ESTUDIO FISICOQUÍMICO DE LA LIBERACIÓN DEL DICLOFENAC A PARTIR DE COMPLEJOS POLIELECTROLITO- FÁRMACO

ESTUDIO FISICOQUÍMICO DE LA LIBERACIÓN DEL DICLOFENAC A PARTIR DE COMPLEJOS POLIELECTROLITO- FÁRMACO PRESENTADO POR: YOLIMA BAENA ARISTIZÁBAL Química Farmacéutica, Magister en Ciencias-Química Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias, Departamento de Farmacia Bogotá DC, Colombia 2011

ESTUDIO FISICOQUÍMICO DE LA LIBERACIÓN DEL DICLOFENAC A PARTIR DE COMPLEJOS POLIELECTROLITO- FÁRMACO YOLIMA BAENA ARISTIZÁBAL Trabajo de investigación presentado como requisito parcial para optar al título de: Doctora en Ciencias Farmacéuticas Director (a): Doctora Luisa Fernanda Ponce D León Codirector (a): Doctor Rubén Hilario Manzo Línea de Investigación: Sistemas conformados por complejos fármaco-polielectrolitos Grupo de Investigación: Sistemas para Liberación Controlada de Moléculas Biológicamente Activas (SILICOMOBA) Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias, Departamento de Farmacia Bogotá DC, Colombia 2011

A mis grandes amores Pablo, Juanpis y Mafe

Agradecimientos Agradezco a la División de Investigación de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá (DIB), por la financiación del presente trabajo, enmarcado dentro de los proyectos de investigación titulados: Estudio de algunos aspectos de la preformulación de tabletas de liberación controlada de diclofenac, a partir de complejos polielectrolito-fármaco y Estudio comparativo de varios métodos de obtención de complejos polielectrolito fármaco con miras al diseño de un sistema de liberación controlada a base de diclofenac. A Almapal de Colombia, por la donación de los polímeros Eudragit y a Laboratorios Merck, por la donación del diclofenac, utilizados en la realización de esta investigación. De manera especial quiero agradecer al Profesor Fleming Martínez quien amablemente facilitó el uso del espectrofotómetro UV a lo largo del desarrollo de esta Tesis. A la Profesora Luisa Fernanda Ponce D León por su gran apoyo, como Directora del presente trabajo y principalmente por su amistad, en ella descubrí un ser humano incomparable. Agradezco el gran apoyo brindado por el profesor Rubén Hilario Manzo, Codirector de esta Tesis Doctoral y a su Grupo de Investigación, quienes me han respaldado incondicionalmente, tanto en el desarrollo de la Pasantía en la Universidad Nacional de Córdoba como a través de internet durante el desarrollo de esta investigación. Quiero expresar un profundo agradecimiento a los estudiantes Diana Carolina Bustos, Carolina Bejarano, Reina Toro, Carolina Rodríguez, Claudia Molano, Rafael Rodríguez, Johan Vega y Camilo Vera, pues su apoyo y amistad fueron fundamentales para el desarrollo de esta investigación. Agradezco muy especialmente a la Profesora Claudia Mora quien, a pesar de la distancia, sigue siendo mi gran apoyo. De manera especial, a los profesores Pilar Luengas, Jaiver Rosas, Marcela Aragón y Mario Guerrero por su voz de aliento y apoyo en aquellos momentos que más se necesita. A todos los profesores del Departamento de Farmacia de quienes siempre sentí un gran respaldo.principalmente, agradezco a Dios y a mi familia por estar siempre conmigo.

Resumen y Abstract V Resumen La investigación realizada se centró en el estudio sistemas formados a partir de complejos polielectrolito-fármaco, a partir de cuatro polímeros catiónicos (quitosán, eudragit E, eudragit RL y eudragit RS) y el diclofenac, como modelo de fármaco aniónico, para su aplicación en el diseño de nuevos sistemas de entrega de fármacos. Se lograron complejos con los eudragit E, RS y RL, empleando los métodos de evaporación del solvente y de precipitación, siendo caracterizados fisicoquímicamente tanto en forma sólida como en dispersión. El estudio de la liberación del diclofenac se realizó partiendo de los complejos en dispersión y bajo la forma de matrices compactas. Se encontraron comportamientos de liberación, que van desde sistemas de liberación inmediata hasta matrices de liberación controlada, de acuerdo a la composición del complejo y del medio en el que estuvieran, presentando cinéticas de orden cero, en los que se evidenciaron mecanismos de difusión, erosión y desintegración. Palabras clave: Complejo, Polimetilmetacrilato, Diclofenac, Solubilidad, Par iónico, disolución, liberación de fármacos.

Resumen y Abstract VI Abstract This study was focused on evaluate these systems, considering four cationic polymers (chitosan, eudragit E, eudragit RL y eudragit RS) and diclofenac as a model anionic drug, to be applied in new drug products design. The complexes were prepared by the solvent evaporation and precipitation methods. Physicochemical properties of the materials were evaluated in dispersion and in solid state, as compact matrices. The diclofenac delivery study was made from the dispersion and matrices complexes. Experimental results showed different release behaviour, from immediate release to controlled release systems, according to the composition of the complex and dissolution media. The kinetic of diclofenac delivery process, in all the stages, was a zero order and the results indicate that diffusion, erosion and disintegration were the main mechanisms of the drug delivery. Keywords: Complex, Diclofenac, Polymethylmethacrylate, Solubility, Ion pair, dissolution, drug delivery.

Contenido VII Contenido Pág. Resumen... V Lista de figuras... X Lista de tablas... Error! Marcador no definido. Introducción... 1 Capitulo 1: Aspectos Generales... 3 1.2. Sistemas de liberación modificada... 5 1.3. Diseño de sistemas de liberación modificada... 8 1.3.1. Factores físico químicos....9 1.3.2. Factores biológicos... 10 1.4. Clasificación de los sistemas de liberación modificada... 11 1.4.1. Sistemas matriciales y complejos polielectrolito fármaco... 12 Capítulo 2. Métodos de obtención de los complejos polielectrolito-fármaco.... 19 2.1. Introducción... 19 2.2. Marco Teórico... 20 2.3. Materiales, equipos y métodos... 21 2.3.1. Materiales... 21 2.3.2. Equipos... 21 2.3.3. Métodos... 22 2.4. Presentación y discusión de resultados... 28 2.4.1. Determinación del equivalente de los grupos amino del polímero... 28 2.4.2. Ensayo y evaluación preliminar de los diferentes métodos para la obtención de los complejos... 28 2.4.3. Caracterización de los materiales obtenidos.... 29 2.4.4. Selección de los polímeros y de los métodos requeridos para la obtención de los complejos PE-F.... 48 2.4.5. Definición de las condiciones operacionales de cada método... 48 2.4.6. Evaluación de la reproducibilidad entre lotes.... 53 2.5. Conclusiones... 57

