Actualmente, los principales problemas relacionados con los métodos de administración de fármacos son fundamentalmente dos.
El primero de ellos se da cuando el fármaco es altamente soluble en agua y se desea un sistema de liberación controlado, y el segundo surge cuando se produce el suceso contrario, la droga no posee solubilidad alguna y, por tanto, no se va a disolver en agua.
El primero de ellos se da cuando el fármaco es altamente soluble en agua y se desea un sistema de liberación controlado, y el segundo surge cuando se produce el suceso contrario, la droga no posee solubilidad alguna y, por tanto, no se va a disolver en agua.
Esta segunda problemática es fundamental resolverla puesto que, en la actualidad se estima que entre el 75 y el 80% de las sustancias químicas que salen de los laboratorios de investigación universitarios y de las compañías farmacéuticas no son solubles en agua, por lo que intentar superar este impedimento se ha convertido en todo un reto para la industria farmacéutica.
El reto consistirá en conseguir que las partículas constituyentes se disuelvan en el tracto gastrointestinal, y sean, de esta manera, absorbidas para ejercer su acción sistémica[1].
El reto consistirá en conseguir que las partículas constituyentes se disuelvan en el tracto gastrointestinal, y sean, de esta manera, absorbidas para ejercer su acción sistémica[1].
Gracias a las tecnologías de diseño e ingeniería de partículas pueden fabricarse formas farmacéuticas cristalinas con un tamaño realmente pequeño (comprendido entre los 200 y 300 nm), lo que les permite tener una velocidad de disolución más rápida que las de un tamaño superior.
Una vez fabricadas, se incorporan a los distintos sistemas de administración donde serán disueltas inmediatamente. De esta manera, el fármaco disuelto se encontrará disponible para su absorción por parte del sistema digestivo o los pulmones, dependiendo de la ruta de administración seleccionada.
Una alternativa diferente sería partir de una droga
disuelta en un solvente orgánico (no agua) como el etanol, el acetonitrilo o el metanol. El fármaco se disuelve con un algún tipo de estabilizador para posteriormente congelarlo a una velocidad de enfriamiento muy rápida. De esta manera, se obtienen sustancias farmacéuticas sin estructura cristalina calificadas como formas amorfas o de morfología amorfa, las cuales van a poder disolverse a concentraciones mucho más altas que en su correspondiente forma cristalina.
Así, se consigue la denominada “super-saturación” de una solución acuosa, lo que facilitará la disolución del fármaco a altas concentraciones en el estómago y en el primer tramo del intestino delgado para ser absorbido y distribuido por todo el organismo.
disuelta en un solvente orgánico (no agua) como el etanol, el acetonitrilo o el metanol. El fármaco se disuelve con un algún tipo de estabilizador para posteriormente congelarlo a una velocidad de enfriamiento muy rápida. De esta manera, se obtienen sustancias farmacéuticas sin estructura cristalina calificadas como formas amorfas o de morfología amorfa, las cuales van a poder disolverse a concentraciones mucho más altas que en su correspondiente forma cristalina. Así, se consigue la denominada “super-saturación” de una solución acuosa, lo que facilitará la disolución del fármaco a altas concentraciones en el estómago y en el primer tramo del intestino delgado para ser absorbido y distribuido por todo el organismo.
| Propiedades de las estructuras cristalina y amorfa de los fármacos | |
| Estado cristalino | Estado amorfo |
| Orden translacional, rotacional y estructural a largo alcance | Puede mostrar orden a corto alcance |
| Punto de fusión bien definido | Punto de transición vítrea[2] |
| Más estable | Menos estable |
| Buenas propiedades de flujo[3] | Malas propiedades de flujo |
| Menos higroscópico[4] | Más higroscópico |
| Relativamente menos soluble | Relativamente más soluble |
Un ejemplo de aplicación basado en este sistema de ingeniería de partículas ha sido el desarrollo, por parte de miembros de la escuela médica de la Universidad de Texas en San Antonio en colaboración con el Sistema Hospitalario para Veteranos, de una nueva ruta de administración para los medicamentos inmunosupresores.
