Encapsulación de felodipino en nanovesículas ultraflexibles para administración transdérmica

RESUMEN El propósito de este trabajo fue obtener, optimizar y caracterizar nanovesículas ultraflexibles, también conocidas como Transferosomas®, cargadas con un antihipertensivo de la familia de las dihidropiridinas llamado felodipino, para ser evaluados como sistemas de administración transdérmica. Lo anterior radica en la importancia de proponer nuevos y mejores tratamientos para enfermedades de interés, como la hipertensión arterial (HTA), donde los tratamientos convencionales han llevado a la ineficacia terapéutica debido a la alta frecuencia de administración, altas dosis y una serie de efectos no deseados para el paciente que los consume, lo que como resultado ha llevado a una disminución en el apego al tratamiento. Existen diferentes grupos de fármacos antihipertensivos, formulados en formas farmacéuticas orales, donde han destacado los bloqueadores de canales de Ca+2, grupo donde se encuentra el felodipino. Este fármaco se ha caracterizado por tener una alta potencia y selectividad; sin embargo, su baja solubilidad, alto metabolismo de primer paso y efectos adversos, minimizan su eficacia cuando se administra por vía oral. Es por lo anterior y por sus propiedades fisicoquímicas que se han buscado alternativas para su administración y formulación. Aquí se propone la vía transdérmica y el uso de nanoacarreadores como estrategia debido a las ventajas que poseen, como su capacidad de llevar el fármaco a través de la piel para alcanzar un efecto sistémico terapéutico deseado. En particular los Transferosomas®, un tipo de liposomas o nanovesículas ultraflexibles, capaces de atravesar las capas de la piel debido a su facilidad de deformación sin pérdida medible del fármaco y su capacidad de acarrear tanto fármacos lipofílicos como hidrofílicos. Para el desarrollo del proyecto se seleccionaron materiales a partir de pruebas de solubilidad y la capacidad de los fosfolípidos de generar una película. Los Transferosomas® se obtuvieron mediante el método de hidratación de película, optimizando el proceso hasta la obtención de una talla promedio objetivo con un diseño experimental 24 obtenido con el software Statgraphics. La eficiencia de 2 encapsulación del felodipino en las nanovesículas se determinó haciendo uso de 8 métodos distintos de incorporación, en donde se usaron diferentes proporciones de etanol y diferentes pHs para favorecer la entrada del fármaco al nanosistema. Una vez seleccionados los Transferosomas® considerados como óptimos, se llevó a cabo una caracterización física de estos por tamaño promedio, PDI, potencial zeta, flexibilidad, rendimiento, morfología, interacción de los materiales y estabilidad, empleando técnicas como la espectrofotometría UV, calorimetría diferencial de barrido, espectroscopía infrarroja, y microscopía electrónica de transmisión. Así mismo se evaluó su eficacia in vitro con estudios de liberación y pruebas de permeabilidad en piel de cerdo. Como resultado se obtuvieron Transferosomas® sin fármaco con talla promedio de 200 nm y PDI <0.6, y, debido a su baja eficiencia de encapsulación (hasta 44.5%), las tallas no tuvieron una variación significativa al incorporar el fármaco. Por otra parte, el potencial zeta e índice de flexibilidad tuvieron variación entre lotes ya que para lograr la incorporación del fármaco se utilizaron diferentes proporciones de etanol. Se seleccionaron los Transferosomas® óptimos y se les realizó una caracterización física, en el caso del TEM, se pudo observar la presencia de Transferosomas® esferoides, mientras que en los IR se pudo observar la presencia del fármaco en lo sistemas, variable que influye en la elasticidad de las membranas. Los termogramas demostraron el confinamiento molecular del fármaco en las nanovesículas. Por otro lado, de acuerdo al perfil de liberación se observó que la bolsa de diálisis no influye en la velocidad de liberación del fármaco, sin embargo, los Transferosomas® llevan a cabo la liberación paulatina del activo, mientras que la liberación del fármaco en polvo se retrasa debido a la baja solubilidad del felodipino. Así mismo, se determinó que la cantidad de felodipino permeado es mayor cuando se encuentra en el sistema debido a su tamaño y capacidad de deformación, es por ello, que el fármaco retenido en la piel de oreja de cerdo es casi nulo. Finalmente, la prueba de estabilidad del sistema se llevó a cabo por un mes, evaluando el cambio de tamaño promedio, el potencial zeta y la eficiencia de encapsulación cada semana. 3 Como conclusión, se lograron obtener Transferosomas® cargados con felodipino en cantidades terapéuticas y con capacidad para ser administrados por la vía transdérmica.

