TEMA 18 SISTEMAS DISPERSOS HETEROGÉNEOS II: AEROSOLES

Transcripción

1 TEMA 18 SISTEMAS DISPERSOS HETEROGÉNEOS II: AEROSOLES Dra. Mireia Oliva i Herrera

2 Los principios activos administrados en forma de aerosol deben alcanzar un lugar concreto en el árbol respiratorio y en la cantidad suficiente para que sean efectivos. El trayecto tiene varias etapas

3 Regiones del árbol respiratorio Región nasofaríngea: Nariz, boca, faringe y laringe Región traqueobonquial: tráquea, bronquios, bronquiolos terminales Región pulmonar o respiratoria: bronquiolos respiratorios canal alveolar y alveolos

4 Tránsito o inhalación Entrada Boca o nariz (región nasofaríngea) Región traqueo bronquial Región pulmonar o respiratoria

5 Boca o nariz (región nasofaríngea) Región traqueo bronquial Recubiertas por un epitelio ciliado que segrega un mucus que lo recubre. Son zonas de paso en las que no existe intercambio gaseoso. Región pulmonar o respiratoria Interviene en el intercambio gaseoso, el epitelio no es ciliado y a nivel de alvéolos es plano, simple y de tipo escamoso.

6 Depósito de las partículas en los distintos niveles del sistema respiratorio según n su tamaño

7 Retención

8 Aclaramiento Región nasofaríngea: Nariz, boca, faringe y laringe Región traqueobonquial: tráquea, bronquios, bronquiolos terminales Una vez depositadas las partículas pueden permanecer retenidas durante un tiempo más o menos prolongado. Básicamente las células ciliadas y el mucus producen un aclaramiento a través del ascensor mucociliar hasta la faringe donde son deglutidas.

9 Aclaramiento Región pulmonar o respiratoria: bronquiolos respiratorios canal alveolar y alveolos Si el depósito ha tenido lugar en la zona respiratoria, se producirá un drenaje de las partículas a través del sistema linfático.

10 Absorción Boca o nariz (región nasofaríngea) Región traqueo bronquial Prácticamente no hay absorción a través de la pared Son deglutidas y pasan al tracto digestivo Se pueden presentar efectos secundarios

11 Absorción Región pulmonar o respiratoria Posibilidad de absorción sistémica, dada la gran superficie y la elevada vascularización que acompaña a esta zona.

12 Definición Sistemas heterogéneos de fase externa gaseosa. La fase interna puede ser sólida o líquida y su tamaño puede estar comprendido entre 50µm y 1 o 2µm en función de su utilización.

13 Clasificación de los aerosoles medicamentosos según su acción: Acción local Acción sistémica Uso externo Mucosa vaginal Mucosa nasal Mucosa bucofaríngea Acción bronquial Antiasmáticos Vía de penetración bucofaríngea Vía bucofaríngea. Absorción transalveolar.

14 Ventajas de los aerosoles Rapidez en el inicio de la acción Eliminación del efecto de primer paso hepático Eliminación de la degradación a nivel gástrico Disminución de la dosis terapéutica, disminución de los efectos secundarios Posibilidad de ajuste de dosis a las necesidades de cada paciente

15 Eficacia terapéutica Efecto terapéutico Broncodilatación Reducción del broncoespasmo y/o efecto antiinflamatorio Ventajas La liberación del principio activo directamente en el lugar de actuación supone ventajas frente a la administración por vía oral

16 Comparación entre broncodilatadores orales e inhalados Orales Inhalados Dosis Rapidez inicio Efectos colaterales Administración Duración efecto Lugar de acción Alta Lenta Muchos Fácil 5-6 h Indirecto Baja Rápida Pocos Con instruc. 5-6 h Directo

17 Inconvenientes La dosis inhalada no siempre es evidente para el paciente La inhalación puede plantear problemas de coordinación Distribución del producto 50% en la boca 10% en la región pulmonar 90% es deglutido

18 Sistemas de formación de aerosoles Pulverizadores Nebulizadores o atomizadores Insufladores Sistemas presurizados o sprays

19 Pulverizaciones Los pulverizadores se fundan en el teorema de Bernuilli, el efecto Venturi y el principio de Bergson. Pulverizador nasal

20 1 Aplicador 2 Tubo de alimentación 3- Contenedor 4- Tapón de rosca

21 Pulverizaciones Una corriente gaseosa, ejercida a presión sobre el extremo abierto de un tubo capilar sumergido en un líquido provoca una depresión y el líquido asciende por el tubo. Al incidir la corriente gaseosa sobre el líquido que sale por el tubo, lo dispersa en forma de pequeñas gotículas (formación de un aerosol de fase interna líquida).

