Desarrollo y caracterización de liposomas para aplicación tópica de fármacos

Abstract

La piel es el órgano más extenso y accesible del cuerpo, debido a ello la administración de fármacos por vía tópica para efectos locales o sistémicos ha sido ampliamente documentada. A pesar de todas las ventajas que la administración tópica de fármacos ofrece, la piel y su compleja estructura formada de múltiples capas, la cual le proporciona excelentes propiedades de barrera, hacen que la administración de medicamentos a través de esta vía sea un proceso complicado.

En las últimas décadas, con la finalidad de evadir la extraordinaria función de barrera del estrato córneo, se han empleado diversas estructuras nanoscópicas que han aumentado el espectro de fármacos susceptibles de ser administrados por vía tópica.

Estos hechos alientan la investigación en el desarrollo de formulaciones para mejorar la administración tópica de fármacos.

En la presente investigación, diseñamos formulaciones de liposomas para la administración tópica de fármacos, teniendo como hipótesis que la adición extemporánea de un activador de membrana en los liposomas, desestabiliza parcialmente las vesículas para que al contacto con la superficie de la piel humana promueva la liberación del principio activo y con ello aumente su biodisponibilidad.

Se estudiaron dos fármacos, el ibuprofeno y el ácido hialurónico (AH), y la eficacia de las formulaciones fue evaluada mediante ensayos in vitro y ex vivo con piel humana.

Posteriormente, para tener un conocimiento más profundo acerca de cómo las formulaciones desarrolladas aumentan la liberación de los fármacos, se utilizó el microscopio de fuerza atómica (AFM) y se observaron las estructuras que forman las formulaciones desarrolladas al ser aplicadas en la superficie de la piel humana.

Inicialmente, se utilizó fosfatidilcolina (PC) para producir los liposomas y en una segunda etapa de la investigación, se diseñó una composición biomimética con los principales componentes del estrato córneo. En base a esta composición se siguió la estrategia de incorporar los fármacos previamente estudiados, en combinación con los surfactantes seleccionados. La eficacia de las formulaciones fue evaluada y se verificó que la adición de potenciadores de la permeación (PEs) a liposomas, mejora la permeación de AH e ibuprofeno a través de la piel humana.

En relación a las imágenes obtenidas mediante el AFM, se observó que la adición de PEs promueve claramente la formación de las estructuras planas, debido a las regiones, parecidas a bicapas o multicapas de lípidos, en coexistencia con liposomas no fusionados y/o intactos observadas.

Se estudiaron también las modificaciones de las propiedades elásticas que se producen en las formulaciones desarrolladas al ser aplicadas, lo que permitió correlacionar estas propiedades con la permeación del fármaco incorporado en los liposomas. Por lo tanto, la técnica empleada en el desarrollo del presente trabajo de investigación puede utilizarse como herramienta auxiliar en el desarrollo de sistemas nano vesiculares para administración transdérmica de fármacos.

Skin is the extensive and most accessible organ of the body because of that, topical and systemic delivery of drugs are widely documented.

Even though all the advantages that topical drug delivery offers, the skin and their multilayered complex structure, provide excellent barrier properties which imply a complicated process to delivery of drugs through this administration via.

From the last decades, in order to avoid the SC barrier, several nanocarrier structures have been developed to accomplish the administration of drugs by topical via.

All of these facts encourage to investigating in the development of formulations to enhance drug delivery through the skin. In the present study, we design liposomal formulations for topical delivery according the thermodynamic stability of the components.

Once obtained the adequate components, we started to develop liposomal formulations taking into account a preliminary hypothesis: the enhancement of the permeation of the drugs encapsulated in liposomes are relating with the ability to form planar bilayers.

We studied the permeation through artificial membranes and human skin of two molecules, ibuprofen and hyaluronic acid, when they were entrapped in liposomes.

To have a deeper knowledge about how the formulations developed are enhancing the liberation of drugs from the liposomes when applied to the human skin, the atomic force microscopy (AFM) was used.

Initially, phosphatidylcholine (PC) was used to produce the liposomes. In a second stage of the investigation, a biomimetic composition with the main components of the stratum corneum was designed. The efficacy of the formulations was evaluated and we confirmed that the addition of permeation enhancers (PEs) to liposomes improves the permeation of AH and ibuprofen through human skin.

Regarding the images obtained by the AFM, it was observed that the addition of PEs clearly promotes the formation of planar structures due to the regions like bilayers or multilayers lipids, in coexistence with liposomes fused and /or intact observed.

Changes in the elastic properties that occur in the formulations developed to be applied is also studied, allowing to correlate these properties with the permeation of drug incorporated into liposomes. Therefore, the technique used in the development of this research can be used as an auxiliary tool in the development of nanovesicular systems for transdermal drug delivery.