VIII Contenido Capítulo 3. Caracterización de los complejos polielectrolito-fármaco Error! Marcador no definido. 3.1. Introducción... Error! Marcador no definido. 3.2. Marco teórico... Error! Marcador no definido. 3.3. Materiales, equipos y métodos... Error! Marcador no definido. 3.3.1. Materiales... Error! Marcador no definido. 3.3.2. Equipos... Error! Marcador no definido. 3.3.3. Métodos... Error! Marcador no definido. 3.4. Presentación y discusión de resultados... Error! Marcador no definido. 3.4.1. Elaboración de los complejos.... Error! Marcador no definido. 3.4.2. Caracterización de los complejos en el estado sólido Error! Marcador no definido. 3.4.3. Caracterización de los complejos en dispersión...91 3.5. Conclusiones... 105 Capítulo 4. Estudio de la liberación del diclofenac a partir de los complejos PE-F 107 4.1. Introducción... 107 4.2. Marco teórico... 107 4.3. Materiales, equipos y métodos... Error! Marcador no definido. 4.3.1. Materiales... Error! Marcador no definido. 4.3.2. Equipos... Error! Marcador no definido. 4.3.3. Métodos... Error! Marcador no definido. 4.4. Presentación y discusión de resultados... Error! Marcador no definido. 4.4.1. Liberación del diclofenac de los complejos PE-F en dispersión... 113 4.4.2. Estudios realizados a las matrices de los complejos PE-F: Elaboración de las matrices... Error! Marcador no definido. 4.4.3. Determinación de las isotermas de sorción.... Error! Marcador no definido. 4.4.4. Liberación del diclofenac a partir de las matrices elaboradas con los complejos Error! Marcador no definido. 4.4.5. Establecimiento de las posibles relaciones existentes entre las fases de sorción y de disolución en los medios, agua y SF.... Error! Marcador no definido. 4.4.6. Análisis del mecanismo de liberación del diclofenac a partir de las matrices PE-F, integrando los diferentes procesos involucrados... Error! Marcador no definido. 4.5. Conclusiones... 200 Conclusiones Generales... 200

Contenido IX Recomendaciones generales... 201 Anexos... 202 Bibliografía... Error! Marcador no definido.

Lista de figuras X Lista de figuras Figura 1-1 Perfiles de liberación de diferentes SLM cuando son administrados por vía oral. Pág. 6 Figura 2-1 Espectros obtenidos empleando el método de ES. Eudragit E/Diclofenac ácido MF, corresponde a la mezcla física entre los dos componentes y EuD 100 al complejo obtenido entre eudragit E y diclofenac ácido. 30 Figura 2-2 Figura 2-3 Figura 2-4 Figura 2-5 Figura 2-6 Figura 2-7 Espectros obtenidos, empleando el método de IESFS, entre eudragit E protonado y diclofenac sódico. Eudragit E protonado/diclofenac sódico MF, corresponde a la mezcla física entre los dos y EuD 100 al material resultante de la interacción entre eudragit E y el diclofenac, neutralizándolo al 100%. Espectros obtenidos, empleando el método de P, entre eudragit E protonado y diclofenac sódico. Eudragit E protonado/diclofenac sódico MF, corresponde a la mezcla física entre los dos, D al diclofenac ácido y EuD 100 al material resultante de la interacción entre eudragit E y el diclofenac, neutralizándolo al 100%. Espectros obtenidos para el polímero eudragit RL y el diclofenac ácido, empleando el método de ES.EuRLD 100 corresponde al complejo formado. Espectros obtenidos, empleando el método de P, entre eudragit RL y diclofenac sódico. EuRLD 100 corresponde al complejo resultante de la interacción entre Eudragit RL y el diclofenac sódico, neutralizándolo al 100%. Espectros obtenidos, empleando el método de IESFS, entre eudragit RL y diclofenac sódico. Eudragit RL /Diclofenac sódico MF, corresponde a la mezcla física entre los dos y EuRLD 100 al material resultante de la interacción entre eudragit RL y el diclofenac sódico, neutralizándolo al 100%. Espectros obtenidos para el polímero eudragit RS y diclofenac ácido, empleando el método de ES. Eudragit RS /Diclofenac ácido MF, corresponde a la mezcla física entre los dos y EuRSD100 corresponde al complejo resultante de la interacción entre eudragit RS y el diclofenac ácido, neutralizándolo al 31 32 33 34 34 35

Lista de figuras XI Figura 2-8 Figura 2-9 Figura 2-10 Figura 2-11 100%. Espectros obtenidos, empleando el método de P, entre eudragit RS y diclofenac sódico. Eudragit RS /Diclofenac sódico MF, corresponde a la mezcla física entre los dos y EuRSD 100 corresponde al complejo resultante de la interacción entre eudragit RS y el diclofenac sódico, neutralizándolo al 100%. Espectros obtenidos, empleando el método de IESFS, entre eudragit RS y diclofenac sódico. Eudragit RS /Diclofenac sódico MF, corresponde a la mezcla física entre los dos y EuRSD 100 al material resultante de la interacción entre eudragit RS y el diclofenac sódico, neutralizándolo al 100%. Espectros obtenidos, empleando los métodos de ES y P entre quitosán y el diclofenac ácido o el sódico, respectivamente. Comparación de los termogramas para EuE (método precipitación). 36 36 38 39 Figura 2-12 Comparación de los termogramas para EuE (método IESFS). 40 Figura 2-13 Comparación de los termogramas para EuE (método evaporación del solvente). 40 Figura 2-14 Comparación de los termogramas para ERL (método ES). 41 Figura 2-15 Comparación de los termogramas para ERS (método ES). 41 Figura 2-16 Patrón de difracción de rayos X para el complejo EuD 100 43 obtenido por el método de ES, en comparación con el eudragit E (EuE), el diclofenac ácido (D) y la mezcla física de los dos (EuD 100 MF). Figura 2-17 Patrón de difracción de rayos X para el complejo EuRLD 100 44 obtenido por el método de ES, en comparación con el eudragit RL (EuRL), el diclofenac ácido (D) y la mezcla física de los dos (EuRLD 100 MF). Figura 2-18 Patrón de difracción de rayos X para el complejo EuRLD 100 pp 45 obtenido por el método de P, en comparación con el eudragit RL (Eu RL), el diclofenac sódico (D Na) y la mezcla física de los dos (EuRLD 100 Na MF). Figura 2-19 Patrón de difracción de rayos X para el complejo EuRSD 100 46