22 Corriente de aire Gotas pulverizadas

23 Nebulizaciones o atomizaciones Uso hospitalario Nebulizadores de chorro Características Nebulizan soluciones Nebulizadores ultrasónicos Nebulizan suspensiones muy finas

24 Nebulizaciones a chorro air jet Se basan en los mismos principios que los pulverizadores pero la corriente gaseosa se utiliza a presión más elevada (corriente de aire comprimido) y solo se permite la salida de las gotículas más pequeñas.

25 Nebulizaciones a chorro air jet

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27 Nebulizaciones ultrasónicos La energía necesaria para atomizar el líquido procede de un cristal piezoeléctrico que vibra a alta frecuencia cuando se excita eléctricamente. Se genera de esta forma un aerosol niebla en la superficie de la solución que se encuentra en el reactor nebulizador.

28 Nebulizador ultrasónico

29 Insufladores El producto se dispersa en forma de polvo La corriente de aire la genera el propio paciente Estas formulaciones carecen de propelentes No contienen excipiente, salvo el portador (lactosa) Eficacia limitadas por la capacidad inhalatoria de los pacientes

30 Tamaño Fluidez Partículas portadoras Tamaño portadoras Formulación de los polvos Menores de 5µm Mala Excipiente inerte µm Micronizados + partículas portadoras Lactosa Impactan en la garganta El flujo aéreo turbulento generado por el dispositivo de inhalación es suficiente para desagregar los agregados principio activo/portador. Las partículas más pequeñas son arrastradas a porciones más profundas del sistema respiratorio.

31 Tipos de insufladores Sistemas monodosis (cápsulas de gelatina) Sistemas multidosis (reservorio de medicamento o sistema múltiple)

32 Sistemas monodosis Cartucho dosificador: cápsulas de gelatina rígida Elementos Aleta o aguja: es la parte del dispositivo que rompe el cartucho Boquilla: es el elemento a través del cual se realiza la inhalación

33 Insufladores de Polvo unidosis Sistema Aerolizer Boquilla Dosis en cápsulas de gelatina rígida Aletas

34 Sistema Spinhaler

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39 Sistemas multidosis Sistemas diseñados para pequeñas dosis de principio activo (inferior a 1 mg): Turbuhaler, Accuhaler y Diskhaler

40 Insufladores de Polvo multidosis Sistema Accuhaler Dispositivo para la inhalación previamente dosificado. El polvo medicamentoso está contenido en alveolos dispuestos secuencialmente a lo largo de una lámina.

41 Mecanismos para avanzar la lámina de aluminio/aluminio Lámina que contiene los alveolos con medicamento

42 Insufladores de Polvo multidosis Sistema Diskhaler En su interior se sitúa un disco con cuatro alveolos donde está contenido el medicamento

43 Insufladores de Polvo multidosis Sistema Turbuhaler

44 Se activa por la respiración del paciente, incluso con flujos inspiratorios bajos. Contiene 200 dosis y el envase es desechable

45 1. Boquilla con canales en espiral 2. Entradas adicionales de aire 3. Canales de inhalación 4. Dosis 5. Enrasadores 6. Disco giratorio dosificador 7. Reservorio de polvo medicamentoso 8. Entrada de aire 9. Desecante 10. Rosca giratoria

46 1. Boquilla con canales en espiral 2. Entradas de aire adicionales 3. Reservorio de polvo medicamentoso 4. Disco giratorio dosificador 5. Rosca giratoria que contiene el desecante en el interior (pieza azul)