Esta clase de medicamentos evita el rechazo por parte del organismo de órganos transplantados, pero al ser actualmente administrados oralmente presentan una serie de efectos secundarios, como es el posible desarrollo de diferentes tipos de cáncer.
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El objetivo de las tecnologías descritas más arriba fue suministrar el medicamento a una menor dosis en el lugar donde su respuesta inmunosupresora fuera directamente necesaria. Para ello durante un período de cuatro a cinco años se desarrollaron prototipos de medicamentos que se administraban vía respiratoria para aquellos pacientes que habían sido sometidos a un transplante pulmonar, ya que iban a ser estos órganos transplantados el objetivo del fármaco inmnosupresor.
Se llevaron a cabo ensayos en mamíferos (ratones y ratas) midiéndose bajos niveles del medicamento en sangre pero altas concentraciones del mismo en los pulmones, lo que probaba la validez de la vía inhalatoria, al menos, en animales.
Más tarde, se pasó a su experimentación, bajo estrictas normas de seguridad, en voluntarios humanos de la escuela de medicina, obteniéndose resultados similares a los anteriores. Incluso, se ha llegado a evaluar en un modelo animal sometido a un doble transplante pulmonar, logrando nuevamente la misma eficacia, pero continuando todavía en su fase de desarrollo.
Se llevaron a cabo ensayos en mamíferos (ratones y ratas) midiéndose bajos niveles del medicamento en sangre pero altas concentraciones del mismo en los pulmones, lo que probaba la validez de la vía inhalatoria, al menos, en animales.
Más tarde, se pasó a su experimentación, bajo estrictas normas de seguridad, en voluntarios humanos de la escuela de medicina, obteniéndose resultados similares a los anteriores. Incluso, se ha llegado a evaluar en un modelo animal sometido a un doble transplante pulmonar, logrando nuevamente la misma eficacia, pero continuando todavía en su fase de desarrollo.
En conclusión, el objetivo es la investigación de nuevas rutas de administración de fármacos no disponibles en la actualidad, beneficiando al paciente mediante la minimización de los efectos secundarios y la reducción de la exposición sistémica[5].
[1] Acción ejercida por el fármaco una vez ha sido absorbido y distribuido por el torrente sanguíneo.
[2] Temperatura a la que un sólido amorfo se convierte en un material blando y flexible tras calentamiento o rígido y frágil tras enfriamiento.
[3] Estas propiedades indican la mayor o menor fluidez de las partículas en función de su tamaño, forma, humedad absorbida y densidad.
[4] Sustancias que absorben la humedad del ambiente.
[5] Tipo de exposición en la que el organismo es afectado en su conjunto por la acción del fármaco.
[2] Temperatura a la que un sólido amorfo se convierte en un material blando y flexible tras calentamiento o rígido y frágil tras enfriamiento.
[3] Estas propiedades indican la mayor o menor fluidez de las partículas en función de su tamaño, forma, humedad absorbida y densidad.
[4] Sustancias que absorben la humedad del ambiente.
[5] Tipo de exposición en la que el organismo es afectado en su conjunto por la acción del fármaco.
Fuentes: UTAustinX: UT.4.01x Take Your Medicine - The Impact of Drug Development.
http://www.slideshare.net/rcdreddi/limerick-meet-and-greet-ac-edited
http://chemistry.about.com/od/chemistryglossary/a/glasstransition.htm
https://docs.google.com/document/d/1TOwPCUSItCGOnUivKC_5kuTGw7kh9D5DPIK2U-V7D2A/edit#heading=h.90pmyxnddx1b
http://trasplante-de-organos.blogspot.com.es/2011/09/inmunologia-del-trasplante-la.html
http://www.slideshare.net/rcdreddi/limerick-meet-and-greet-ac-edited
http://chemistry.about.com/od/chemistryglossary/a/glasstransition.htm
https://docs.google.com/document/d/1TOwPCUSItCGOnUivKC_5kuTGw7kh9D5DPIK2U-V7D2A/edit#heading=h.90pmyxnddx1b
http://trasplante-de-organos.blogspot.com.es/2011/09/inmunologia-del-trasplante-la.html
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