XII Lista de figuras Figura 2-20 Figura 2-21 Figura 2-22 Figura 2-23 Figura 2-24 obtenido por el método de ES, en comparación con el eudragit RS (Eu RS), el diclofenac ácido (D) y la mezcla física de los dos (EuRSD 100 MF). Patrón de difracción de rayos X para el complejo EuRSD 100 pp obtenido por el método de P, en comparación con el eudragit RS (Eu RS), el diclofenac sódico (D Na) y la mezcla física de los dos (EuRSD 100 MF). Diagrama de flujo del procedimiento para la obtención de los complejos por el método de ES. Diagramas de Pareto para las variables rendimiento y porcentaje de fármaco complejado. Gráfico de los marginales en el que se representa la influencia de a) la concentración del fármaco, b) el tiempo de interacción y c) la velocidad de agitación sobre las variables respuesta estudiadas. Diagrama de flujo del procedimiento para la obtención de los complejos por el método de P. 47 49 50 51 52 Figura 3-1 Figura 3-2 Figura 3-3 Modelo de distribución de especies en el equilibrio del sistema (Carbómero-Fármaco)x Esquema del montaje para la determinación del ángulo de reposo. Espectros IR de varios complejos obtenidos entre eudragit E y diclofenac. DH: diclofenac ácido; EuE: Eudragit E; EuD 50 -MF: mezcla física a partes iguales de EuE y DH; EuD 50, EuD 50 Cl 10, EuD 50 Cl 25 y EuD 50 Cl 35 : complejos elaborados. 60 64 70 Figura 3-4 Difractogramas de varios complejos obtenidos entre eudragit E y diclofenac. D: diclofenac ácido; Eu: Eudragit E; EuD 50 -MF: mezcla física a partes iguales de EuE y D; EuD 50, EuD 50 Cl 10, EuD 50 Cl 25 y EuD 50 Cl 35 : complejos elaborados. 71 Figura 3-5 Espectros IR de los complejos obtenidos entre eudragit E y diclofenac. DH: diclofenac ácido; EuE: Eudragit E; MF: mezcla física de EuE y DH; EuD 35, EuD 25 Cl 50, EuD 35 Cl 50 y EuD 50 Cl 50 : complejos elaborados. 72

Lista de figuras XIII Figura 3-6 Figura 3-7 Difractogramas de los complejos obtenidos entre eudragit E y diclofenac. D: diclofenac ácido; EuE: Eudragit E; EuD 25 -MF y EuD 50 -MF: mezclas físicas a partes iguales de Eu y D; EuD 25 Cl 50, EuD 35 Cl 50 y EuD 50 Cl 50 : complejos elaborados. Comparación del comportamiento termogravimétrico del complejo EuD 50 Cl 50 frente a Eudragit E (EuE), diclofenac ácido (DH) y su mezcla física (MF) a partes iguales. 73 74 Figura 3-8 Morfología de las partículas. 76 Figura 3-9 Morfología de algunos de los complejos obtenidos. 79 Figura 3-10 Comportamiento de la densidad aparente (izquierda) y 80 apisonada (derecha) de los diferentes complejos. Figura 3-11 Relación entre las densidades aparente y apisonada con el 81 grado de neutralización del complejo con HCl. Figura 3-12 Relación entre las densidades aparente y apisonada con el 81 grado de neutralización del complejo con diclofenac. Figura 3-13 Comportamiento de la voluminosidad aparente (izquierda) y 83 apisonada (derecha) de los diferentes complejos. Figura 3-14 Relación entre las voluminosidades aparente y apisonada con el 83 grado de neutralización del complejo con HCl. Figura 3-15 Relación entre las voluminosidades aparente y apisonada con el grado de neutralización del complejo con diclofenac. 84 Figura 3-16 Comportamiento de los índices de Carr (Izquierda) y de 85 Hausner (derecha) de los diferentes complejos. Figura 3-17 Comportamiento del ángulo de reposo de los diferentes 86 complejos en comparación al fármaco y a los PE. Figura 3-18 Contenido de humedad (%) de los complejos evaluados. 87 Figura 3-19 Figura 3-20 Figura 3-21 Contenido de humedad en el estado de equilibrio de los complejos EuD 50 Cl x a 18 ± 1 C. Contenido de humedad en el estado de equilibrio de los complejos EuRLD x y EuRSD x a 18 ± 1 C. Comportamiento de la velocidad de sorción de agua de los complejos EuD x Cl x a 18 ± 1 C, en función de la humedad 88 89 90

XIV Lista de figuras relativa. Figura 3-22 Comportamiento de la velocidad de sorción de agua de los 91 complejos EuRLD x y EuRSD x a 18 ± 1 C, en función de la humedad relativa. Figura 3-23 Esquema hipotético de la formación de los complejos con EuE. 93 Figura 3-24 Figura 3-25 Figura 3-26 Figura 3-27 Figura 3-28 Variación en el ph de las dispersiones al 0,1% EuD x Cl 50 con el grado de neutralización con D. Variación en el ph de las dispersiones al 0,1% EuD 50 Cl x con el grado de neutralización con HCl. Variación del ph debido al desplazamiento del diclofenac por el intercambio iónico tras la adición de NaCl. Estudio de la solubilidad aparente de los complejos EuD 50 Cl X en agua, solución fisiológica (SF) y buffer ph 6,8 en comparación de la solubilidad intrínseca del diclofenac (mg/ml). Representación de la distribución de especies, para el diclofenac, en un sistema bifásico. 95 95 97 98 102 Figura 3-29 Comparación del porcentaje de distribución de especies para 104 algunos de los complejos EuD 50 Cl x Figura 4-1 Etapas involucradas en la liberación del fármaco 108 Figura 4-2 Esquema de una celda de Franz y partes que la conforman 111 Figura 4-3 Esquema del equipo para medir sorción de líquidos. 112 Figura 4-4 Figura 4-5 Figura 4-6 Figura 4-7 Comparación de los perfiles de liberación del diclofenac en celdas de Franz, empleando como medio de disolución el agua. Comparación de los perfiles de liberación del diclofenac en celdas de Franz, empleando como medio de disolución la SF. Comparación de los perfiles de liberación del diclofenac en celdas de Franz, empleando como medios de disolución agua y SF. Comparación de los perfiles de liberación del diclofenac en celdas de Franz, empleando como medio de disolución un medio de ph 4,5. 114 114 115 116