47 1. Reservorio de polvo medicamentoso 2. Tres enrasadores secuenciales 3. Disco giratorio dosificador en el que se aprecian seis orificios donde queda la sustancia medicamentosa que será inhalada

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49 SISTEMAS PRESURIZADOS En estos aerosoles los principios activos son aplicados al organismo por medio de un sistema presurizado. Esta forma de administración se ha utilizado tanto para la inhalación, como para la administración tópica. Una ventaja de este tipo de presentación es el mínimo riesgo de que se contamine el preparado. Clasificación de los aerosoles presurizados Para proceder a su clasificación se puede atender a diversos criterios: el número de fases y el tipo de descarga

50 Número de fases Los elementos que constituyen la formulación se pueden encontrar formando sistemas con diferente número de fases. -Sistemas bifásicos. Están constituidos por una fase líquida y una fase gaseosa. Según sea el tipo de gas propelente, la fase líquida estará formada por el principio activo disuelto en un disolvente adecuado (gases comprimidos) o estará disuelto en el gas propelente licuado (gases licuados). En los dos sistemas la fase gaseosa es el gas propulsor.

51 -Sistemas trifásicos. En estos sistemas se pueden dar las siguientes combinaciones: *Una fase gas y dos fases líquidas inmiscibles (gas licuado, disolución acuosa del principio activo) *Una fase gas y dos fases líquidas emulsionadas (uno de los líquidos es el gas licuado, el otro la disolución acuosa del principio activo formando emulsión O/A, son las espumas) *Una fase gas, una fase líquida y una fase sólida (la fase sólida está en suspensión en la fase líquida, que será el propulsor licuado)

52 Aerosol con 2 fases A fase líquida B fase vapor Aerosol con 3 fases A líquido propulsor B Sol. ac. Principio activo C propulsor gaseoso

53 Tipo de descarga Es el resultado de combinar varios factores tecnológicos, entre otros, el número de fases presentes, las propiedades fisicoquímicas de los componentes de la formulación y las características de la válvula de descarga. -Aerosoles de descarga espacial (aerosol tipo niebla, que se mantienen prolongadamente, para administración pulmonar de medicamentos) -Aerosoles de descarga en polvo (aerosol tipo humo producido por un contenido trifásico con un principio activo suspendido en el gas licuado)

54 Aerosoles de descarga en forma de polvo

55 -Aerosoles de descarga superficial (dispersión de gotas de tamaño bastante grande que se utilizan para administración tópica) -Aerosoles de descarga líquida (descarga continua en forma de chorro que se utiliza para aplicar lociones y tónicos sobre la piel) -Descarga de espumas (producido por un contenido trifásico de una emulsión O/A)

56 Sistema presurizado con contenido trifásico (emulsión O/A y fase vapor) y descarga en forma de espuma

57 Elementos de un envase presurizado Elementos mecánicos: recipiente o envase y la válvula. También se pueden considerar las boquillas y espaciadores. -Recipientes. Tienen forma cilíndrica y son de materiales que soportan la sobrepresión que debe existir en su interior, además deben presentar inercia química (garantía de su estabilidad frente al propulsor y a los demás componentes de la fórmula).

58 Materiales: *Vidrio. No presenta incompatibilidades. Aunque presenta buena resistencia mecánica debe combinarse con plástico, para evitar proyecciones en caso de explosión. *Aluminio. Es material de elección en la mayoría de productos presurizados. Pueden ser envases monobloque, formados por una sola pieza, o estar formados por dos elementos. En los dos casos llevan una obertura normalizada donde se aloja la válvula. Son muy ligeros y bastante inertes, además se puede recubrir su cara interna con resinas o lacas.

59 -Válvulas. Junto con la formulación es el elemento que determina las características de la descarga. Además, garantizan el cierre hermético del envase. *Descarga continua (la descarga es continua mientras se mantiene accionado el pulsador) *Dosificadora (permite la salida al exterior de una dosis en cada pulsación)

60 Cabeza Orificio Cápsula metálica Junta Resorte Cuerpo Tubo de alimentación Componentes de un válvula

61 Válvula en reposo Inicio de la presión Presión total Válvula dosificadora

62 Elementos de la formulación -Propulsores: *Gases licuados. A temperatura y presión ambientales son gases, pero al disminuir la temperatura o aumentar la presión licuan fácilmente. Si un recipiente herméticamente cerrado contiene un gas licuado, la presión en su interior será la presión de vapor del gas a la temperatura a la que se encuentre el envase. Esta presión en el interior de los sistemas presurizados se mantiene constante mientras en el interior del recipiente exista un pequeño volumen de gas licuado.