ABSTRACT The purpose of this work was to obtain, optimize and characterize ultraflexible nanovesicles, also known as Transferosomes®, loaded with an antihypertensive of the dihydropyridine family called felodipine, to be evaluated as transdermal administration systems. This is based on the importance of proposing novel and better treatments for diseases of interest, such as arterial hypertension, where conventional treatments have led to ineffective therapy due to the high frequency of administration, high doses and a series of unwanted effects for the patient who consumes them, which has resulted into a decrease of adherence to treatment. There are different groups of antihypertensive drugs formulated in oral pharmaceutical forms, which have highlighted the Ca+2 channel blockers, a group where felodipine is found. This drug has been characterized by high potency and selectivity, however, its low solubility, high first-pass metabolism and side effects, minimize its effectiveness when administered orally. It is for the above and for its physicochemical properties that alternatives have been sought for its administration and formulation. Here we propose the transdermal route and the use of nanocarriers as a strategy due to the advantages they have, such as their ability to carry the drug through the skin to achieve a desired therapeutic systemic effect. In particular Transferosomes®, a type of liposomes or ultraflexible nanovesicles, which are capable of crossing skin layers due to their ease of deformation without measurable loss of the drug and their ability to carry both lipophilic and hydrophilic drugs. For the development of the project, materials were selected from drug solubility test and the ability of phospholipids to generate a film. The Transferosomes® were obtained using the film hydration method, optimizing the process until obtaining an average size target by using an experimental design 24 with Statgraphics software. The encapsulation efficiency of felodipine in nanovesicles was determined by using 8 different methods of incorporation, where different proportions on ethanol and different pHs were used to favor de entry of the drug into de nanosystem. Once obtained, the Transferosomes® consider as optimal were selected, and a physical 5 characterization of these was carried out by average size, PDI, zeta potential, flexibility, performance, morphology, interaction of materials and stability, using techniques such as UV spectrophotometry, transmission electron microscopy, infrared spectroscopy, and differential scanning calorimetry. Likewise, its efficacy was evaluated in vitro with release studies and permeability tests in pigskin. As a result, Transferosomes® without a drug with an average size of 200 nm and PDI <0.6 were obtained, and, due to their low encapsulation efficiency (up to 44.5%), the sizes did not have a significant variation when incorporating the drug. On the other hand, the zeta potential and flexibility index varied between batches since different ethanol ratios were used to achieve drug incorporation. The optimal Transferosomes were selected and physical characterization was performed, in the case of TEM, the presence of spheroid Transferosomes® could be observed, while in the IR the presence of the drug in the systems could be observed, a variable that influences the membrane elasticity. The DSCs demonstrated the molecular confinement of the drug in the nanovesicles. On the other hand, according to the release profile it was observed that the dialysis bag does not influence the speed of drug release, however, the Transferosomes® carry out the gradual release of the active, while the release of the powdered drug is delayed due to the low solubility of felodipine. Likewise, it was determined that the amount of permeated felodipine is greater when it is in the system due to its size and deformability, that is why the drug retained in the pigskin is almost null. Finally, the stability test of the system was carried out for one month, evaluating the change in average size, zeta potential and encapsulation efficiency week by week. In conclusion, it was possible to obtain Transferosomes® loaded with felodipine in therapeutic amounts and with the capacity to be administered transdermally