Lista de figuras XV Figura 4-8 Comparación de los perfiles de liberación del diclofenac en celdas de Franz, empleando como medio de disolución un medio de ph 6,8. 117 Figura 4-9 Variación del la velocidad de liberación del diclofenac a partir de 119 los complejos EuD 50 Cl 15, EuD 50 Cl 20, EuD 50 Cl 25 y EuD 50 Cl 35, con el ph final del compartimento donor, empleando como solvente al agua. Figura 4-10 Representación de los equilibrios involucrados en el proceso de 119 difusión, a través de la membrana de diálisis, en las celdas de Franz. Figura 4-11 Relación entre la velocidad de liberación del diclofenac en agua 120 a partir de los diferentes complejos y el ph de los medios, en los compartimentos donor y receptor. Figura 4-12 Variación de la velocidad de liberación del diclofenac a partir de 121 los complejos EuD 50 Cl 15, EuD 50 Cl 20, EuD 50 Cl 25 y EuD 50 Cl 35, con el ph, empleando como solvente la SF. Figura 4-13 Relación entre la velocidad de liberación del diclofenac en SF, a 122 partir de los diferentes complejos y el ph de los medios, en los compartimentos donor y receptor Figura 4-14 Comportamiento de sorción de agua de los complejos EuD 50 Cl x 124 Figura 4-15 Comportamiento de sorción de solución de NaCl 0,9% de los 124 complejos EuD 50 Cl x Figura 4-16 Comparación del comportamiento de sorción de algunos 125 complejos EuD 50 Cl x frente al agua y a la solución de NaCl 0,9 % (SF) Figura 4-17 Comparación del comportamiento de sorción de los complejos 126 EuD x frente al agua y a la solución de NaCl 0,9 % (SF) Figura 4-18 Comportamiento de sorción de agua de los complejos EuD x Cl 50 128 Figura 4-19 Figura 4-20 Figura 4-21 Comportamiento de sorción de solución de NaCl 0,9% de los complejos EuD x Cl 50 Comparación del comportamiento de sorción de los complejos EuD x frente al agua y a la solución de NaCl 0,9 % (SF). Comparación del comportamiento de sorción de agua y solución fisiológica de los complejos ERLD 100 obtenidos por los métodos 129 130 131

XVI Lista de figuras Figura 4-22 Figura 4-23 Figura 4-24 Figura 4-25 Figura 4-26 Figura 4-27 Figura 4-28 Figura 4-29 Figura 4-30 Figura 4-31 Figura 4-32 Figura 4-33 Figura 4-34 ES y P. Comparación del comportamiento de sorción de agua y solución fisiológica de los complejos ERSD x obtenidos por los métodos ES y P. Comparación de la liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD 50 Cl x teniendo como medio de disolución al agua, durante un lapso de tiempo de 8 horas. Comparación de la liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD 50 Cl x teniendo como medio de disolución al agua, durante un lapso de tiempo de 1 horas Relación entre el porcentaje de diclofenac liberado y el grado de neutralización con HCl en el complejo. Comparación de los complejos EuD 50 Cl x teniendo como medio de disolución la SF Liberación del diclofenac a los treinta minutos, en función del grado de neutralización con HCl. Comparación de los complejos EuD 50 Cl x teniendo como medio de disolución la SF Comparación de los complejos EuD x Cl 50 teniendo como medio de disolución al agua Liberación del fármaco a los quince, treinta y a los sesenta minutos, en agua, en función del grado de neutralización con diclofenac. Comparación de los complejos EuD x Cl 50 teniendo como medio de disolución a la solución fisiológica. Liberación del fármaco a los treinta, a los sesenta y a los doscientos cuarenta minutos, en SF, en función del grado de neutralización con diclofenac. Liberación del fármaco a los treinta minutos, en función del grado de neutralización con diclofenac, comparando SF y agua como medios de disolución. Comparación del comportamiento de liberación de los complejos EuD x en agua y en SF. 132 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 144 Figura 4-35 Liberación del fármaco a los treinta, sesenta y trescientos 145

Lista de figuras XVII Figura 4-36 Figura 4-37 Figura 4-38 Figura 4-39 Figura 4-40 Figura 4-41 Figura 4-42 Figura 4-43 Figura 4-44 Figura 4-45 Figura 4-46 Figura 4-47 sesenta minutos, en función del grado de neutralización con diclofenac, comparando SF y agua como medios de disolución. Comparación del comportamiento de liberación del diclofenac a partir de los complejos ERLD x, obtenidos por los métodos de precipitación (P) y evaporación del solvente (ES), en agua y SF Comparación del comportamiento de liberación del diclofenac a partir de los complejos ERSD x, obtenidos por los métodos de precipitación (P) y evaporación del solvente (ES), en agua y SF. Comparación de tres complejos EuD 50 Cl x con la mezcla física del polímero y el fármaco teniendo como medio de disolución el agua. Figura a: Comparación global; Figura b: Comparación de la etapa inicial. Comparación de los tres complejos derivados de ERL, con las mezclas físicas del polímero y el fármaco, teniendo como medio de disolución el agua. Comparación de los tres complejos derivados de ERS, con las mezclas físicas del polímero y el fármaco, teniendo como medio de disolución el agua. Comparación de la liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD 50 Cl x teniendo un medio de disolución de ph1,2. Efecto del grado de neutralización con el ácido clorhídrico en los complejos EuD 50 Cl x, sobre la concentración de fármaco liberado a los 30 minutos. Comparación de la liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD x Cl 50 teniendo un medio de disolución de ph1,2. Comparación de la liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD x teniendo un medio de disolución de ph1,2. Efecto del grado de neutralización con el diclofenac en los complejos EuD x, sobre la concentración de fármaco liberado a los 30 minutos. Comparación de los tres complejos derivados de ERL, teniendo un medio de disolución de ph 1,2. Comparación de los tres complejos derivados de ERS, teniendo un medio de disolución de ph 1,2. 147 148 150 152 153 154 155 156 157 158 159 160