63 Esquema del funcionamiento con gases licuados

64 Los aerosoles que llevan estos gases no requieren la presencia de un pulverizador en la válvula, ya que de el inmediato cambio de estado del propulsor al salir al exterior es el que da lugar a una fina dispersión del producto. En muchas ocasiones se utilizan mezclas de gases y la presión interior será ( ley de Raoult) P t = Σ P i = Σ X i P o i Los más utilizados eran los Hidrocarburos clorofluorados (CFC o freones), pero estos gases llegan a la estratosfera y las radiaciones ultravioletas liberan cloro atómico, que reacciona con el ozono y lo destruye.

65 El Protocolo de Montreal sobre substancias que dañan la Capa de Ozono (1986), prohíbe la utilización de estos gases y aconseja la reducción al 50% del consumo para el año Hoy en día prácticamente sólo se utilizan en farmacia y en este campo sólo los menos dañinos. Se han sustituido por los Hidrofluoro alcanos (HFA). También se utilizan hidrocarburos de bajo peso molecular (Butano, Isobutano y Propano).

66 Tanto los CFC como los HFA, se nombran con tres números: CFC-11 CCl 3 F CFC-12 CCl 2 F 2 CFC-114 C 2 Cl 2 F 4 HFA-134a C 2 F 4 H 2

67 *Gases comprimidos. Se utilizan gases insolubles en el preparado líquido contenido en el envase. A medida que se utiliza el envase la presión en su interior disminuye. Estos envases solo se pueden llenar el 50% de su capacidad. Con este tipo de gases la salida al exterior del preparado líquido, es en forma de chorro, lo cual hace necesario que la válvula incorpore un pulverizador. Estos gases no se utilizan en sistemas para inhalar. Entre los gases comprimidos que más se utilizan tenemos: * Nitrógeno * Dióxido de carbono * Óxido nitroso

68 Esquema de funcionamiento con gases comprimidos

69 Ventajas e inconvenientes de los dos tipos de gases: Ventajas de los gases comprimidos Bajo precio Gran inercia química Baja toxicidad Presión interna del recipiente independiente de la temperatura externa No producen contaminación ambiental

70 Inconvenientes Disminución de la presión durante su uso (6 Kg/cm 2 a 3 Kg/cm 2 ) Presión inicial suficientemente alta El volumen del gas ocupa el 50% del envase Deficiente dispersión del producto al salir al exterior, incluso con pulverizador en la válvula

71 Las ventajas de los gases licuados Presión en el recipiente constante Volumen ocupado por el gas 25% Dispersión del producto muy eficaz Inconvenientes Presión interior aumenta con la temperatura exterior Producen frío al aplicarlos

72 Válvula que deja salir el producto, pero no el gas El gas comprime la bolsa interna en todas direcciones El producto va aislado dentro del envase El gas propelente no está en contacto con el producto Aerosoles de doble cámara

73 LLENADO DE LOS AEROSOLES Método de llenado en frío Limpieza de los recipientes (aire comprimido o vacío). Si es necesario se esterilizan. Dosificación del concentrado frío en los recipientes, también fríos. La cantidad vertida se controla por pesada. Dosificación de propulsor también por pesada. Se descarga directamente desde su recipiente. Colocación de la válvula del recipiente. Comprobación de la estanqueidad del cierre. Colocación del pulsador y verificación del funcionamiento

74 Procedimiento de llenado en frío

75 Método de llenado a presión Limpieza de los envases Dosificación del concentrado por pesada Eliminación del aire del interior del recipiente Colocación de la válvula Dosificación del propulsor a presión por inyección a través de la válvula Comprobación de la estanqueidad del cierre, colocación del pulsador y verificación del funcionamiento

76 Procedimiento de llenado a presión