Desde principios de los años 90´s y, continuando con el anterior artículo de Liposomas y micelas publicado con anterioridad en el tiempo en este blog, la tecnología farmacéutica ha ido experimentando grandes pasos a nivel de la formulación de principios activos vehiculizados, ya bien como terapias farmacológicas o cosméticas en su caso. A día de hoy todavía no están muy bien esclarecidos los mecanismos mediante los cuales se produce la absorción cutánea de algunos determinados preparados, no obstante otras vías de absorción no entrañan tantos misterios.
Alguna vez suele ocurrir que nos venga algún paciente a la consulta farmacéutica que tenga especial curiosidad en saber como funcionan los productos que les vendemos y sobre todo los de tipo cosmético antes que los agentes destinados especialmente a la terapia medicamentosa (suele ser menos frecuente), no obstante guardan cierta similitudes y diferencias entre si. Así pues si nos hicieran la siguiente pregunta, ¿que responderíamos en la consulta farmacéutica?.
¿Una nanoemulsión al ser más pequeña se conservará mejor y será más estable no?
El pensamiento lógico en esos momentos nos puede jugar una mala pasada y hay que ser bastante prudente. Si atendemos a las palabras tal cual la conclusión que sacamos precipitadamente es la siguiente:
MICRO:10^-6
NANO: 10^-9
Podemos sacar conclusiones, ¿no? Nuestro cliente parece que algo entiende y asentimos con la cabeza afirmativamente.
Pues nos estamos equivocando al completo y debemos aclararle la duda lo antes posible y de una manera lógica y que salga afianzado de la consulta farmacéutica (oficina de farmacia u hospital).
Lo primero que nos tiene que venir a la cabeza es que las microemulsiones son sistemas termodinámicamente estables y se forman de manera espontánea ya que no precisan un contenido en surfactantes muy alto para poder conseguirlo, sin embargo y por el contrario, las nanoemulsiones son sistemas inestables con un alto contenido en surfactantes con tamaño de gota entre 30-200 nm, no obstante una vez formadas son tremendamente estables (Solans,2005) (Mishra,2014). Lo cual es lo que habrá hecho que inicialmente nuestro cliente-paciente se quedase algo perplejo ante nuestra respuesta inicial.
Las microemulsiones las podemos datar posteriormente al descubrimiento de los liposomas (1972), es decir en el año 1974 y se les veía con más estabilidad que los propios liposomas. Su tamaño de gota suele rondar aproximadamente 10-30 nm, por lo tanto a la pregunta inicial con la simple lógica aplicada, nos estábamos equivocando. Este hecho se conoce desde hace tiempo en la literatura científica y no se ha modificado hasta la fecha por haber sido aceptado.
Las microemulsiones más interesantes suelen ser las de tipo IV de Winsor; estas son de tipo micelar o isotrópica y formadas en una zona de diagrama de fases muy delimitado (Aggarwal, 2014) las cuales hacen uso de tensioactivos y co-tensioactivos, ya bien formandose por calor o sonicación para alcanzar el equilibrio final, siendo no menos importante el tamaño y carácter del tensioactivo para su empaquetamiento final. Es importante el control de la temperatura para evitar el fenómeno de inversión de fases o separación de las mismas en el caso de grupos polioxietilenos, siendo recurrente el esterilizar la muestra mediante filtros de membrana de 200nm.
Una cosa importante a tener en cuenta es que la mezcla de nanoemulsiones puede formar microemulsiones por dilución: (Solè et al 2012, Departamento de Ingeniería Química, Universitat de Barcelona, J Interfaz coloidal Sci. 15 de junio de 2012; 376 (1): 133-9. doi: 10.1016).
En otros trabajos anteriores: (Anton et al, Faculté de Pharmacie, University of Strasbourg. Pharm Res. Mayo de 2011; 28 (5): 978-85. doi: 10.1007).
Las principales aplicaciones en este campo han sido las de la industria cosmética y formulaciones magistrales en forma de champús y lociones capilares, aunque posteriormente al 2000 la industria farmacéutica puso el ojo en sus posibles aplicaciones.