XVIII Lista de figuras Figura 4-48 Figura 4-49 Figura 4-50 Figura 4-51 Figura 4-52 Figura 4-53 Figura 4-54 Figura 4-55 Figura 4-56 Figura 4-57 Figura 4-58 Figura 4-59 Figura 4-60 Comparación de la liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD 50 Cl x teniendo un medio de disolución de ph 4,5, durante un lapso de tiempo de 8 horas. Comparación de la liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD 50 Cl x teniendo un medio de disolución de ph 4,5, durante un lapso de tiempo de 1 hora. Efecto del grado de neutralización con el ácido clorhídrico en los complejos EuD 50 Cl x, sobre la concentración de fármaco liberado a los 30 minutos Comparación de la liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD x Cl 50 teniendo un medio de disolución de ph 4,5. Efecto del grado de neutralización con el diclofenac en los complejos EuD x Cl 50, sobre la concentración de fármaco liberado a los 30 minutos Comparación de la liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD x teniendo un medio de disolución de ph 4,5. Efecto del grado de neutralización con el diclofenac en los complejos EuD x, sobre la concentración de fármaco liberado a los 30 minutos y la velocidad de liberación Comparación de la liberación del diclofenac a partir de los complejos derivados del ERL, teniendo un medio de disolución de ph 4,5. Comparación de la liberación del diclofenac a partir de los complejos derivados del ERS, teniendo un medio de disolución de ph 4,5. Comparación de los complejos EuD 50 Cl x, teniendo un medio de disolución de ph 6.8. Efecto del grado de neutralización con el HCl en los complejos EuD 50 Cl x, sobre la concentración de fármaco liberado a los 30 minutos y la velocidad de liberación, ph 6,8. Correlación entre las constantes de liberación del diclofenac, obtenidas a partir de los ensayos de solución y difusión (celdas de Franz), ph 6,8. Comparación de la liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD x Cl 50, teniendo un medio de disolución de ph 6,8, 161 162 162 164 165 166 166 167 169 170 171 172 174

Lista de figuras XIX Figura 4-61 Figura 4-62 Figura 4-63 Figura 4-64 Figura 4-65 Figura 4-66 Figura 4-67 Figura 4-68 Figura 4-69 Figura 4-70 Figura 4-71 Figura 4-72 Figura 4-73 durante un lapso de tiempo de 8 horas. Comparación de la liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD x Cl 50, teniendo un medio de disolución de ph 6,8, durante un lapso de tiempo de 1 hora. Comparación de la liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD x, teniendo un medio de disolución de ph 6,8, durante un lapso de tiempo de 8 horas. Efecto del grado de neutralización con el diclofenac en los complejos EuD x, sobre la concentración de fármaco liberado a los 30 minutos y la velocidad de liberación, ph 6,8. Comparación de la liberación del diclofenac a partir de los complejos EuRLD x, teniendo un medio de disolución de ph 6,8. Comparación de la liberación del diclofenac a partir de los complejos EuRSD x, teniendo un medio de disolución de ph 6,8. Comparación de la liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD 50 Cl 50 y EuD 100, al variar el ph del medio. Comparación de la liberación del diclofenac a partir de los complejos ERLD X, al variar el ph del medio. Comparación de la liberación del diclofenac a partir de los complejos ERSD X, al variar el ph del medio. Comparación de la liberación del diclofenac a partir del complejo EuD 50 Cl 12.5, teniendo un medio de disolución de ph 4,5 y fuerza iónica variable, durante 8 horas. Comparación de la liberación del diclofenac a partir del complejo EuD 50 Cl 12.5, teniendo un medio de disolución de ph 4,5 y fuerza iónica variable, en las primeras 2 horas. Efecto de la variación en la fuerza iónica sobre la constante de velocidad de liberación del diclofenac, a partir del complejo EuD 50 Cl 12.5, a ph 4,5. Relación entre la liberación del diclofenac y los volúmenes de solvente captado a partir de los complejos EuD 50 Cl x, en agua y SF, durante un período de tiempo de tres horas. Correlación entre la liberación del diclofenac y los volúmenes de solvente captado a partir de los complejos EuD 50 Cl x, en agua, 174 176 177 178 180 181 182 182 183 184 185 186 187

XX Lista de figuras Figura 4-74 Figura 4-75a Figura 4-75b Figura 4-75c Figura 4-75d Figura 4-75e durante un período de tiempo de tres horas. Correlación entre la liberación del diclofenac y los volúmenes de solvente captado a partir de los complejos EuD 50 Cl x, en SF, durante un período de tiempo de tres horas. Representación de las etapas involucradas en la liberación del diclofenac a partir de los complejos PE-F cuando el medio de disolución es agua. Representación de las etapas involucradas en la liberación del diclofenac a partir de los complejos PE-F cuando el medio de disolución es SF. Representación de las etapas involucradas en la liberación del diclofenac a partir de los complejos PE-F cuando el medio de disolución es de ph 1,2. Representación de las etapas involucradas en la liberación del diclofenac a partir de los complejos PE-F cuando el medio de disolución es de ph 4,5. Representación de las etapas involucradas en la liberación del diclofenac a partir de los complejos PE-F cuando el medio de disolución es de ph 6,8. 188 190 191 192 193 194

Lista de Tablas XXI Lista de tablas Pág. Tabla 2-1 Factores considerados para el DEE planteado. 26 Tabla 2-2 Matriz a seguir para el desarrollo del DEE. 26 Tabla 2-3 Valores determinados del grado de basicidad de cada polímero 28 Tabla 2-4 Resultados de los porcentajes de pérdida de peso evaluados por TGA. 42 Tabla 2-5 Resultados de las variables respuestas del DEE propuesto. 50 Tabla 2-6 Tabla 2-7 Tabla 2-8 Tabla 2-9 Tabla 2-10 Tabla 2-11 Tabla 3-1 Valores de diclofenac teóricos y experimentales para tres lotes del complejo EuD 100. Valores de diclofenac teóricos y experimentales para tres lotes de cada complejo. Entre paréntesis la desviación estándar. Valores de diclofenac teóricos y experimentales para tres lotes del complejo ERLD 100 por el método ES. Valores de diclofenac teóricos y experimentales para tres lotes del complejo ERSD 100 por el método ES. Valores de diclofenac teóricos y experimentales para tres lotes del complejo ERLD 100 por el método P. Valores de diclofenac teóricos y experimentales para tres lotes del complejo ERSD 100 por el método P. Valores de humedad relativa de las soluciones saturadas empleadas. 53 54 55 55 56 56 66 Tabla 3-2 Propiedades intrínsecas de los materiales precursores. 75 Tabla 3-3 Propiedades derivadas de los materiales precursores. 77 Tabla 3-4 Aspectos relacionados con la compresibilidad de las mezclas 87 físicas de los PEs y el fármaco. Tabla 3-5 Valores del contenido de humedad para los complejos 87 Tabla 3-6 Evaluación de la solubilidad cualitativa de los complejos en 93 agua. Tabla 3-7 Características de algunas dispersiones de los complejos 94

