Aplicación de diseños experimentales para el desarrollo de micropartículas poliméricas ternarias.

AGUSTINA GARCÍA; DARÍO LEONARDI; MARIA C. LAMAS

Buenos Aires

Congreso; Exposición y Congreso Internacional de Farmacia y Bioquímica Industrial; 2011

Aplicación de diseños experimentales para el desarrollo de micropartículas poliméricas ternarias. Agustina Garcíaa, Dario Leonardia,b, María C. Lamasa,b. aIQUIR ? CONICET, bÁrea Técnica Farmacéutica, Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas, UNR, Suipacha 531, S2002LRK Rosario, Argentina. mlamas@fbioyf.unr.edu.ar Introducción El Abendazol (ALB) es un derivado benzimidazólico con un amplio espectro antihelmíntico usado para el tratamiento de la neurocisticercosis, equinococcosis, giardiasis y filariasis. Su baja biodisponibilidad causa en algunas infecciones parasitarias una respuesta terapéutica impredecible. El desarrollo de micropartículas de ALB basadas en sistemas poliméricos ternarios compuestos por Quitosano (CH), Pectina (P) y Carboximetilcelulosa Sódica (CMC Sódica), permite mejorar la velocidad de disolución de este derivado benzimidazólico. Estos polímeros forman matrices polieletrolíticas (PEC) transportadoras de la droga. La P es un polisacárido aniónico ampliamente empleado en la ciencia farmacéutica. El CH es un polímero soluble en soluciones ácidas diluídas con pH menor a 6. Es biocompatible, biodegradable y atóxico, entre algunas de sus propiedades. La CMC sódica es un polisacárido aniónico obtenido por semisíntesis a partir de la celulosa. Para optimizar los parámetros de formulación de las matrices se utilizaron diseños experimentales empleando un software específico (Design Expert ®). El principal objetivo de este trabajo fue optimizar la concentración de los polímeros para obtener un máximo rendimiento, eficiencia de encapsulación (EE), y parámetros inherentes a la velocidad de disolución del principio activo (Q30, Q60 y Q360). Materiales y métodos Las matrices poliméricas se prepararon mediante spray drying (Buchi Mini dyrer B-290). Las condiciones del proceso de obtención fueron las siguientes: 1. Temperatura de entrada: 130 ºC, 2. Temperatura de salida: 55-60 ºC. 3. Velocidad de aspiración del 100 %. 4. Flujo de aire de 38 m3/h. 5. Velocidad de alimentación de 5 mL/min. La droga se solubilizó en 100 mL de ácido acético (30% p/v) bajo agitación magnética. El CH se dispersó en la solución anterior y se agitó durante 60 minutos. Las soluciones de CMC Sódica y la P fueron preparadas por disolución en 100 mL de agua y se agitaron durante 2 h. La concentración de los polímeros dependió del diseño experimental. Las soluciones de CMC Sódica y P fueron incorporadas sobre las soluciones de CH-ALB con la precaución de evitar la formación de agregados. Se evaluaron las propiedades fisico-químicas de las micropartículas como rendimiento y eficiencia de encapsulación. El tamaño y morfología de las mismas fueron determinadas por microscopía de barrido electrónico. Se realizaron perfiles de disolución según USP 30 Ed. Como primera etapa, mediante la aplicación de un diseño de Plackett Burman se determinaron los factores (o variables) que presentan una notable influencia en alguna de las respuestas que se deseó optimizar. A partir de la determinación de los factores que tuvieron influencia en algunas de las respuestas se continuó con una primera etapa de optimización. Para ello se aplicó un diseño central compuesto. Se determinó por medio de gráficos de superficie respuesta las condiciones de trabajo. En los mencionados casos de múltiples respuestas, se recurrirá a la estimación de la función deseabilidad, que permitió optimizar varias respuestas en forma simultánea, eligiendo una solución de compromiso a la que pueden asignarse diferentes pesos para cada respuesta, así como distintas restricciones a sus valores. Resultados En ambas fases del diseño experimental se observaron las siguientes tendencias: 1. El rendimiento de las matrices se incrementó con el descenso de la concentración de P y CMC y cuando las concentraciones de CH fueron altas. 2. Se produjo un aumento el EE % cuando se incrementaron las concentraciones de P y CMC y lo contrario se observó cuando las concentraciones de CH fueron altas. 3. A concentraciones bajas de CMC, Las respuestas Q30, Q60 y Q360 se incrementaron con la disminución de la concentración de CMC y P, excepto en el caso de Q60 donde se observó un máximo en con concentraciones intermedias de CH 4. Con las concentraciones más elevadas de CMC, un aumento de la concentración de CH produjo el mismo efecto en los parámetros de disolución, sin embargo el descenso de la concentración de P solo incrementó Q30 y no hubo aumento significativo en Q60 y Q360. El programa Design Expert ® predice (según los gráficos de superficie-respuesta adquiridos mediante algoritmos matemáticos a partir de los datos experimentales) como sistema óptimo a obtenido mediante la combinación de una solución de CH al 1 %(que contiene 100 mg de ALB), P al 0,1 % y CMC 0,2 %. El rendimiento en la producción del mismo fue del 74 %, la EE % del 92%. Conclusiones La aplicación de diseños experimentales al diseño de sistemas terapéuticos resulta una herramienta muy interesante permitiendo obtener sistemas terapéuticos que cumplen con los requisitos buscados de manera rápida y eficaz.