra el
calentamiento.
26
En la Figura 8 (a), es posible observar un pico de baja intensidad a la temperatura
60.52°C y otro más grande a la temperatura 101.33°C lo que indica la fusión de
losartán. La presencia de los dos picos sugiere la forma polimorfa del losartán.
Teixeira y colaboradores (2015), también identificaron la estructura polimorfa del
losartán, en los análisis de DSC, los autores observaron la presencia de dos picos
los cuales mencionan que puede ser debido a los polimorfos del fármaco. Para el
tween 80 en la curva de calentamiento (negro) se observa un pico ancho a la
temperatura -8,43ºC lo cual se muestra que el tensoactivo presenta una
característica cristalina. En la curva de enfriamiento (rojo) no se observa el pico, lo
que sugiere que el tensoactivo forma parte de un estado no cristalino.
Para el aceite de coco se puede observar la ausencia de picos lo que indica que
el material es no cristalino. El aceite coco presenta una temperatura de fusión entre
24.0 a 25.0 ºC. La estructura no cristalina propone que el aceite de coco no presenta
una estructura desorganizada.
En la Tabla 14 se observa los valores de temperatura inicial, temperatura de
fusión, la entalpía y en la Figura 8 se encuentran las curvas de las MEs con y sin
losartán.
Tabla 14. Temperatura de formación de picos de ME con y sin losartán
Componentes Pico °C Inicio °C Entalpía J/g
Sin fármaco 35.02°C 66.60°C -41.90°C 35.98°C 4.71 -326.83J/g
Con fármaco -35.20°C -61.39°C -43.25°C 27.80°C 1.35 -432.97J/g
27
FIGURA 8.Comportamiento térmico de las ME sin losartán (A) y con losartán (B).Fuente: autoras
2018
*Las curvas en rojo representa el enfriamiento y en negro se ilustra el calentamiento.
Es posible observar que el sistema sin losartán presenta una transición vítrea a
la temperatura de -35.02°C lo que orienta a la formación de un nuevo material. La
temperatura de fusión en 66.60°C propone la interacción entre los componentes que
formó un material cristalino, esto puede haber ocurrido debido a la organización
estructural del nuevo material. Las MEs presentan un comportamiento térmico
semejante al sistema sin losartán. Sin embargo, se observa la formación de un
nuevo evento (c) de fusión, lo que sugiere la interacción del losartán con la matriz
del sistema.
4.5 Estudio del perfil de liberación in vitro
El perfil de liberación in vitro ha sido estudiado con la finalidad de simular la
absorción de fármacos hacia el torrente sanguíneo. Los sistemas de liberación
prolongada como las MEs son caracterizados por presentar un burst effect, lo que
a
c
b
a
b
28
significa una elevada concentración de fármaco liberada en las primeras horas. Esta
característica es interesante, ya que puede ser útil para mejorar la efectividad del
fármaco. Las horas siguientes se mantienen estándar de la liberación, por esta
razón pueden ser nombrados como: sistemas de liberación sostenida, controlada o
prolongada. En la Figura 10 se observa el perfil de liberación del losartán libre e
incorporado a las MEs.
Figura 9 .Perfil de liberación del losartán libre e incorporado a las MEs. Fuente: Autoras 2018.
Los resultados mostraron que el perfil de liberación del losartán libre fue de 29%,
en un período de 30 minutos. Esto se asemeja al expuesto por (Khairnar et al.,
2017), en este estudio se prepararon 9 tabletas diferentes del fármaco y nombraron
según los excipientes utilizados (F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8, F9). Los resultados
indicaron que F8 presentó un mayor perfil de liberación siendo éste de 23,17%.
Ambos datos mencionan un bajo porcentaje de losartán liberado, conforme con lo
indicado por el sistema de Clasificación Biofarmacéutica, el cual estipula que este
fármaco es clase III, lo que indica que posee baja permeabilidad. Las MEs
presentaron un burst release (74% en 1 hora) de esta manera se observa que
favorecen a la absorción del losartán hacia el torrente sanguíneo. También se
evidencia que fueron más eficaces por un período de 12 horas (98%). Este dato es
0
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30 40 50 60
% lo
sart
án li
ber
ado
Tiempo (h)
LOSARTÁN
MEs
29
respaldado por (Khairnar et al., 2017).En el cual los autores evaluaron el perfil de
disolución de diferentes microcápsulas (F1, F2, F3, F4, F5, F6) y los resultados
obtenidos presentaron un perfil de liberación superior a 86.11% pasado las 12
horas.
30
CONCLUSIONES
Los resultados obtenidos permiten establecer las siguientes conclusiones
Se desarrollaron microemulsiones estabilizadas con tween 80 en la punto
60.2 las cuales sus proporciones constan de agua 20% aceite de coco 20%
y tween 80 a 60% y se incorporó 50 mg de losartán.
Se logró construir un diagrama de fases para la identificación en la región de
microemulsiones y se estableció la caracterización fisicoquímica de las
microemulsiones en punto 60.
El perfil de liberación in vitro mostró que las MEs aumentaron la absorción
del losartán hacia el torrente sanguíneo.
Con los resultados presentados se sugiere que las MEs puede ser sistemas
prometedores para la liberación del fármaco.
31
RECOMENDACIONES
Se recomienda avanzar con los estudios de liberación in vitro para determinar
el tiempo exacto de liberación del losartán.
Realizar estudios para determinar la actividad in vivo del fármaco en los
sistemas.
Desarrollar nuevas formas farmacéuticas con losartán incorporado a
microemulsiones
32
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ANEXOS
Anexo1. Equipo permeador utilizado para el estudio de liberación in vitro
40
Anexo2. Microscopio de luz polarizada
Anexo3. Diagrama de fases