XXII Lista de tabla Tabla 3-8 Tabla 3-9 Tabla 3-10 Resultados de las solubilidades aparentes de los complejos EuD 50 Cl x en agua y SF. Concentración molar del diclofenac en cada una de las fases (sistema agua/ciclohexano). Concentración molar del diclofenac en cada una de las fases partiendo de los complejos PE-F (sistema agua/ciclohexano). 100 103 104 Tabla 3-11 Tabla 4-1 Tabla 4-2 Tabla 4-3 Tabla 4-4 Tabla 4-5 Tabla 4-6 Tabla 4-7 Tabla 4-8 Tabla 4-9 Tabla 4-10 Tabla 4-11 Tabla 4-12 Distribución de especies en los dos complejos evaluados. %HA: porcentaje de diclofenac como especie ácida; % (A - ): porcentaje del diclofenac ionizado; % (EuH + A - ): porcentaje de diclofenac que hace parte del complejo. Comportamiento cinético correspondiente a la primera fase del proceso Comportamiento cinético correspondiente a la segunda fase del proceso. Comportamiento cinético correspondiente a la primera fase del proceso. Comportamiento cinético correspondiente a la segunda fase del proceso. Valores de ph relacionados con los ensayos de difusión en celdas de Franz. Composición de los complejos empleados para la elaboración de las matrices Comportamiento cinético correspondiente a la primera fase del proceso Comportamiento cinético correspondiente a la segunda fase del proceso. Comportamiento cinético correspondiente a la primera fase del proceso. Comportamiento cinético correspondiente a la segunda fase del proceso Comportamiento cinético correspondiente a la primera fase del proceso Comportamiento cinético correspondiente a la segunda fase del proceso 104 115 116 117 118 118 123 127 127 130 130 133 133

Lista de tablas XXIII Tabla 4-13 Tabla 4-14 Tabla 4-15 Tabla 4-16 Tabla 4-17 Tabla 4-18 Tabla 4-19 Tabla 4-20 Tabla 4-21 Tabla 4-22 Tabla 4-23 Tabla 4-24 Tabla 4-25 Tabla 4-26 Tabla 4-27 Resultados del análisis cinético de los procesos de liberación del diclofenac a partir de los complejos derivados de EuE. Resultados del análisis cinético de los procesos de liberación del diclofenac a partir de los complejos derivados de ERLD x. Resultados del análisis cinético de los procesos de liberación del diclofenac a partir de los complejos derivados de ERSD x. Resultados del análisis cinético de los procesos de liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD 50 Cl x, a ph 1,2. Resultados del análisis cinético de los procesos de liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD x Cl 50, a ph 1,2. Resultados del análisis cinético de los procesos de liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD x, a ph 1,2. Resultados del análisis cinético de los procesos de liberación del diclofenac a partir de los complejos derivados de ERL, a ph 1,2. Resultados del análisis cinético de los procesos de liberación del diclofenac a partir de los complejos derivados de ERS, a ph 1,2. Resultados del análisis cinético de los procesos de liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD 50 Cl x, a ph 4,5. Resultados del análisis cinético de los procesos de liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD x Cl 50, a ph 4,5. Resultados del análisis cinético de los procesos de liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD x, a ph 4,5. Resultados del análisis cinético de los procesos de liberación del diclofenac a partir de los complejos derivados de ERL, a ph 4,5. Resultados del análisis cinético de los procesos de liberación del diclofenac a partir de los complejos derivados de ERS, a ph 4,5. Resultados del análisis cinético de los procesos de liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD 50 Cl x, a ph 6,8 Resultados del análisis cinético de los procesos de liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD x Cl 50, a ph 6,8. 146 148 149 156 157 159 160 161 163 165 167 168 169 172 175

XXIV Lista de tabla Tabla 4-28 Tabla 4-29 Tabla 4-30 Tabla 4-31 Resultados del análisis cinético de los procesos de liberación del diclofenac a partir de los complejos EuD x, a ph 6,8. Resultados del análisis cinético de los procesos de liberación del diclofenac a partir de los complejos EuRLD x, a ph 6,8. Resultados del análisis cinético de los procesos de liberación del diclofenac a partir de los complejos EuRSD x, a ph 6,8 Resultados del análisis cinético de los procesos de liberación del diclofenac a partir del complejo EuD 50 Cl 12.5, a ph 4,5, variando la fuerza iónica. 178 179 180 184 Tabla 4-32 Resultados del análisis cinético de la correlación entre la liberación del diclofenac y el comportamiento de sorción, a partir de los complejos EuD 50 Cl x, en agua y SF. 188

Introducción 1 Introducción La interacción iónica entre un polielectrolito y un fármaco ionizable conlleva a la formación de complejos polielectrolito-fármaco. Este tipo de estructuras permite obtener propiedades fisicoquímicas diferentes a las del fármaco original, que se podrían reflejar en variaciones de la solubilidad, de la estabilidad y del comportamiento de liberación del mismo, entre otras. El trabajo de investigación realizado durante esta Tesis Doctoral se centró en el estudio de estos sistemas, basados en la evaluación de los materiales formados a partir de cuatro polímeros catiónicos (Quitosán, Eudragit E, Eudragit RL y Eudragit RS) y el diclofenac, como modelo de fármaco aniónico, para su aplicación en el diseño de sistemas de entrega del fármaco. Los complejos fueron evaluados tanto en forma sólida como en dispersión, habiendo definido previamente el método de elaboración de cada uno de ellos. Se lograron complejos con los polímeros eudragit E, RS y RL, empleando los métodos de evaporación del solvente y de precipitación. La formación del complejo se evidenció mediante espectroscopía infrarroja y difracción de rayos X, demostrando la presencia de interacciones iónicas y su naturaleza amorfa. Adicionalmente, se evaluaron las propiedades físicoquímicas tanto en el estado sólido como en dispersión, realizándose las caracterizaciones de tipo farmacotécnico, el comportamiento frente a la humedad, la evaluación de la solubilidad, del ph y estableciéndose que la mayor parte del fármaco se encuentra formando parte de los pares iónicos, mediante el estudio de la distribución de las especies. El estudio de la liberación del diclofenac se realizó partiendo de los complejos en dispersión y bajo la forma de matrices compactas. En el primer caso se evaluó la difusión del fármaco a través de una membrana de diálisis, de aquellos materiales que resultaron solubles en agua, empleando para ello las celdas de Franz. A las matrices se les determinó su comportamiento de sorción y disolución en distintos medios, evaluando diferentes factores (ph, fuerza iónica y grado de neutralización del complejo), que permitieron proponer posibles mecanismos por los que se da la liberación del diclofenac a partir de estos sistemas. Como resultados se encontraron comportamientos de liberación, que van desde sistemas de liberación inmediata hasta matrices de liberación controlada, de acuerdo a la

2 Introducción composición del complejo y del medio en el que estuvieran dispersos. En general los procesos de cesión del diclofenac estudiados, presentaron cinéticas de orden cero, en los que se evidenciaron mecanismos de difusión, erosión y desintegración, sin presentarse aparentemente la formación de una capa de hidrogel en la superficie, que contribuyera a la modulación de la liberación del diclofenac. Los resultados derivados de este trabajo abren un gran campo de aplicación de este tipo de materiales en el diseño de sistemas farmacéuticos para la administración peroral, transdérmica, oftálmica, entre otros.