Las nanoemulsiones son emulsiones muy parecidas en aspecto a las microemulsiones, no obstante son sistemas termodinámicamente más inestables en su proceso de formación, no siendo tendentes a realizarse espontáneamente, no obstante una vez alcanzado su equilibrio permanecen durante mucho tiempo sin ser alteradas ya que su estabilidad cinética es mucho mayor que el de una emulsión normal, como observamos en la siguiente figura:
En fotografía: a) Nanoemulsión y b) Macroemulsión
Estas pueden ser de varias maneras: O/W y W/O
Se pueden preparar de diferentes maneras según sea el caso, siendo lo más importante de todo su estabilidad, para la cual se debe de considerar el "proceso de maduración de Ostwald" que viene en función del grado de polidispersión, crecimiento e interacción entre las diferentes gotas presentes en el medio de tales emulsiones por ello se hacen uso de diferentes aceites y surfactantes para que tal proceso ocurra de una manera ordenada (Salunke KS, 2015).
En función del propósito obtendremos:
-Preparados cosméticos. Son tipo O/W para transporte lipofilo.
-Vacunas para absorción en mucosas: vacuna VIH, vacuna Hepatitis B.
-Vehículos de liberación transdérmica: Diclofenaco
-Vehículos de liberación oral de fármacos poco solubles en agua: Paclitaxel
-Preparados antimicrobianos. Son tipo W/O no irritantes: Cándida, dermatófitos.
-Profilaxis en Bioterrorismo. En forma de cremas,líquidos/aerosoles: Antrax, ébola.
Actualmente el uso de la nanotecnología en el campo médico y farmacéutico ha hecho miras en el uso de la tecnología liposomal, sobretodo en el uso de las microemulsiones y los polímeros hechos con micelas para la aplicación dermatológica. Estas denominadas "nanopartículas lipídicas sólidas" con proporción de agua variable (50-95%) son de forma esférica y con diámetros inferior a 1 micrómetro y su particularidad es la liberación del principio activo de forma controlada. Utilizan en su vehiculización una matriz lipídica solidificada con nanocompartimentos para ese principio activo (o mezcla de agentes activos), de un tamaño de 50-1000nm estabilizados con concentraciones muy altas de tensioactivos o polímeros hidrofílicos.
Su proceso de nanoparticulación recurre a : glicéridos, acilgliceroles, acidos grasos, ceras y ciclodextrinas.
El factor más importante a considerar es su capacidad de carga: % relativo de principio activo atrapado en relación a la fase lipídica.
Se pueden preparar mediante diferente tipo de procedimientos y sus aplicaciones posteriores es la liberación de fármacos, usando los NLC (Nanotransportadores Lipídicos Nanoestructurados) más utilizados que los SLN (nanopartículas lipídicas sólidas), por acomodar estos menor capacidad de principio activo en su interior pese a ser un sistema más organizado.
NLC
-Via Parenteral: Anticancerígenos, antiparkinsonianos,antiVIH, antipsicóticos, antireumatoides, antibióticos, antiparasitarios,antihipertensivos, agentes de contraste.
Su finalidad pues es mejorar el proceso de llegada al tejido "diana" aumentando la eficacia y disminuyendo los procesos de toxicidad secundaria.
-Via Tópica: Utilizada en productos cosméticos desde 1990 en adelante, siendo ahora muy utilizado con vehiculización del coenzima Q10 en productos anti edad y concentrados de ceras y aceites o acidos grasos insaturados de tipo anti-aging y filtros solares (Llavot,2009)
-Via transdérmica: Usada más en nanomedicina en compuestos de tipo antiinflamatorio (Meloxicam, Lornoxicam, Flurbiprofeno), Vasodilatadores (Sildenafilo), combinaciones (Simvastatina+Olanzapina).
-Via oral: Son compuestos altamente liposolubles tal como Budesonida (Beloqui,2016).
Artículos sobre terapia génica con sistemas NLC y SLN:
Bibliografía:
-Evic Internacional Neuronal net´s nº12. Nanotecnología y cosméticos.
-Garzón S., N.L. et al. Preparación de nanopartículas lipídicas sólidas (SLN) y acarreadores lipídicos nanoestructurados (NLC). Revista Mexicana de Ciencias Farmacéuticas 39 (4) (2008) 50-66.
-Müller R.H., Petersen R.D., Hommons A., Pardeike J. Nanostructured lipid carriers (NLC) in cosmetic dermal products. Advanced Drug Delivery Reviews 59 (2007) 522-530.
-Beloqui, A. et al. "Nanoestructured lipid carriers: Promising drug delivery systems for future clinics". Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine 12 (2016) 143-161.
-Solans C, izquierdo P, Nolla J, Azemar N, Garcia-Celma MJ. Nano-emulsions. Current Opinion in Colloid and Interface Science, 10 (2005). 102-10.
-Mishra RK, Soni GC, Mishra RP. A Review Article: on Nanoemulsion. World J Pharm pharm Sci.