Capitulo 1 3 Capítulo 1. Aspectos generales 1.1. Introducción Durante muchos años la investigación en el campo farmacéutico se enfocó al desarrollo de nuevas moléculas con actividad farmacológica, mediante procesos de síntesis y semisíntesis principalmente. Con el transcurrir del tiempo, el encontrar nuevos fármacos fue convirtiéndose en algo más difícil y costoso, por lo que las preocupaciones se centraron en la modificación estructural de aquellas moléculas activas, con la intención de hacerlas más selectivas, con menores efectos adversos e incluso con acciones terapéuticas más prolongadas en el tiempo. Con la evolución en el conocimiento en los campos de la biofarmacéutica, la farmacocinética y la farmacotecnia, la atención se ha focalizado, en gran parte, a solucionar problemas relacionados con la liberación del fármaco, el sitio donde va a ejercer su acción, la dosis y la vía de administración más adecuadas, contribuyendo a obtener sistemas de liberación de fármacos más seguros, confiables y eficaces. Es así como surge el concepto de sistemas de liberación modificada (SLM), que ha atraído desde hace algún tiempo el interés de las ciencias farmacéuticas, acudiendo a diferentes estrategias para conseguirlo (Verma, et al. 2002). En las últimas décadas y en parte debido a las nuevas políticas sobre respeto de patentes, la atención se ha centrado en el diseño SLM, como una buena posibilidad de darle vida a moléculas cuya patente ya haya expirado. La inversión en este tipo de investigaciones y el tiempo necesario para llevarlas a feliz término, se constituyen en una buena alternativa comparada con el tiempo y dinero requeridos para el desarrollo de medicamentos a partir de la síntesis de nuevas moléculas (Urquhart, 2000). La modificación de la liberación de un fármaco se puede dar empleando diferentes sistemas, que aplican principios fisicoquímicos distintos (Suñé 2000). Una de estas posibilidades es la de emplear polímeros como transportadores de moléculas con actividad biológica (Khandare and Minko, 2006), destacándose aquellos que tienen grupos químicos susceptibles de ionizar, conocidos como polielectrolitos (PE) (Dobrynin and Rubinstein, 2005). Estos polímeros por su capacidad de disociar en determinadas condiciones, pueden generar interacciones iónicas con fármacos de naturaleza electrolítica también; los productos obtenidos a partir de tal interacción son conocidos

4 Capitulo 1 como complejos polielectrolito-fármaco (PE-F). Este tipo de comportamiento, que ha sido considerado una incompatibilidad en el diseño de productos farmacéuticos, ha empezado a tener aplicación en el estudio de SLM desde hace algunos años (Bonferoni et al. 2000; Leclercq et al. 2003; Lankalapalli and Kolapalli 2009). Un complejo PE-F se puede obtener, cuando a nivel molecular en unas condiciones preestablecidas, se da la interacción entre un polímero de carácter ácido o alcalino y un fármaco electrolítico de naturaleza contraria, para formar un par-iónico (Takka 2003). El PE es un polímero natural, sintético o semisintético que contiene en su estructura grupos ionizables, ácidos o básicos o grupos ionizados, por ejemplo amonios cuaternarios. En las ecuaciones 1-3, se presentan los equilibrios involucrados, tomando como modelo un PE catiónico y un fármaco ácido. FH H + + F - (1.1) P + H + PH + (1.2) P + FH PH + + F - [PH + F - ] (1.3) donde P representa al polímero neutro, PH + el polímero protonado, FH el fármaco ácido, F - el fármaco disociado y [PH + F - ] el par-iónico o complejo PE-F (Ramirez et al. 2004; Esteban et al. 2009). Las aplicaciones de los polielectrolitos en tecnología farmacéutica son variadas y muchas de ellas surgen de las diferentes propiedades derivadas de la interacción del PE con cotraiones orgánicos o inorgánicos, como son: modular la liberación de fármacos (Sriwongjanya and Bodmeier, 1998; Takka et al. 2001; Jimenez-Kairuz et al. 2005; Ramirez-Rigo et al. 2006), enmascarar sabores desagradables (Borodkin and Sundberg, 1971), aumentar la solubilidad de fármacos en un vehículo determinado (Vilches et al. 2002; Breda et al. 2009), aumentar la estabilidad de fármacos(jimenez-kairuz et al. 2004), como agentes viscosantes (Billany, 2002), entre otros. Por otra parte, en los últimos años se ha incrementado el número de investigaciones en el campo de la formación de complejos entre dos polielectrolitos, lo que se conoce como formación de complejos interpolielectrolíticos, que le confiere a la matriz que forman características particulares que modifican la liberación de fármacos, lo que estaría relacionado con la

Capítulo 1 5 generación de nuevos materiales empleados como excipientes para el diseño de SLM (Dragan and Cristea, 2002; Schatz et al. 2004; Bani-Jaber and Al-Ghazawi 2005; Lu et al. 2007; Huang 2008; Lankalapalli and Kolapalli 2009). En este contexto de la interacción entre dos macromoléculas, se abre un panorama muy importante y es la posibilidad de interacción de un policatión con el DNA o con polipéptidos de actividad biológica conocida, para la formación de complejos con aplicación en terapia génica, tema de estudio en muchas de las investigaciones de los últimos tiempos (Kabanov and Kabanov 1995; Dash et al. 1999; Sanders et al. 2000; Oupicky et al. 2001; Merdan et al. 2002; Oupicky et al. 2002; Huang and Berkland 2009). El trabajo de investigación realizado en esta Tesis Doctoral con estos complejos, pretendió estudiar diferentes parámetros fisicoquímicos asociados a su naturaleza, siendo de particular interés la evaluación del mecanismo por el que se libera el fármaco a partir de este tipo de sistemas. Como se mencionó, una de las posibles aplicaciones es la de modular la liberación del fármaco, aspecto de gran interés en el campo farmacotécnico, por lo que a continuación se aborda con un mayor detalle el tema de SLM. 1.2. Sistemas de liberación modificada En términos generales los sistemas de liberación modificada se caracterizan por algunos de los siguientes aspectos: - Un control en la liberación del fármaco a partir de un sistema de entrega en particular. - El control en la liberación del activo que permite tener una concentración plasmática dentro de la ventana terapéutica de manera menos fluctuante. - La liberación del fármaco en blancos específicos. - Tiempos de acción terapéutica más prolongados. Las características enunciadas anteriormente hacen que este tipo de sistemas presenten múltiples ventajas como son: intervalos de dosificación más amplios, lo que conlleva a un menor número de tomas al día, debido al sostenimiento de los niveles plasmáticos; disminución de efectos secundarios, dado por la posibilidad de liberación en sitios específicos y porque las fluctuaciones dentro de la ventana terapéutica se hacen menores; adecuación a la farmacocinética particular, puesto que es posible variar la

6 Capitulo 1 velocidad de liberación del fármaco, entre otros, conllevando a que este tipo se sistemas le confieran un valor agregado a fármacos ya existentes en el mercado (Theeuwes et al. 1991; Urquhart 2000; Verma et al. 2002). Los sistemas de liberación modificada son formas farmacéuticas a las cuales se les ha variado las características de liberación del fármaco, mediante modificaciones de tipo físico o químico, con el fin de conseguir una liberación en un sitio específico y/o lograr un efecto más prolongado en el tiempo. Se pueden clasificar como se presenta a continuación y se ilustran en la figura 1-1 (George et al. 1990; Suñé 2000; Urquhart 2000; Ponce D`León 2003): CMT Liberación sostenida Concentración Plasmática Liberación prolongada CME Liberación inmediata Liberación repetida Liberación retardada Tiempo Figura 1-1: Perfiles de liberación de diferentes SLM cuando son administrados por vía oral (CMT: Concentración mínima tóxica; CME: Concentración mínima efectiva). Medicamentos de liberación retardada (delayed-release forms), en los que el fármaco es liberado totalmente después de 2 a 4 horas de su administración. El objetivo generalmente es superar la barrera gástrica, de manera que el fármaco sea liberado en la zona intestinal de manera inmediata. Un ejemplo clásico son las tabletas gastroresistentes y los sistemas de liberación a nivel de colon. Medicamentos de liberación prolongada (time-release forms), en este tipo de formulaciones se presenta una cesión inicial de una cierta cantidad del fármaco que logra la respuesta terapéutica. Posterior a ello, la liberación continúa de manera lenta pero no

Capítulo 1 7 constante, lo que ocasiona que los niveles plasmáticos varíen dentro de la ventana terapéutica y se describa una curva amplia en función del tiempo. Ejemplo de SLM de este tipo lo constituyen los sistemas matriciales hidrofílicos y lipofílicos Medicamentos de liberación sostenida (sustained-release forms), en estas formas farmacéuticas después de una cesión parcial del fármaco, con la que se consigue una respuesta farmacológica inicial, la liberación continúa uniformemente, asegurando niveles plasmáticos terapéuticos durante un tiempo relativamente largo, por lo general 24 horas. En general, este tipo de sistemas presentan una cinética de liberación del fármaco de orden cero, de manera que se mantiene constante la concentración plasmática del principio activo. Un ejemplo de SLM de esta naturaleza son las bombas osmóticas. Medicamentos de liberación repetida (repeated-release forms): son aquellas formulaciones en la que se da una liberación inicial, correspondiente a una dosis del principio activo y después de transcurrido un tiempo determinado, otra dosis similar. Se trata de un sistema que logra suministrar dos o más dosis de fármaco a determinados intervalos de tiempo. Ejemplo de estos sistemas son los microgránulos o pellets encapsulados, con diferentes velocidades de liberación del activo en función del tipo de recubrimiento que tengan. En esta clasificación, no siempre es fácil diferenciar entre formas farmacéuticas de liberación prolongada y sostenida, por lo que se tiende a considerar ambos sistemas como formas de liberación controlada. Hoy en día es posible obtener SLM por cualquiera de las vías de administración existentes, siendo las vías oral, transdémica y parenteral subcutánea las que han tenido una mayor éxito terapéutico (Suñé 2000). De estas, sin lugar a dudas, la vía oral es la más empleada y por ello la mayoría de investigaciones relacionadas con el diseño de este tipo de sistemas se centran en esta ruta de administración.

8 Capitulo 1 1.3. Diseño de sistemas de liberación modificada Cuando se diseña un medicamento se sigue un procedimiento con criterios racionales que posibilite llegar al objetivo final, es decir, a la obtención de una forma farmacéutica segura, eficaz y confiable. El diseño de un SLM se aborda considerando los principios básicos del diseño de un medicamento convencional, como son la preformulación, la formulación, el escalamiento, la estandarización, la validación y el mantenimiento del proceso productivo, teniendo implícito en este camino el concepto de garantía de calidad (Ramírez 2006). En la preformulación se estudian a profundidad las propiedades fisicoquímicas del fármaco (solubilidad acuosa, coeficiente de reparto, grupos ionizables, pka, propiedades en el estado sólido y en dispersión, entre otras), la estabilidad, la compatibilidad con excipientes, así como sus propiedades de tipo biológico. Con respecto a este último punto se destacan sus propiedades famacocinéticas (absorción, distribución, biotransformación, eliminación, tiempo de vida media biológica) y farmacodinámicas (efecto terapéutico, concentración mínima efectiva, concentración mínima tóxica, entre otras). La generación o búsqueda bibliográfica de esta información debe estar enfocada desde un principio, considerando la vía por la que se va a administrar el fármaco y la forma farmacéutica que se pretende diseñar (Jimenez Kairuz 2004). En la etapa de formulación se establecen las posibles fórmulas cualicuantitativas que garanticen el cumplimiento de las especificaciones establecidas, basándose en diseños estadísticos experimentales, que permiten seleccionar los excipientes y las cantidades en las que finalmente harán parte de la formulación. Paralelamente, se establece el proceso de manufactura a escala laboratorio. Sobre la formulación seleccionada se realizan los estudios de estabilidad correspondientes a esta etapa y los estudios de tipo biofarmacéutico, en ensayos tanto in vitro como in vivo (Chang and Robinson 1990). En la fase de escalamiento, se seleccionan las condiciones más adecuadas para la elaboración del medicamento, de manera que se garantice el cumplimiento de cada una de las especificaciones establecidas; para ello una de las herramientas más empleadas es el diseño estadístico experimental, que permite el análisis y determinación de los factores más incidentes en el proceso productivo. Es en esta etapa que se define la vida útil del producto y se realizan los estudios de biodisponibilidad (Ramirez et al. 2004).